อุณหภูมิของประเทศไทยเราช่วงนี้มีอากาศร้อนขึ้นเรื่อยๆ และมีแนวโน้มน่าจะร้อนเพิ่มขึ้นทุกปีๆ โดยเฉพาะกับคนที่อยู่ในเมืองใหญ่ เช่น  กรุงเทพมหานคร เชียงใหม่ นครราชสีมา เป็นต้น จังหวัดเหล่านี้เราก็เห็นสภาพกันดีว่า สถานที่พักอาศัยมีลักษณะค่อนข้างแออัด การจราจรก็หนาแน่น ซึ่งนั่นทำให้เราอาจสังเกตได้ว่า เมืองเหล่านี้ค่อนข้างจะมีอากาศร้อนกว่าเมืองหรือจังหวัดอื่น ๆ

          เมืองใหญ่ขึ้นอากาศก็ร้อนเพิ่มขึ้น การมีชีวิตในเมืองใหญ่อาจมีความสะดวกสบายในหลายด้าน แต่หารู้ไม่ว่าสิ่งเหล่านั้นต้องแลกมากับปัญหาเรื่องมลภาวะทางอากาศและทางเสียง รวมไปถึงความร้อนอีกด้วย เคยมีรายงานศึกษาว่าไว้ว่า อุณหภูมิในเมืองที่เต็มไปด้วยตึกใหญ่โตจะสูงกว่าเขตชานเมืองหรือชนบทไม่ต่ำกว่า 4 องศาเซลเซียส โดยจะแปรผันโดยตรงกับขนาดของตัวเมือง ปัญหานี้เรียกขานกันว่า “The urban heat island.” แล้วอะไรคือสาเหตุและจะมีวิธีคลายร้อนได้อย่างไร

ภาพป่าในเมือง
ที่มา https://pixabay.com/ , wal_172619

         สิ่งที่เราอาจสังเกตได้ว่าความร้อนที่เกิดขึ้นในเมืองใหญ่นั้น ส่วนใหญ่มีต้นตอมาจากเครื่องจักรเครื่องยนต์ต่าง ๆ เช่น รถยนต์ เครื่องปรับอากาศ ฯลฯ แต่จากจริง ๆ แล้วสาเหตุที่กล่าวไปนั้นอาจไม่ใช่สาเหตุหลัก เพราะคิดเป็นสัดส่วนที่น้อยมาก คือน้อยกว่าประมาณ 20 เท่า เมื่อเทียบกับพลังงานความร้อนที่มีต้นตอมาจากแสงอาทิตย์ ในหนึ่งวินาทีแสงอาทิตย์นำพลังงานมาให้แก่พื้นที่ขนาด 1 ตารางเมตรของผิวโลกถึงประมาณ 1,120 จูล หรืออาจกล่าวได้ว่าประมาณ 1,120 วัตต์ / ตร. เมตร 

          เพราะฉะนั้น ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างเขตเมืองกับชานเมือง และชนบท จึงมีสาเหตุมาจากว่าเกิดอะไรขึ้นกับแสงอาทิตย์ระหว่างสองบริเวณนั่นเอง ตามที่เรารู้กันดีอยู่แล้วว่าแสงอาทิตย์ประกอบไปด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าหลายความยาวคลื่น ตามหลักการแล้ว พลังงานของแสงอาทิตย์ที่ผ่านชั้นบรรยากาศลงมาถึงผิวโลกนั้นจะมีที่มาจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในย่านรังสีอินฟราเรด (ความยาวคลื่นมากกว่า 0.7 ไมโครเมตร) ประมาณ 52-55 % และมีที่มาจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในย่านที่ตามองเห็น (ความยาวคลื่นระหว่าง 0.4-0.7 ไมโครเมตร ) ประมาณ 42-43 % ส่วนที่เหลือประมาณ 3-5 % มีที่มาจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในย่านรังสีอัลตราไวโอเลต (ความยาวคลื่นสั้นกว่า 0.4 ไมโครเมตร) 

          ในแถบชานเมืองและชนบทนั้น ซึ่งเป็นบริเวณที่อาจกล่าวได้ว่า มีป่าหรือมีต้นไม้ใบไม้ปกคลุมมากกว่าบริเวณในเมืองใหญ่ ซึ่งใบไม้เหล่านั้นมีส่วนสำคัญที่ช่วยสะท้อนแสงอาทิตย์ที่มีความยาวคลื่นสั้น (คือแสงที่ตามองเห็น หรือที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่านั้น) ถึงหนึ่งในสี่ส่วนที่เหลือนั้นอีกสามในสี่จะถูกดูดกลืน ซึ่งส่วนใหญ่ถูกนำไปใช้ในการคายน้ำจากใบของพืช (เรียกว่ากระบวนการ transpiration)  ประมาณ 98 – 99 % ของน้ำที่รากดูดเข้าไปในลำต้นพืช และจะถูกคายออกสู่บรรยากาศด้วยกระบวนการนี้นอกจากนั้นน้ำในดินรอบๆ โคนต้นยังมีการระเหย ( evaporation) ด้วย กระบวนการทั้งสองนี้ทำให้บริเวณที่มีต้นไม้มีอุณหภูมิต่ำกว่าบริเวณอื่นที่ไม่มีต้นไม้และดิน 

          ดังนั้นในบริเวณพื้นที่เมืองใหญ่ที่มีแต่ตึกอาคารสูง อากาศในตอนกลางวันก็จะร้อนกว่าพื้นที่ชานเมืองและชนบท และนอกจากนี้ในเวลากลางคืน เพราะตึกสูงทั้งหลายสามารถเก็บสะสมพลังงานความร้อนไว้มากในตอนกลางวัน ก็ปล่อยอากาศร้อนกลับออกมาสู่บรรยากาศในตอนกลางคืนเช่นเดียวกัน อีกทั้งด้วยลักษณะของพื้นที่ที่เป็นอากคาร มีซอกตึกต่าง ๆ ความร้อนจึงหนีไปสู่ที่เย็นกว่าได้ยากขึ้น  นอกจากนั้นบรรยากาศที่มีมลภาวะมากกว่า ก็กักขังคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีช่วงคลื่นยาวจำพวกรังสีอินฟราเรดไว้ได้ดีกว่าอีกด้วย

          นั่นเป็นสิ่งที่เราอาจสรุปได้ว่า เราควรทำให้พื้นที่ในเมืองของเรานั้น มีลักษณะเหมือนพื้นที่บริเวณชานเมืองหรือชนบทมากขึ้น ตัวอย่างเช่น สวนสาธารณะ ที่มีพื้นที่สีเขียวหรือป่า ซึ่งเป็นการช่วยคลายร้อนในเมืองที่มีประสิทธิภาพอย่างหนึ่งให้กับสิ่งก่อสร้างเพื่อให้สามารถสะท้อนแสงอาทิตย์ได้มากขึ้นเป็นทางแก้หนึ่ง และปริมาณต้นไม้ที่มากขึ้นนั้นจะทำให้การระเหยของเมืองโดยการใช้ต้นไม้และน้ำทำให้ลมร้อนที่พัดผ่านผิวน้ำหรือละอองน้ำเย็นขึ้นได้จาการคายความร้อนให้แก่น้ำ นำเอาไปใช้เป็นความร้อนแฝงของการระเหยกลายเป็นไอ นั่นคือน้ำกลายเป็นไอน้ำโดยที่ตัวน้ำไม่ได้มีอุณหภูมิสูงขึ้น และยังพบว่าการปลูกต้นไม้ทางทิศใต้และทิศตะวันตกของอาคารจะสามารถช่วยลดค่าไฟของเครื่องปรับอากาศได้ประมาณ 30 % อีกด้วย

แหล่งที่มา

วีทิต วรรณเลิศลักษณ์. (2017, 14 June). ฟิสิกส์รอบตัว ตอน ฉนวนกันความร้อน.สืบค้นเมื่อวันที่ 3 มิถุนายน 2562, จาก https://www.scimath.org/lesson-physics/item/7308-2017-06-14-15-23-36

Thailand Center of Excellence in Physics(ThEP). (2014, 27 Mar). วิธีคลายร้อนให้เมือง.สืบค้นเมื่อวันที่ 3 มิถุนายน 2562, จาก http://thep-center.org/src2/views/daily-life.php?article_id=7  

MGR Online. (2018, 11 April). ร้อนซะขนาดนี้ พี่ๆ ในวงการวิทยาศาสตร์ เขามีวิธีคลายร้อนมาแนะนำ  สืบค้นเมื่อวันที่ 3 มิถุนายน 2562, จาก https://mgronline.com/science/detail/9510000043352