ไขข้อข้องใจโครงการของนาซ่าในประเทศไทย โดย รศ.ดร. เสริม จันทร์ฉาย

ไขข้อข้องใจโครงการของนาซ่าในประเทศไทย

โดย รองศาสตราจารย์ ดร. เสริม จันทร์ฉาย

ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยศิลปากร

ตามที่องค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติหรือนาซ่า ประเทศสหรัฐอเมริกา ได้ขอใช้สนามบินอู่ตะเภา เพื่อศึกษาวิจัยสภาวะของบรรยากาศภายใต้โครงการชื่อ Southeast Asia Composition, Cloud, Climate Coupling Regional Study (SEAC4RS) ซึ่งมีกระแสข่าวทั้งที่เห็นด้วยและไม่เห็นด้วยจากฝ่ายการเมือง ประชาชนและสื่อมวลชนนั้น ผู้เขียนในฐานะผู้ประสานงานระหว่างมหาวิทยาลัยศิลปากรกับองค์การนาซ่าในโครงการดังกล่าวใคร่ขอนำเสนอข้อมูลเกี่ยวกับโครงการดังนี้

1. ความเป็นมา

องค์การนาซ่ามีความสนใจที่จะศึกษาสภาวะของบรรยากาศแบบร้อนชื้นของเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ซึ่งมีลักษณะพิเศษ กล่าวคือมีส่วนที่เป็นแผ่นดิน และหมู่เกาะต่างๆ ที่อยู่ภายใต้อิทธิพลมรสุมและสภาพแวดล้อมที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะอย่างยิ่งเป็นบริเวณที่มีการเผาไหม้วัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร และมีไฟไหม้ป่าที่หนาแน่น นอกจากนี้ชุมชนเมืองยังมีการเติบโตอย่างรวดเร็ว สภาวะเช่นนี้จะส่งผลกระทบ ไม่เพียงแต่สภาพภูมิอากาศในบริเวณนี้เท่านั้น แต่อาจส่งผลถึงระบบบรรยากาศโลกด้วย ดังนั้นองค์การ นาซ่าจึงจัดตั้งโครงการศึกษาวิจัยสภาวะบรรยากาศในเขตนี้ขึ้น โดยมีชื่อเรียกว่า 7-SEAS ในปี พ.ศ. 2548 และได้เชิญนักวิชาการจากประเทศต่างๆ 7 ประเทศที่อยู่ในบริเวณนี้เข้าร่วมโครงการ ได้แก่ ประเทศไทย เวียดนาม มาเลเซีย สิงคโปร์ อินโดนีเซีย ฟิลิปปินส์ และไต้หวัน โดยจัดการประชุมประจำปีครั้งแรกที่ประเทศอินโดนีเซีย เมื่อปี 2548 ครั้งที่ 2 ที่ประเทศไต้หวัน ครั้งที่ 3 ที่ประเทศสิงคโปร์ ครั้งที่ 4 ที่ประเทศไต้หวัน และครั้งที่ 5 ที่ประเทศเวียดนาม เนื่องจากกลุ่มวิจัยของผู้เขียนทำการศึกษาด้านรังสีดวงอาทิตย์และมีเครือข่ายการวัดรังสีดวงอาทิตย์ และฝุ่นละอองในบรรยากาศในประเทศไทย และประเทศเพื่อนบ้าน องค์การนาซ่าจึงได้เชิญผู้เขียนเข้าร่วมโครงการตั้งแต่ปี พ.ศ. 2548 และได้ร่วมการวิจัยต่อเนื่องมาจนถึงปัจจุบัน

2. ทำไมต้องทำการวัดโดยใช้เครื่องบินในประเทศไทย

ในการวิจัยสภาวะของบรรยากาศจะมีวิธีการที่เรียกว่า การรณรงค์โดยประสานเครื่องมือวัดชนิดต่างๆ ในช่วงเวลาสั้นๆ ภาคสนาม (campaign) ซึ่งเป็นวิธีการปฏิบัติทั่วไปในการวิจัยสาขานี้ เพื่อให้ได้ข้อมูลภาคสนามครบถ้วนมากที่สุด หลังจากนั้นจะนำมาเข้าแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อศึกษาสภาวะทั่วไปและแนวโน้มของบรรยากาศ ดังนั้นหลังจากที่ได้ทำงานวิจัยในโครงการ 7-SEAS มาเป็นเวลา 5 ปีแล้ว นาซ่าจึงตัดสินใจที่จะทำ campaign เพื่อศึกษาสภาวะของบรรยากาศในเขตนี้เชิงลึกอย่างเป็นระบบ โดยการใช้เครื่องบิน การวัดภาคพื้นดินและการสังเกตการณ์จากดาวเทียม ในช่วงเวลาที่มีควันไฟจากการเผาวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร และไฟไหม้ป่าในบริเวณเขตร้อนชื้นของมาเลเซียและอินโดนีเซีย ซึ่งจะมีการฟุ้งกระจายของฝุ่นละอองในบรรยากาศตามกระแสลมเข้าสู่ประเทศไทย ลาว เวียดนาม และไต้หวัน ในช่วงเดือนสิงหาคม-กันยายน 2555 โดยได้ประชุมเตรียมการที่เมืองฮานอย ประเทศเวียดนาม เมื่อวันที่ 12-16 พฤศจิกายน 2555 โดยผู้เขียนและทีมงานเข้าร่วมประชุมดังกล่าว โดยกำหนดให้ประเทศไทยเป็นศูนย์กลาง ทั้งนี้เพราะเป็นเส้นทางที่ฝุ่นละอองจากการเผาไหม้ในมาเลเซียและอินโดนีเซียผ่าน นอกจากนี้ ประเทศไทยมีความพร้อมด้านสนามบินและหน่วยงานอื่นๆ ที่สามารถสนับสนุนการทำงานได้เหมาะสมกว่าประเทศอื่นๆ โดยในเบื้องต้นกำหนดที่จะใช้สนามบินสุราษฎร์ธานี เป็นศูนย์กลางในการบินสำรวจ แต่หลังจากที่ได้ส่งทีมงานไปสำรวจแล้วพบว่า ทางขึ้นลงของเครื่องบินมีขนาดสั้นไม่เหมาะกับเครื่องบินที่จะนำมาใช้ในการสำรวจ นอกจากนี้พบว่า เป็นสนามบินเล็กที่ไม่มีโรงเรือนสำหรับเก็บอุปกรณ์การวัดต่างๆ นาซ่าจึงได้หาสนามบินอื่นและพบว่า สนามบินอู่ตะเภามีความเหมาะสมที่สุดเพราะมีรันเวย์ยาวและมีความพร้อมด้านอาคารสถานที่ อีกทั้งยังอยู่ใกล้กรุงเทพฯ สะดวกต่อการประสานงาน ซึ่งในโครงการดังกล่าวจะมีนักวิทยาศาสตร์จากนาซ่ามาร่วมงานกว่า 100 คน พร้อมทั้งอุปกรณ์จำนวนมาก

รูปที่ 1 คณะนักวิจัยของนาซ่าและนักวิทยาศาสตร์จากประเทศต่างๆ ในภูมิภาคนี้ที่เข้าร่วมประชุมเตรียมงานที่ฮานอย

3. นาซ่านำเครื่องมืออะไรมาสำรวจ

การ campaign ระยะสั้น โดยทั่วไปจะต้องใช้การวัดประสานกัน 3 ส่วน ได้แก่ ดาวเทียม เครื่องบิน และเครื่องวัดภาคพื้นดิน ในส่วนของดาวเทียมนาซ่ามีดาวเทียมที่เรียกว่า A-Trian ประกอบด้วยดาวเทียมจำนวน 10 ดวง ซึ่งโคจรเป็นขบวน ทำการวัดสภาวะของบรรยากาศในงามุมต่างๆ ที่สำคัญได้แก่ ดาวเทียม CloudSat ทำการวัดเมฆ ดาวเทียม MODIS วัดฝุ่นละอองและไอน้ำ ดาวเทียม CALIPSO วัดโปรไฟล์ของฝุ่นละออง และดาวเทียม AURA วัดโอโซน เป็นต้น สำหรับกรณีเครื่องมือที่ติดตั้งในเครื่องบินจะประกอบด้วย เครื่องวัดความเข้มแสงที่ความยาวคลื่นต่างๆ เครื่องมือเก็บตัวอย่างอากาศ และเครื่องรับสัญญาณจากดาวเทียม เครื่องมือส่วนใหญ่จะเก็บในตู้ container และนำเข้าไปใส่ในเครื่องบินทั้ง container

รูปที่ 2 อุปกรณ์ที่จะนำไปใส่ในเรื่องบินเพื่อการสำรวจบรรยากาศ

รูปที่ 3 ชุดดาวเทียม A-Trian

กรณีของเครื่องมือวัดภาคพื้นดิน จะทำการติดตั้งเครื่องวัดแสงอาทิตย์ที่ความยาวคลื่นต่างๆ เครื่องวัดฝุ่นละออง และเครื่องเก็บตัวอย่างอากาศ กระจายกันอยู่ตามจุดต่างๆ ทั่วทั้งภูมิภาคนี้ โดยมหาวิทยาลัยศิลปากรรับผิดชอบด้านการวัดแสงอาทิตย์และวัดฝุ่นละอองในประเทศไทย ลาว และพม่า ซึ่งผู้เขียนได้ส่งเจ้าหน้าที่ไปติดตั้งอุปกรณ์เรียบร้อยแล้ว

ในด้านการบินสำรวจจะบินขนานกัน 3 ลำ ที่ระดับความสูงต่างๆ และบางลำทำการบินในลักษณะของการเปลี่ยนระดับการบินเป็นคลื่น เพื่อให้เห็นการเปลี่ยนแปลงสภาวะบรรยากาศในแนวดิ่ง และทำการบินทั้งเป็นรัศมีจากสนามบินอู่ตะเภาเป็นระยะทางประมาณด้านละ 100-5,000 กิโลเมตร จนถึงประเทศฟิลิปปินส์และอินโดนีเซีย โดยส่วนใหญ่จะอยู่เหนือน่านน้ำสากล

4. ประเทศไทยได้อะไรจากการสำรวจนี้

สภาวะบรรยากาศของประเทศไทยมีความซับซ้อน เนื่องจากมีฝุ่นละอองจากการเผาวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร ไฟไหม้ป่า และฝุ่นละอองจากชุมชนเมืองขึ้นสู่บรรยากาศจำนวนมาก อีกทั้งยังอยู่ในแนวลมมรสุม และอิทธิพลจากปรากฏการณ์ ENSO จากการไหลเวียนของน้ำทะเลจากมหาสมุทรแปซิฟิกซึ่งมีอิทธิพลต่อการเกิดฝนและความแห้งแล้ง เนื่องจากฝุ่นละอองมีอิทธิพลต่อการเกิดเมฆและในตลอดจนเสถียรภาพของบรรยากาศซึ่งมีผลต่อการเกิดพายุ อีกทั้งในปัจจุบันความสามารถทางเครื่องมือของนักวิชาการไทยยังไม่สูงมากนัก ดังนั้นการศึกษาสภาวะบรรยากาศกับนาซ่าจะทำให้เรามีองค์ความรู้เกี่ยวกับบรรยากาศ โดยเฉพาะฝุ่นละอองได้ขัดเจนขึ้น ซึ่งจะนำไปสู่การทำนายสภาวะบรรยากาศตลอดจนการเกิดฝน และภายุหมุนต่างๆ ทั้งนี้เพื่อออกมาตรการในการเตรียมรับและป้องกันที่อาจะเกขึ้นในอนาคต

ในด้านของความมั่นคงอุปกรณ์ต่างๆ ที่ติดตั้งในเครื่องบินเป็นเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่สามารถตรวจสอบได้ และเครื่องบินที่นำมาใช้ ถึงแม้บางเครื่องจะดัดแปลงจากเครื่องบินทางทหารและเครื่องบินพานิชก็สามารถทำการตรวจสอบได้ และการบินส่วนใหญ่จะอยู่เหนือน่านน้ำ สำหรับการบินเหนือพื้นดิน ฝ่ายความมั่นคงสามารถกำหนดเขตให้บินได้ จึงไม่น่าจะมีปัญหาด้านความมั่นคงของประเทศ ดังนั้นการทำงานของนาซ่าร่วมกับนักวิชาการไทยในครั้งนี้จะนำประโยชน์มาสู่ประเทศไทยโดยตรง ทั้งทางด้านวิชาการและการเตรียมการรับมือกับภัยพิบัติทางธรรมชาติต่อไป