ทำไม PM 2.5 จึงมักจะมาพร้อมกับฤดูหนาว??

ต้นกำเนิดของฝุ่น PM 2.5 ในเขตเมืองรวมถึงกรุงเทพฯนั้นมาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงของรถเป็นส่วนใหญ่ ดังนั้นปริมาณ PM 2.5 ที่เกิดขึ้นในช่วงหน้าร้อนและหน้าหนาวนั้นจึงไม่น่าที่จะแตกต่างกันนัก แต่เรามักจะเห็นความเข้มข้นของฝุ่น PM 2.5 สูงในระดับที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพบ่อยๆในช่วงปลายปี ทั้งนี้เนื่องมาจากสภาพอากาศในช่วงนี้นั้นเอื้อให้เกิดสภาวะ Temperature Inversion

สภาวะ Temperature Inversion คือการที่อุณหภูมิของอากาศ (ในชั้นที่เราอยู่อาศัย หรือ Troposphere) เพิ่มขึ้นเมื่อความสูงจากผิวโลกเพิ่มขึ้น ที่เราเรียกว่า Inversion หรือ ผกผัน ก็เนื่องจากว่าโดยปกติแล้วอากาศใกล้ผิวโลกจะร้อน (เพราะได้รับความร้อนจากผิวโลกที่ดูดซับพลังงานจากแสงอาทิตย์) และลอยขึ้นเพราะเบากว่า เมื่ออากาศลอยขึ้นและขยายตัวจะทำให้อุณหภูมิลดลงประมาณ 6 องศาเซลเซียสต่อ 1 กิโลเมตร (อ่านรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่ เสถียรภาพของชั้นบรรยากาศ)

ในกรณีที่เกิด Temperature Inversion อากาศด้านล่างที่เย็น (และหนักกว่า) จะไม่สามารถลอยขึ้นไปได้ เกิดการกระจายตัวในแนวราบ ทำให้อากาศเย็นนี้ถูกกักอยู่ด้านล่าง ช่วงเวลาที่มักจะเกิด Inversion คือช่วงกลางดึกหรือใกล้เช้าเนื่องจากผิวโลกคายความร้อน ยิ่งในช่วงปลายปีที่มีลมมรสุมตะวันออกเฉียงเหนือพัดมวลอากาศเย็นเข้ามาปกคลุมประเทศไทย ทำให้ท้องฟ้าโปร่ง ยิ่งทำให้ผิวโลกเย็นเร็วขึ้น ดังนั้นฝุ่น PM 2.5 ที่เกิดขึ้นในช่วงนี้จะถูกขังเอาไว้ใกล้ผิวโลกทำให้เราวัดความเข้มข้นได้สูงขึ้น

รูป 1 – สภาวะการเกิด Temperature Inversion

ปรากฏการณ์ Temperature Inversion กับการวิเคราะห์เหตุการณ์อันตราย (Consequence Analysis)

นอกจากความเข้มข้นของ PM 2.5 ที่เพิ่มขึ้นแล้ว การเกิดสภาวะ Temperature Inversion นั้นยังอาจทำให้อันตรายจากเหตุสารเคมีอันตรายรั่วไหล (เช่น สารไวไฟ หรือ สารพิษ) มีความรุนแรงสูงขึ้นด้วย เช่น ในกรณี Bhopal Disaster (1984) เป็นการรั่วไหลของสารพิษ Methyl Isocyanate เกิดขึ้นที่ประเทศอินเดีย ในฤดูหนาว ลมสงบ ช่วงเวลาหลังเที่ยงคืนเล็กน้อย มีการประมาณชั้น Temperature Inversion อยู่ที่ความสูง 250 เมตร [1] ทำให้เกิดกลุ่มหมอกพิษ 45 ตันปกคลุมเมือง มีคนได้รับสารพิษกว่า 500,000 คนและมีผู้เสียชีวิตราว 20,000 คน เหตุการณ์นี้ถูกจัดอันดับโดยนิตยสาร Time ให้อยู่ใน Top 10 Greatest Disasters

ในกรณีการรั่วไหลของสารไวไฟภายใต้สภาวะที่ลมสงบนั้น สามารถทำให้สารที่รั่วไหลเกาะกลุ่มกันเกิดเป็นกลุ่มหมอก (Vapor Cloud) ยิ่งกลุ่มหมอกมีขนาดใหญ่ ก็ยิ่งมีโอกาสสูงขึ้นที่จะนำไปสู่เหตุระเบิดชนิด Vapor Cloud Explosion ได้ การเกิดสภาวะ Inversion ทำให้กลุ่มหมอกนี้อยู่ใกล้ผิวโลกและสร้างอันตรายได้มากขึ้น เราลองรวบรวมเหตุการณ์รั่วไหลของสารไวไฟที่นำไปสู่การเกิด Vapor Cloud Explosion ภายใต้สภาวะ Temperature Inversion

รูป 2 - ชั้น Temperature Inversion ในเหตุการณ์ที่ Big Spring, Texas (2008)

ในรูปที่ 2 เราสามารถสังเกตุเห็นชั้น Temperature Inversion ในอากาศได้อย่างชัดเจน หลังเหตุระเบิดที่ Big Spring, Texas

บทความนี้ ผู้เขียนต้องการโยงประเด็นใกล้ตัวเพื่อให้ผู้อ่านสามารถนำไปพิจารณาปรับใช้ในการทำ Consequence Analysis ได้ หากเพื่อนๆกำลังทำการวิเคราะห์อันตรายจากสารเคมีอันตรายรั่วไหล หรือการระเบิดจากก๊าซไวไฟภายในโรงงาน อย่าลืมคิดถึง Temperature Inversion ด้วยนะคะ