รวมศัพท์
เป็นชื่อเรียกอย่างไม่เป็นทางการของระบบการเกษตรทั่วไปในประเทศไทย ที่มีการควบคุมการใช้สารเคมีการเกษตรให้เป็นไปตามหลักการ ที่เชื่อกันว่า ผลผลิตจะมีความปลอดภัยต่อการบริโภค โดยจะให้ความสำคัญกับการไม่ใช่สารเคมีกำจัดศัตรูพืชที่มีการตกค้างนาน และจะต้องเว้นระยะในการใช้สารเคมีการเกษตรก่อนการเก็บเกี่ยวผลผลิต
ชื่ออย่างเป็นทางการ คือ "เกษตรดีที่เหมาะสม" หรือ Good Agriculture Practice แต่ก็อาจมีการเรียกชื่อที่ไม่เป็นทางการอื่นๆ เช่น ผักอนามัย ผลไม้อนามัย ผักปลอดภัยจากสารพิษ เป็นต้น
ปุ๋ยที่มีส่วนประกอบหลักที่เป็นจุลินทรีย์ที่เป็นประโยชน์ในการให้ธาตุอาหารต่อพืช เช่น ไรโซเบียมที่ใช้กับพืชตระกูลถั่ว เพื่อตรึงไนโตรเจนจากบรรยากาศ หรือปุ๋ยที่มีเชื้อจุลินทรีย์ที่ทำให้ธาตุฟอสเฟตในดินอยู่ในรูปที่รากพืชสามารถนำไปใช้ได้สะดวกขึ้น
ปุ๋ยอินทรีย์ทุกชนินจะมีจุลินทรีย์อยู่ แต่ไม่จำเป็นที่จะต้องเป็นปุ๋ยชีวภาพ และในขณะเดียวกันปุ๋ยชีวภาพก็อาจมีอินทรียวัตถุผสมอยู่ แต่สิ่งที่ออกฤทธิ์ในการให้ประโยชน์กับพืช ไม่ใช่อินทรียวัตถุ แต่เป็นจุลินทรีย์
โดยทั่วไป สภาพอากาศที่แตกต่างกันเกิดขึ้นจากอิทธิพลของแสงอาทิตย์ที่ตกกระทบมายังพื้นโลกในแต่ละวันไม่เท่ากัน เนื่องจากโลกมีการหมุนรอบตัวเอง
ในขณะเดียวกัน โลกก็หมุนรอบดวงอาทิตย์ด้วย โดยโลกจะหมุนรอบดวงอาทิตย์เป็นรูปวงรี ใช้เวลาในการหมุนแต่ละรอบประมาณ 365 วัน เพราะวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ที่เป็นวงรีนี้เองที่ทำให้บางช่วงเวลาในปีหนึ่งๆ ที่โลกจะเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากเป็นพิเศษ และบางช่วงที่อยู่ห่างจากพระอาทิตย์มากเป็นพิเศษ ในเขตซีกโลกเหนือ โลกจะอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ไกลที่สุดในช่วงเดือนธันวาคม ซึ่งทำให้ซีกโลกเหนือมีอากาศเย็น และมีช่วงกลางวันสั้น เมื่อโลกโคจรต่อไป (โคจรทวนเข็มนาฬิกา) เขตซีกโลกเหนือก็จะเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากขึ้น ดวงอาทิตย์เริ่มขึ้นสูงกลางท้องฟ้ามากขึ้น กลางวันยาวนานขึ้น ในวันที่ 21 มีนาคม (ซึ่งเรียกกันว่า วันอีควิน็อกซ์ฤดูใบไม้ผลิ - spring equinox day) เป็นวันที่มีช่วงเวลากลางวันและกลางคืนเท่ากัน หลังจากนั้น ช่วงกลางวันจะเริ่มนานกว่ากลางคืน จนถึงวันที่ 21 มิถุนายน (วันโซลส์ติสฤดูร้อน - solstice day) ซึ่งเป็นวันที่พระอาทิตย์ขึ้นสูงกลางฟ้าที่สุด (โดยเฉพาะในเขตขั้วโลกเหนือ จะเป็นวันที่มีช่วงกลางวันตลอด 24 ชั่วโมงเลย) หลังจากนี้ โลกจะเริ่มถอยห่างจากดวงอาทิตย์ ทำให้กลางวันสั้นลงและกลางคืนยาวขึ้น จนช่วงกลางวันและกลางคืนเท่ากันอีกในวันที่ 21 กันยายน (หรือวันอีควิน็อกศ์ฤดูใบไม้ร่วง) และเข้าสู่ฤดูหนาวที่กลางคืนนานกว่ากลางวัน จนถึงวันที่ 21 ธันวาคม (วันโซลส์ติสฤดูหนาว) ที่กลางคืนนานที่สุด สำหรับซีกโลกใต้ ฤดูกาลจะกลับตาลปัตร ตรงกันข้ามกันกับที่เกิดขึ้นในซีกโลกเหนือ
ภูมิอากาศ คือ ลักษณะเงื่อนไขของบรรยากาศ ที่อยู่บริเวณใกล้ผิวโลก ณ บริเวณใดบริเวณหนึ่ง ซึ่งได้จากการเฉลี่ยข้อมูลสภาพอากาศระยะยาว (หลายทศวรรษ แต่ในวงการอุตุนิยมวิทยาจะใช้ค่าเฉลี่ย 30 ปี) โดยปกติเมื่อกล่าวถึงภูมิอากาศ จะระบุขอบเขตของพื้นที่ เช่น ภูมิอากาศตามละติจูด (latitudinal climates) ภูมิอากาศของภูมิภาค (regional climate) และภูมิอากาศท้องถิ่น
ในแต่ละพื้นที่ รูปแบบของภูมิอากาศจะแตกต่างกัน โดยมีตัวชี้วัดของสภาพอากาศที่สำคัญ ได้แก่ ปริมาณฝนเฉลี่ยรายเดือน อุณภูมิสูง-ต่ำรายวัน ความชื้น จำนวนชั่วโมงที่มีแสงแดด การปกคลุมของเมฆ ความเร็วลม ทิศทางลม พลังงานแสงอาทิตย์ และลมพายุ
โดยทั่วไป การแบ่งโซนภูมิอากาศของโลก จะใช้เส้นละติจูด (ซึ่งเป็นเส้นตัดขวางแนวนอนรอบโลก) เป็นแนวในการแบ่ง โดยใช้เส้นละติจูด 4 เส้น (ไม่นับรวมเส้นศูนย์สูตรตรงกลาง) คือเส้นทรอปปิค (Tropic) ซึ่งเป็นเส้นละติจูดที่ 23.5° และ 66.5° เหนือและใต้ของเส้นศูนย์สูตร
เส้นละติจูดสองเส้นบริเวณใกล้เส้นศูนย์สูตรคือเส้น "ทรอปิคออฟแคนเซอร์" (Tropic of Cancer) ที่อยู่ทางตอนเหนือ และเส้น "ทรอปิคออกแคปริคอร์น" (Tropic of Capricorn) ที่อยู่ทางใต้ ซึ่งเส้นทรอบิคนี้เป็นระดับสูง-ต่ำสุดที่พระอาทิตย์อาจขยับขึ้นเหนือหรือลงใต้ได้ ในส่วนปลาย บริเวณใกล้กับขั้วโลกเหนือ-ใต้ ที่ละติจูด 66.5° เหนือและใต้ จะใช้เส้น "อาร์คติดเซอร์เคิล" (Arctic Circle) และ "แอนตาร์คติดเซอร์เคิล" (Antarctic Circle) ตามลำดับ เป็นแนวแบ่งโซนภูมิอากาศ
นอกเหนือจากระยะห่างจากเส้นศูนย์สูตรแล้ว ภูมิอากาศในแต่ละพื้นที่ยังได้รับอิทธิพลจาระดับความสูงต่ำของพื้นที่ ระยะห่างจากทะเล และปัจจัยทางภูมิศาสตร์อื่นๆ ทำให้ลักษณะภูมิอากาศแตกต่างกันไป โดยทั่วไป มีการแบ่งภูมิอากาศออกเป็น 10 โซน คือ
| 1. เขตภูมิอากาศร้อนชื้น | Tropical Climates | ฝนตกมากตลอดทั้งปี อุณหภูมิสูงทั้งปี บรรยากาศมีความชื้นสูง มีช่วงฤดูแล้งสั้นๆ |
| 2. เขตภูมิอากาศกึ่งร้อนชื้น | Subtropical Climates | อุณหภูมิมีการเปลี่ยนแปลงมากกว่าเขตภูมิอากาศร้อนชื้น มีช่วงฤดูฝนและฤดูแล้งที่ชัดเจน และนานเท่าๆ กัน |
| 3. เขตภูมิอากาศแห้งแล้ง | Arid Climates | มีฝนตกค่อนข้างน้อยตลอด อุณหภูมิต่างกันมากในช่วงกลางวัน-กลางคืน และในแต่ช่วงฤดูร้อน-ฤดูหนาว |
| 4. เขตภูมิอากาศกึ่งแห้งแล้ง | Semi-arid Climates | คล้ายกับภูมิอากาศแห้งแล้ง แต่รุนแรงน้อยกว่า มีปริมาณฝนตกมากกว่า และอุณหภูมิในแต่ละฤดูกาลผันผวนน้อยกว่า |
| 5. เขตภูมิอากาศเมดิเตอร์เรเนียน | Mediterranean Climates | ในช่วงฤดูร้อน อากาศจะร้อนและแห้ง แต่ในช่วงฤดูหนาวจะมีอากาศเย็นและชื้น |
| 6. เขตภูมิอากาศอบอุ่น | Temperate Climates | มีฝนตกเฉลี่ยใกล้เคียงกันตลอดปี และมี 4 ฤดูกาลอย่างชัดเจน โดยมีอากาศร้อนในฤดูร้อนและหนาวเย็นในช่วงฤดูหนาว และมีหิมะตกด้วย |
| 7. เขตภูมิอากาศอบอุ่นทางเหนือ | Northern Temperate Climates | คล้ายกับเขตภูมิอากาศอบอุ่น แต่ฤดูหนาวยาวนานกว่ามาก อาจนานถึง 9 เดือน และปริมาณหิมะตกสูงว่ามาก |
| 8. เขตภูมิอากาศภูเขาสูง | Mountain Climates | อุณหภูมิค่อนข้างต่ำมาก เมื่อเปรียบเทียบกับที่ราบที่อยู่บริเวณใกล้กัน มีหิมะตกเป็นประจำ |
| 9. เขตภูมิอากาศขั้วโลก | Polar Climates | ช่วงฤดูหนาวจะหนาวจัดและกินเวลานานมาก ส่วนฤดูร้อน อากาศอุ่นขึ้นเล็กน้อย มีหิมะตกบ่อย ส่วนฝนมีน้อยมาก |
| 10. เขตภูมิอากาศชายฝั่งทะเล | Coastal Climates | อุณหภูมิไม่ต่างกันตลอดทั้งปี ส่วนสภาพอากาศอาจต่างกันตามสภาพของอุณหภูมิของแผ่นดิน-มหาสมุทรบริเวณนั้น |
จากข้อมูลของกรมอุตุนิยมวิทยา (2537) อธิบายเกี่ยวกับฤดูกาลในประเทศไทยได้ดังนี้ เนื่องจากประเทศไทยตั้งอยู่ในเขตอิทธิพลของมรสุม จึงทำให้ประเทศไทยมีฤดูกาลที่เด่นชัด 2 ฤดู คือ ฤดูฝนกับฤดูแล้ง (Wet and Dry Seasons) สลับกัน และสำหรับฤดูแล้งนั้น ถ้าพิจารณาให้ละเอียดลงไปสามารถแยกออกได้เป็น 2 ฤดู คือ ฤดูร้อนกับฤดูหนาว ดังนั้นฤดูกาลของประเทศไทยสามารถแบ่งออกได้ทั้งหมดสามฤดู คือ
1. ฤดูร้อน เริ่มประมาณกลางเดือนกุมภาพันธ์ถึงประมาณกลางเดือนพฤษภาคม ซึ่งเป็นช่วงที่เปลี่ยนจากมรสุมตะวันออกเฉียงเหนือเป็นมรสุมตะวันตกเฉียงใต้ (หรือที่เปลี่ยนจากฤดูหนาวเข้าสู่ฤดูฝน) เป็นระยะที่ขั้วโลกเหนือหันเข้าหาดวงอาทิตย์โดยเฉพาะในเดือนเมษายนประเทศไทยจะเป็นประเทศหนึ่งที่ตั้งอยู่ในบริเวณที่ลำแสงของดวงอาทิตย์จะตั้งฉากกับพื้นผิวโลกจึงทำให้ได้รับแสงอาทิตย์อย่างเต็มที่ ในฤดูนี้แม้ว่าประเทศไทยจะมีอากาศร้อนและแห้งแล้งแต่ในบางครั้งอาจมีมวลอากาศเย็นจากประเทสจีนแผ่ลงมาถึงประเทศไทยตอนบนได้ ทำให้เกิดการปะทะกันระหว่างมวลอากาศเย็นที่แผ่ลงมากับมวลอากาศร้อนที่ปกคลุมอยู่เหนือประเทศไทย ซึ่งก่อให้เกิดพายุฝนฟ้าคะนองและลมกระโชกแรงหรืออาจมีลูกเห็บตกลงมาด้วย ก่อให้เกิดความเสียหายได้ พายุฝนฟ้าคะนองที่เกิดขึ้นในฤดูนี้มักเรียกว่า “พายุฤดูร้อน”
2. ฤดูฝน เริ่มประมาณกลางเดือนพฤษภาคม ถึงประมาณกลางเดือนตุลาคม ฤดูนี้จะเริ่มเมือมรสุมตะวันตกเฉียงใต้ซึ่งเป็นลมชื้นพัดปกคลุมประเทศไทย ขณะที่ร่องความกดอากาศต่ำ (แนวร่องที่ก่ให้เกิดฝน) พาดผ่านประเทศไทยทำให้มีฝนชุกทั่วไป ร่องความกดอากาศต่ำนี้ปกติจะเริ่มพาดผ่านภาคใต้ในเดือนเมษายน แล้วจึงเลื่อนขึ้นไปพาดผ่านภาคกลางและภาคตะวันออก ภาคเหนือและอีสาน ในเดือนพฤษภาคมและมิถุนายน ตามลำดับ ประมาณปลายเดือนมิถุนายนจะเลื่อนขึ้นไปพาดผ่านบริเวณประเทศจีนตอนใต้ ทำให้ฝนในประเทศไทยลดลงระยะหนึ่งและเรียกว่าเป็น “ช่วงฝนทิ้ง” ซึ่งอาจนานประมาณ 1 – 2 สัปดาห์ หรือ บางปีอาจเกิดขึ้นรุนแรงและมีฝนน้อยนานนับเดือนได้ ประมาณเดือนสิงหาคมถึงพฤศจิกายน ร่องความกดอากาศต่ำจะเลือนกลับลงมาทางใต้พาดผ่านบริเวณประเทศไทยอีกครั้งหนึ่ง โดยจะพาดผ่านตามลำดับ จากภาคเหนือลงไปภาคใต้ ทำให้ช่วงเวลาดังกล่าวประเทศไทยจะมีฝนชุกต่อเนื่อง โดยประเทศไทยตอนบนจะตกชุกช่วงเดือนสิงหาคมถึงกันยายน และภาคใต้จะตกชุกช่วงเดือนตุลาคมถึงพฤศจิกายน ประมาณกลางเดือนตุลาคม มรสุมตะวันออกเฉียงเหนือ ซึ่งเป็นลมหนาวจะเริ่มพัดเข้ามาปกคลุม ประเทศไทยแทนที่มรสุมตะวันตกเฉียงใต้ ซึ่งเป็นสัญญาณว่า ได้เริ่มฤดูหนาวของประเทศไทยตอนบนแล้ว ยกเว้นทางภาคใต้ จะยังคงมีฝนตกชุกต่อไปเรื่อยๆ จนถึงเดือนธันวาคม ทั้งนี้เนื่องจากมรสุมตะวันออกเฉียงเหนือ ที่พัดลงมาจากประเทศจีน จะพัดผ่านทะเลจีนใต้และอ่าวไทย ก่อนลงไปถึงภาคใต้ ซึ่งจะนำความชื้นลงไปด้วย เมื่อถึงภาคใต้ โดยเฉพาะภาคใต้ฝั่งตะวันออก จึงก่อให้เกิดฝนตกชุก
3. ฤดูหนาว เริ่มประมาณกลางเดืนอตุลาคมถึงประมาณกลางเดือนกุมภาพันธ์ เมื่อมรสุมตะวันออกเฉียงเหนือเริ่มพัดปกคลุมประเทศไทยประมาณกลางเดือนตุลคม ซึ่งจะนำความหนาวเย็นมาสู่ประเทศไทยเป็นระยะที่ขั้วโลกใต้หันเข้าหาดวงอาทิข์ ตำแหน่งลำแสงของดวงอาทิตย์ทำมุมฉากกับผิวพื้นโลกขณะเที่ยงวันจะอยู่ทางซีกโลกใต้ ทำให้ลำแสงที่ตกกระทบกับพื้นที่ในประเทศไทยเป็นลำแสงเฉียงตลอดเวลา
ในบางเขตพื้นที่ จะมีช่วงฤดูที่มีลมประจำฤดู ที่เกิดขึ้นเฉพาะท้องถิ่นหนึ่งๆ และเป็นลมที่พัดตลอดฤดูเป็นระยะเวลาแน่นอนของทุกปี หรือเรียกกันว่า ลมมรสุม โดยปกติ ลมมรสุมจะมี 2 ฤดู คือ
1. ลมมรสุมฤดูร้อน ซึ่งเป็นลมพัดจากทะเลเข้าสู่พื้นดิน เกิดขึ้นในฤดูร้อน ลมมรสุมฤดูร้อนจะนำความชุ่มชื้นหรือฝนจากทะเลมาสู่แผ่นดิน ในทวีปเอเชียและประเทศไทย เรียกว่า ลมมรสุมตะวันตกเฉียงใต้ โดยจะพัดอยู่นาน 6 เดือน คือ ระหว่างเดือนเมษายนถึงเดือนกันยายน
2. ลมมรสุมฤดูหนาว เป็นลมพัดจากใจกลางทวีปที่มีความกดอากาศสูงไปสู่ทะเลหรือบริเวณที่มีความกดอากาศต่ำ เป็นลมที่นำความหนาวเย็นและความแห้งแล้ง เรียกว่า ลมมรสุมตะวันออกเฉียงเหนือ พัดอยู่นาน 6 เดือน คือ ระหว่างเดือนตุลาคมถึงเดือนมีนาคม
สภาพอากาศ หรือบางครั้งก็เรียก สภาพลมฟ้าอากาศ ซึ่งหมายถึง การเปลี่ยนแปลงของสภาพเงื่อนไขบรรยากาศในแต่ละวัน ณ บริเวณใดบริเวณหนึ่ง ซึ่งการเปลี่ยนแลงเหล่านี้จะถูกวัดและบันทึกโดยสถาบันอุตุนิยมวิทยา เช่น อุณหภูมิ ความกดอากาศ ความชื้น ลม ฝน เมฆ หมอก ทัศนวิสัย และหยาดน้ำฟ้า (ได้แก่ ฝน หิมะและลูกเห็บ)
ปฏิสัมพันธ์ระหว่างดวงอาทิตย์และชั้นบรรยากาศของโลก คือสาเหตุสำคัญที่ทำให้เกิดสภาพอากาศต่างๆ ทั้งหมดบนโลก โดยมีจุดตั้งต้นจากพลังงานความร้อนจากแสงพระอาทิตย์ พลังงานความร้อนที่ส่งมายังโลก ในขณะที่โลกเราหมุนรอบตัวเอง (แกนโลกจะทำมุมประมาณ 23.5 องศา) และโคจรรอบดวงอาทิตย์ไปพร้อมกัน ทำให้ส่วนต่างๆ บนผิวโลกได้รับความร้อนจากแสงอาทิตย์มากน้อยต่างกันไป โดยพื้นที่ใกล้เส้นศูนย์สูตรจะได้รับปริมาณรังสีจากดวงอาทิตย์มากกว่าพื้นที่ที่อยู่บริเวณขั้วโลก นอกจากได้รับความร้อนต่างกันแล้ว ผิวโลกแต่ละส่วนมีความสามารถในการดูดซับความร้อนได้ต่างกันด้วย โดยส่วนที่เป็นพื้นดินจะเก็บความร้อนได้ดีกว่าส่วนที่เป็นผิวน้ำ ทำให้มวลอากาศที่บริเวณดังกล่าวมีอุณหภูมิต่างกันไป
มวลอากาศบริเวณที่ได้รับความร้อนจากแสงอาทิตย์มากย่อมมีอุณหภูมิสูงขึ้น ส่งผลให้เกิดการขยายตัวของมวลอากาศ เกิดแรงกดอากาศต่ำ มวลอากาศร้อนนี้จะลอยตัวขึ้นสู่บรรยากาศชั้นบน และเคลื่อนที่ไปหามวลอากาศที่เย็นกว่า ในขณะที่มวลอากาศเย็นกว่าจะเกิดการหดตัว เคลื่อนที่ลงสู่พื้นดิน เกิดเป็นแรงกดอากาศสูง และไหลไปสู่บริเวณที่มีแรงกดอากาศต่ำ เกิดเป็นลมขึ้น
นอกจากนี้ บริเวณที่มีความกดอากาศต่ำ ซึ่งเป็นบริเวณที่มีมวลอากาศมีความร้อนอยู่มาก ก็จะมีความชื้นและไอน้ำในอากาศมากด้วย ดังนั้น บริเวณนี้จึงมีเมฆและโอกาสในการเกิดฝนตกมากด้วย ในขณะที่บริเวณที่มีความกดอากาศสูง จะเป็นบริเวณที่มวลอากาศเย็น มีความชื้นและไอน้ำต่ำ เมฆหมอกก็จมีน้อยตามไปด้วย
ลม คือ อากาศที่เคลื่อนที่จากบริเวณที่ที่มีความกดอากาศสูงไปยังบริเวณที่ที่มีความกดอากาศต่ำ บริเวณเขตเส้นศูนย์สูตรเป็นเขตที่ได้รับแสงอาทิตย์ตลอดทั้งปี อากาศจึงมีอุณหภูมิสูง อากาศที่ร้อนนี้จะลอยตัวสูงขึ้นไปจนถึงด้านบนของชั้นบรรยากาศโทรโปสเฟียร์ ซึ่งอากาศจะลอยเกินระดับนี้ไม่ได้ อากาศร้อนนี้จึงกระจายตัวออก เคลื่อนที่ไปยังเขตขั้วโลกทั้งสองด้าน ปะทะกับอากาศที่เย็นกว่า ทำให้อุณหภูมิเริ่มลดลง เมื่อถึงเขตละติจูด 30° ทางตอนเหนือและใต้ของเส้นศูนย์สูตร อากาศที่เย็นตัวก็จะจมลงกลับสู่ผิวโลก (ทำให้เกิดแรงกดอากาศเพิ่มขึ้น) อากาศนี้จะมีความชื้นต่ำ ทำให้สภาพอากาศในบริเวณนั้นแห้งและปลอดโปร่ง พื้นที่ทะเลทรายส่วนใหญ่ของโลกจะตั้งอยู่ในบริเวณที่ที่มีความกดอากาศสูงนี้
อากาศเย็นที่บริเวณเส้นละติจูด 30° เหนือและใต้ ที่ถูกแรงดันของอากาศที่จมตัวลงจนด้านบน ผลักดันให้ไหลไปยังบริเวณที่มีแรงกดอากาศต่ำ บริเวณเส้นศูนย์สูตร เกิดเป็นกระแสลมที่เรียกกันว่า ลมสินค้า หรือลมค้า (trade winds) ลมสินค้านี้จะพัดไปเรื่อยๆ จนถึงบริเวณใกล้เส้นศูนย์สูตร ก่อนที่จะหมดกำลังลง จึงทำให้เกิดเขตลมสงบ หรือลมอ่อน (doldrums)
กระแสลมอีกชุดหนึ่งเกิดจากอากาศเย็นตัวที่จมลงกลับสู่ผิวโลกที่บริเวณเส้นละติจูด 30° เหนือและใต้ แต่แทนที่จะทำที่จะไหลกลับไปที่เส้นศูนย์สูตร (ที่ทำให้เกิดลมสินค้า ที่ได้กล่าวข้างต้น) อากาศบางส่วนจะเคลื่อนที่ต่อไปยังทางขั้วโลกเหนือและใต้ จนปะทะกับอากาศเย็นจากขั้วโลก ที่บริเวณเส้นละติจูด 60° เหนือและใต้ ซึ่งเรียกบริเวณดังกล่าวว่า แนวปะทะขั้วโลก (polar fronts) การปะทะกันของมวลอากาศที่มีอุณหภูมิต่างกัน จะทำให้มวลอากาศร้อนลอยตัวขึ้นอีกครั้ง และไหลย้อนกลับไปทางเส้นศูนย์สูตร ก่อนที่จะจมตัวลงที่บริเวณเส้นละติจูด 30° เหนือและใต้อีกครั้งหนึ่ง ก่อให้เกิดความกดอากาศสูงที่บริเวณดังกล่าวเพิ่มขึ้น
กระแสลมที่สามคือ ลมร้อนที่บริเวณแนวปะทะขั้วโลกที่ลอยตัวสูงขึ้น แล้วเคลื่อนต่อไปยังเขตขั้วโลกเหนือและใต้ เมื่อปะทะกับอากาสเย็นที่ขั้วโลก อากาศก็จะเย็นตัวและจมลง แล้วไหลกลับไปยังบริเวณเส้นละติจูด 60° เหนือและใต้
ทางด้านบนของชั้นบรรยากาศ (ราว 9,000 - 10,500 เมตรจากผิวดิน) อุณหภูมิและแรงกดดันของอากาศในที่ต่างๆ ของผิวโลก ทำให้มีกระแสลมที่เรียกกันว่า ลมเจ็ทสตรีม (jet streams) ซึ่งมีความเร็วสูงถึง 300 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ซึ่งกระแสลมเจ็ทสตรีมนี้อาจมีผลทำให้แรงดันอากาศบริเวณที่มีแรงกดอากาศต่ำเพิ่มขึ้นได้ โดยในช่วงฤดูหนาว ซึ่งอุณหภูมิมีความต่างกันมาก ลมเจ็ทสตรีมจะไหลเร็ว และขยับตัวไปทางเส้นศูนย์สูตร ในขณะที่ช่วงฤดูร้อน ที่อุณหภูมิต่างกันน้อย ลมเจ็ทสตรีมจะไหลเอื่อยลง และขยับตัวไปทางขั้วโลกมากขึ้น
โลกถูกห่อหุ้มบางๆ ด้วยชั้นบรรยากาศที่ห่อหุ้มโลกไว้ ซึ่งบรรยากาศนี้มีอากาศอยู่เบาบางมาก ถ้าเราอยู่บนเครื่องบินที่มีความสูง 9,000 เมตรจากพื้นดิน (ระดับการบินปกติของเครื่องบินโดยสาร) มากกว่า 1 ใน 3 ของโมเลกุลอากาศ จะอยู่ข้างใต้เครื่องบินที่เรานั่งอยู่
ชั้นบรรยากาศของโลกประกอบไปด้วยก๊าซต่างๆ ไอน้ำ และฝุ่นขนาดเล็ก ซึ่งไอน้ำสามารถเปลี่ยนรูปเป็นของเหลว (น้ำ) และของแข็ง (น้ำแข็ง) สลับกลับไปกลับมาได้
ส่วนที่สำคัญที่สุดของบรรยากาศก็คือ กลุ่มก๊าซต่างๆ ก๊าซที่ห่อหุ้มโลกเอาไว้นี่เองที่ทำให้สิ่งมีชีวิตต่างๆ บนโลกสามารถดำรงชีวิตอยู่ได้ โดยก๊าซที่สำคัญประกอบด้วย
- ก๊าซออกซิเจน เป็นก๊าซที่มีความสำคัญต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตบนโลก มีสัดส่วนราว 21%
- ก๊าซไนโตรเจน 78%
- ก๊าซอื่นๆ คิดเป็น 1%
ในชั้นบรรยากาศยังประกอบไปด้วยไอน้ำและละอองความชื้น ซึ่งเป็นปัจจัยที่ทำให้มีการเพิ่มขึ้นของกำลังลมและพายุ รวมไปถึงรูปแบบของสภาพภูมิอากาศในลักษณะต่างๆ
ชั้นบรรยากาศช่วยปกป้องโลกจากความร้อนของรังสีดวงอาทิตย์ ที่เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต แต่ชั้นบรรยากาศนี้เบาบางมาก ถ้าเปรียบโลกของเราขนาดเท่ากับบอลลูน ชั้นบรรยากาศที่ห่อหุ้มโลกจึงมีขนาดเทียบได้กับความหนาของพลาสติกที่ห่อหุ้มลูกบอลลูนเท่านั้น เราสามารถแบ่งชั้นบรรยากาศของโลกออกเป็น 5 ชั้น คือ
- ชั้นโทรโปสเฟียร์ (Troposphere) ครอบคลุมพื้นผิวโลกเป็นระยะ 8 – 16 กิโลเมตรจากพื้นดิน ซึ่งปรากฏการณ์สภาพอากาศ 99% เกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศนี้ (ที่จริงแล้วชั้นบรรยากาศอื่นก็มีผลต่อสภาพอากาศบนโลกได้ด้วยเช่นกัน)
- ชั้นสตาร์โตสเฟียร์ (Stratosphere) อยู่ถัดจากชั้นโทรโปสเฟียร์ขึ้นไปอีก 10 กิโลเมตรหรือ ที่ระยะ 50 กิโลเมตร เหนือพื้นผิวโลก อุณหภูมิในชั้นนี้จะลดลงอย่างต่อเนื่องจนถึง 4°C ในชั้นนี้จะมีชั้นโอโซน (Ozone layer) อยู่ ในระยะประมาณ 24 กิโลเมตรเหนือพื้นดิน ชั้นโอโซนจะเป็นตัวช่วยดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ไว้ ทำให้มีรังสีอัตราไวโอเลตส่องลงมากระทบผิวโลกเพียงเล็กน้อ รังสีอัลตราไวโอเลตมีอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตบนโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเป็นสาเหตุของมะเร็งผิวหนังของมนุษย์
- ชั้นเมโสสเฟียร์ (Mesosphere) ซึ่งครอบคลุมระยะเหนือพื้นดินที่ 50 - 80 กิโลเมตร บริเวณชั้นบรรยากาศนี้ อุณหภูมิจะลดลงต่ำถึง -90°C อุณหภูมิจะหยุดลดลง และคงที่ที่จุดเมโสพอส (mesopause)
- ชั้นเทอร์โมสเฟียร์ (Thermosphere) หรือ เรียกอีกอย่างว่า ไอโอโนสเฟียร์ (Ionosphere) ในชั้นนี้อุณหภูมิจะสูงขึ้นเป็นลำดับจนถึง 1480°C ภายใต้สภาวะปกติ บรรยากาศในชั้นนี้ช่วยปกป้องโลกจากสะเก็ดดาวต่างๆ เพราะสะเก็ดดาวจะถูกเผาไหม้ก่อนที่จะพุ่งตกมายังโลก ในชั้นบรรยากาศนี้จะมีคลื่นวิทยุอยู่ด้วย
- ชั้นเอ๊กโซสเฟียร์ (Exosphere) ในชั้นนี้ประกอบไปด้วยก๊าซหลายชนิด เช่น ฮีเลียม ไนโตรเจน อ๊อกซิเจนและอาร์กอน แต่ก๊าซเหล่านี้มีอยู่เพียงเล็กน้อย เพราะว่ามีแรงโน้มถ่วงต่ำมาก จึงทำให้โมเลกุลของก๊าซเคลื่อนที่ออกไปยังห้วงอวกาศภายนอกได้ง่าย อุณหภูมิในชั้นนี้จะอยู่ในช่วง 300°C ถึง 1650°C
พายุหมุนเขตร้อนมักเกิดบริเวณแถบเส้นศูนย์สูตร ในประเทศไทยส่วนใหญ่เกือบทั้งหมด เป็นพายุหมุนเขตร้อนที่เกิดในมหาสมุทรแปซิฟิกหรือในทะเลจีนใต้ ที่เคลื่อนเข้าสู่ประเทศไทยทางบริเวณภาคตะวันออกเฉียงเหนือหรือภาคเหนือ ในช่วงเดือนกรกฎาคมถึงเดือนกันยายน แต่โดยมาก พายุนี้มักอ่อนกำลังลงเป็นพายุดีเปรสชั่นหรือสลายตัวกลายเป็นหย่อมความกดอากาศต่ำเสียก่อน เนื่องจากพายุเคลื่อนตัวเข้าสู่แผ่นดินจะอ่อนกำลังลงเมื่อปะทะกับลักษณะภูมิประเทศเทือกเขาสูงแถบประเทศเวียดนาม กัมพูชา และเทือกเขาชายแดนของประเทศไทยเสียก่อน
แต่ก็อาจมีพายุหมุนเขตร้อนที่ก่อตัวในเขตมหาสมุทรอินเดียได้ด้วยเช่นกัน แต่ก็ไม่ค่อยพบว่าเคลื่อนตัวเข้าสู่ประเทศไทยบ่อยมากนัก หรือที่เคลื่อนเข้ามาก็มักอ่อนกำลังลงมาก เนื่องจากพายุพัดผ่านสิ่งกีดขวางทางธรรมชาติ โดยเฉพาะทางด้านทิศตะวันตกของประเทศไทย มีแนวเทือกเขาสูงชัน ทอดตัวยาวตลอดแนว ซึ่งเป็นแนวกันพายุได้ดี ส่วนทางด้านภาคใต้ ฝั่งทิศตะวันออกไม่มีแนวกำลังดังกล่าวทำให้เกิดความเสียหายจากพายุได้ง่ายกว่า โดยเฉพาะพายุหมุนเขตร้อนที่เกิดในช่วงเดือนตุลาคมถึงเดือนธันวาคม ตัวอย่างเช่น พายุใต้ฝุ่นเกย์ ที่พัดเข้าทางด้านภาคใต้ทางด้านฝั่งทะเลตะวันออกของประเทศเมื่อ วันที่ 4 พฤศจิกายน 2532 ทำให้เกิดความเสียหายกับภาคใต้ฝั่งตะวันออกเป็นอย่างมาก
โดยทั่วไปประเทศไทยมักจะได้รับอิทธิพลจากพายุดีเปรสชั่นมากที่สุด โดยเฉลี่ยปีละ 3 – 4 ลูก สำหรับการเกิดพายุหมุนเขตร้อนในประเทศไทยโดยปกติ มักเกิดในฤดูฝน ตั้งแต่เดือนพฤษภาคมเป็นต้นไป จนถึงเดือนตุลาคม โดยอาจเป็นพายุหมุนเขตร้อนที่ก่อตัวขึ้นในบริเวณมหาสมุทรอินเดีย หรือบริเวณมหาสมุทรแปซิฟิกและทะเลจีนใต้ ดังนี้
1.ช่วงเดือนพฤษภาคม ก่อนเข้าฤดูฝนอาจจะมีพายุไซโคลนจากอ่าวเบงกอล เคลื่อนตัวเข้าสู่ประเทศไทยทางด้านทิศตะวันตก ทำให้มีผลกระทบต่อภาคตะวันตกของประเทศ
2. ช่วงเดือนกรกฎาคม ถึง เดือนกันยายน อาจจะมีพายุใต้ฝุ่นในมหาสมุทรแปซิฟิกพัดผ่านเข้ามาทางภาคตะวันออกเฉียงเหนือตอนบน ทำให้มีผลกระทบต่อภาคตะวันออกเฉียงเหนือและภาคเหนือตอนบน
3. ช่วงเดือนกันยายน ถึง ปลายเดือนตุลาคม อาจจะมีพายุหมุนเขตร้อนในทะเลจีนใต้พัดผ่านเข้ามาทางภาคตะวันออกเฉียงเหนือตอนล่าง ทำให้มีผลกระทบต่อภาคตะวันออก ภาคกลางภาคเหนือตอนล่างและภาคตะวันออกเฉียงเหนือตอนล่าง รวมทั้งเขตกรุงเทพมหานครและปริมณฑล
4. สำหรับช่วงต้นฤดูหนาวประมาณเดือนพฤศจิกายนถึงต้นเดือนมกราคม มักจะมีความกดอากาศต่ำในตอนล่างของทะเลจีนใต้พัดผ่านเข้ามาในอ่าวไทย ทำให้มีผลกระทบต่อภาคใต้ฝั่งตะวันออกตั้งแต่จังหวัดชุมพรลงไป
มีทั้งที่เป็นก๊าซธรรมชาติ (เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน ไนตรัสออกไซด์ และโอโซน) และก๊าซที่มนุษย์ประดิษฐ์ขึ้นสำหรับใช้ในภาคอุตสาหกรรมหลายตัวที่เป็นก๊าซเรือนกระจกด้วย (เช่น CFCs) ก๊าซเรือนกระจกจะปล่อยให้แสงอาทิตย์ส่องผ่านมายังผิวโลกได้ แต่จะป้องกันไม่ให้ความร้อนที่เกิดจากแสงอาทิตย์สะท้อนกลับออกไปนอกโลก จึงทำให้อากาศบนผิวโลกร้อนขึ้น ที่จริง โลกจำเป็นต้องมีก๊าซเรือนกระจกจำนวนหนึ่ง ในปริมาณที่เหมาะสม มิฉะนั้น โลกก็จะหนาวเย็นเกินไป แต่เนื่องจากกิจกรรมต่างๆ ของมนุษย์ ทำให้มีการปล่อยก๊าซเรือนกระจกเพิ่มมากขึ้น ซึ่งก๊าซเรือนกระจกแต่ละชนิดจะมีอายุไม่เท่ากัน และมีผลทำให้เกิดโลกร้อนต่างกันด้วย ตารางข้างล่างแสดงให้ถึงความเข้มข้นและอัตราเพิ่มของก๊าชเรือนกระจกต่างๆ ซึ่งเปรียบเทียบถึงช่วงอายุ และศักยภาพในการทำให้โลกร้อนเปรียบเทียบกับผลของก๊าชคาร์บอนไดออกไซด์ โดยการเปรียบเทียบผลกระทบจากก๊าชแต่ละชนิดประมาณ 1 กิโลกรัมในช่วงเวลา 20 ปี
|
ก๊าชเรือนกระจก |
ศักยภาพในการทำให้โลกร้อน |
ความเข้มข้นในชั้นบรรยากาศก่อนการปฏิวัติอุตสาหกรรม (ppmv) |
ความเข้มข้นในชั้นบรรยากาศในปี พ.ศ. 2541 (ppmv) |
ช่วงอายุในบรรยากาศ (ปี) |
|
ไอน้ำ |
-- |
1 - 3 |
1 - 3 |
2 - 3 วัน |
|
คาร์บอนไดออกไซด์ |
1 |
280 |
365 |
ไม่แน่นอน |
|
มีเทน |
21 |
0.7 |
1.75 |
12 |
|
ไนตรัสออกไซด์ |
310 |
0.27 |
0.31 |
114 |
|
HFC 23 |
12 000 |
0 |
0.000014 |
250 |
|
HFC 134a |
1 300 |
0 |
0.0000075 |
13.8 |
|
HFC 152a |
120 |
0 |
0.0000005 |
1.4 |
|
CF4 |
5 700 |
0.0004 |
0.00008 |
>50 000 |
|
C2F6 |
11 900 |
0 |
0.000003 |
10 000 |
|
SF6 |
22 200 |
0 |
0.0000042 |
3 200 |
มีหลายหนวยงานที่พยายามนิยามคําศัพทนี้ จึงทําใหมีคํานิยามหลายอยาง เชน
(1) นิยามโดย WMC
(ก) โดยทั่วไป หมายถึง ความแตกตางของรูปแบบภูมิอากาศแบบตางๆ โดยพิจารณาจากวามีองคประกอบทางอุตุนิยมวิทยาของพื้นที่ใดที่หนึ่ง ที่แตกตางจากคาเฉลี่ยทางสถิติระยะยาว ไมวาจะมีสาเหตุจากอะไร (เชน จากการเปลี่ยนแปลงของรังสีจากดวงอาทิตย การเปลี่ยนแปลงองคประกอบวงโคจรของโลกในระยะยาว กระบวนการทาง
ธรรมชาติ หรือจากการกระทําของมนุษย)
(ข) ใชนความหมายเฉพาะที่หมายถึงการเปลี่ยนแปลงอยางมีนัยสําคัญของคาเฉลี่ย (mean value) ขององคประกอบทางอุตุนิยมวิทยา (โดยเฉพาะอุณหภูมิและปริมาณของ precipitation ) ในชวงระยะเวลาหนึ่ง โดยคาเฉลี่ยดังกลาวไดมาจากการตรวจวัดในระยะยาวหลายทศวรรษหรือนานกวา [WMO (1992), International Meteorological Vocabulary, 2nd Edition, Publication No. 182, WMO's Website]
(2) นิยามโดยUNFCCC
การเปลี่ยนแปลงของภูมิอกาศที่มีสาเหตุมาจากกิจกรรมของมนุษย ทั้งโดยตรงและโดยออม ที่ทำใหเกิดการเปลี่ยนแปลงในองคประกบอของบรรยากาศโลก ซึ่งมากไปกวาการผันผวนของภูมิอากาศ ที่สังเกตุไดในชวงเวลาใกลเคียงกัน [IPCC (1995), Climate Change: A Glossary by the Intergovernmental Panel on Climate Change, IPC's Website]
(3) นิยามโดย IPCC
การเปลี่ยนแปลงของภูมิอากาศ ที่เปรียบเทียบกับบันทึกการสังเกตภูมิอากาศ ซึ่งเกิดขึ้นเพราะการเปลี่ยนแปลงของปจจัยภายในระบบภูมิอากาศ หรือจากปฏิสัมพันธขององคป ระกอบของระบบภูมิอากาศ หรือจากปจจัยภายนอก ทั้งจากปจจัยทางธรรมชาติ หรือจากกิจกรรมของมนุษย โดยทั่วไป จะไมสามารถแยกแยะปจจัยที่เปนสาเหตุไดชัดเจน ในการทํานายการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศของอนาคตของ IPCC นั้น โดยทั่วไปจะพิจารณาเฉพาะอิทธิพลตอภูมิอกาศ ที่มาจากกิจกรรมของมนุษยที่ทำใหเกิดกาซเรือนกระจกเพิ่มขึ้น หรือจากปจจัยที่เกี่ยวของกับมนุษย [IPCC (1995), Climate Change: A Glossary by the Intergovernmental Panel on Climate Change, IPC's Website]
ระบบภูมิอากาศที่แปรปรวนไปจากแบบแผนของภูมิอากาศที่เคยเปนอยูในอดีต ที่แตกต่างไปจากค่าเฉลี่ยทางสถิติ ทั้งในเชิงของพื้นที่ และในเชิงของเวลา เชน ในแตละปจะมีช่วงฤดูรอนและฤดูฝน ซึ่งโดยปกติ จะมีฝนเริ่มตกในปลายเดือนเมษายน (ในกรณีของประเทศไทย) แตถามีฝนตกอยางตอเนื่องตั้งแตตนเดือนเมษายน ก็ถือวามีความผันผวนของฝนเกิดขึ้น ซึ่งความผันผวนของภูมิอากาศนั้นเกิดไดกับฝน (ปริมาณ ชวงเวลาที่ตก การเวนชวงระยะเวลา แล้ง) อุณหภูมิ ลม และสภาพอากาศต่างๆ
ระดับที่ระบบจะได้รับผลกระทบ หรือไม่สามารถที่จะรับมือ กับผลจากการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ (ทั้งความผันผวนของภูมิอากาศ [climate variation] หรือสภาพอากาศรุนแรง/วิกฤติ [climate extreme]) ปัจจัยที่ทำให้เกิดความเปราะบางประกอบด้วยการเปิดรับต่อภัยจากภูมิอากาศ [exposure] (ทั้งชนิดของภัย ขนาดของภัย และอัตราความผันผวนของภูมิอากาศ) ระดับของความอ่อนไหวของระบบเมื่อเกิดภัยจากภูมิอากาศ [sensitivity] และความสามารถในการปรับตัว [adaptive capacity] ของระบบในการรับมือกับภัยจากภูมิอากาศ
การมีปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศเพิ่มขึ้นจะเป็นผลดีต่อพืช เพราะพืชสามารถดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้มากขึ้น (ซึ่งทำให้พืชได้รับธาตุอาหารคาร์บอนเพิ่มขึ้น) ทำให้มีการเจริญเติบโตได้ดีขึ้น แตพืชต่างชนิดอาจเจริญเติบโตไดดีตางกัน โดยทั่วไป พืชในกลุม C3 จะเจริญเติบโตไดดีกวาพืชในกลุม C4 (พืชสวนใหญอยูในกลุม C3 แตพืชอาหารเชน ขาวโพด อ้อย ข้าวฟ่าง เปนพืชในกลุม C4) แตเมื่อความเขมขนของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สูงถึงจุดๆ หนึ่ง (จุดสูงสุดนี้แตกตางกันไปตามชนิดพืช) การเจริญเติบโตของพืชก็อาจไมไดเพิ่มขึ้น เนื่องจากปจจัยในการเจริญเติบโตอื่นๆ เริ่มจํากัดไมใหพืชเจริญเติบโตไดเพิ่มขึ้นอีก เพราะมีปัจจัยอื่นที่กลายเป็นข้อจำกัดในการเจริญเติบโต (เชน มีธาตุอาหารในดินไมเพียงพอ หรือปัญหาความแห้งแล้ง)
ได้พยายามอธิบายการเปลี่ยนแปลงของภูมิอากาศโลกในระยะยาวว่า เกิดจากปรากฏการณ์ 3 เรื่อง คือ วงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ องศาของแกนโลก และการส่ายไปมาของแกนหมุนของโลก ซึ่งทั้งสามปรากฏการณ์นี้เป็นวัฎจักรธรรมชาติ ที่เกิดขึ้นเป็นช่วงเวลาต่างกัน
วัฎจักรแรกคือ วงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ (Earth’s eccentricity) ซึ่งเป็นวัฎจัการที่ใช้เวลานานที่สุด โดยวงโคจรโลกรอบดวงอาทิตย์ ที่เป็นวงรีนั้น จะมีการเปลี่ยนแปลงทุก 100,000 ปี เมื่อวงโคจรโลกรอบดวงอาทิตย์เป็นวงรีมากที่สุด ในช่วงนั้นโลกก็จะทั้งอยู่ใกล้กับดวงอาทิตย์มากที่สุด และห่างจากดวงอาทิตย์มากที่สุดด้วย ในช่วงดังกล่าว ความเข้มข้นของรังสีดวงอาทิตย์ที่ส่องมายังโลกในแต่ละช่วงฤดูกาลของปีก็จะแตกต่างกันอย่างมาก ในช่วงปัจจุบันนี้ วงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ไม่ได้เป็นรูปวงรีมากนัก ทำให้ความแตกต่างของรังสีดวงอาทิรย์ที่ส่องมาถึงผิวโลกในช่วงเดือนมกราคมแตกต่างจากรังสีที่ส่องมาในช่วงเดือนกรกฎาคม เพียงแค่ 6% เท่านั้น แต่ในช่วงที่วงโคจรเป็นรูปวงรีมากๆ ความแตกต่างของรังสีในช่วงต้นปีและกลางปีอาจมากถึง 20-30% เลยทีเดียว การเปลี่ยนแปลงของรังสีดวงอาทิตย์ที่ส่องมายังโลกนี้มีผลอย่างมากต่อการเปลี่ยนแปลงของภูมิอากาศบนโลก
วัฎจักรที่สองจะใช้เวลาราว 41,000 ต่อรอบ ซึ่งวัฎจักรนี้เกี่ยวข้องกับแกนของโลก (axial tilt) ที่มีมุมเอียงที่ต่างกันไป ในช่วงต่างๆ มุมเอียงของแกนโลกจะอยู่ราว 22.1 - 24.5 องศา ซึ่งทำให้มีผลต่อบริเวณพื้นผิวบนโลกที่รังสีจากดวงอาทิตย์อาจตกกระทบแตกต่างกันออกไปเมื่อแกนโลกเปลี่ยนองศาไป ในปัจจุบันแกนโลกเอียงอยู่ในช่วงกลางๆ ของมุมเอียง คือประมาณ 23.44 องศา
ส่วนวัฎจักรที่สาม ซึ่งเป็นวัฎจักรที่สั้นที่สุดคือใช้เวลาราว 26,000 ปีต่อรอบ ซึ่งวัฎจักรนี้จะสัมพันธ์กับการส่ายไปมาของแกนโลก (precession) โดยในช่วงหนึ่งของวัฎจักรแกนโลกจะชี้ไปที่ดาวเหนือและแกนโลกจะค่อยๆ ย้ายไปชี้ที่ดาว Vega การส่ายของแกนโลกนี้มีผลต่อความรุนแรงของฤดูกาล กล่าวคือเมื่อแกนโลกทางเหนือชี้ตรงไปที่ดาว Vega ฤดูหนาวก็จะหนาวเย็นเป็นพิเศษ ในขณะที่ฤดูร้อนก็จะร้อนมากขึ้นเป็นพิเศษด้วย
การเปลี่ยนแปลงทั้งสามลักษณะของวงโคจรโลก แกนองศา และการส่ายของแกนโลก ทำให้ปริมาณรังสีดวงอาทิตย์ที่ส่องมายังโลกเปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของภูมิอากาศของโลกโดยรวม
ประกอบด้วยระบบ 5 ระบบที่ปฏิสัมพันธ์กัน คือ
(ก) บรรยากาศ (atmosphere) หรือบางครั้งก็เรียก อากาศภาค ซึ่งประกอบด้วยก๊าซต่างๆ ในอากาศ ที่อยู่บนผิวโลก
(ข) อุทกนิเวศ (hydrosphere) ซึ่งประกอบด้วยสิ่งที่เป็นน้ำและของเหลวที่อยู่ใต้ผิวโลกและบนผิวโลก
(ค) น้ำแข็งบนโลก (cryosphere) หิมะและน้ำแข็งที่อยู่ใต้ผิวโลกและบนผิวโลก
(ง) ธรณีภาค (lithosphere) ส่วนเป็นผืนดินของผิวโลก เช่น หิน ดิน
(จ) ชีวมณฑล (biosphere) สิ่งมีชีวิตต่างๆ ที่อยู่บนโลก ทั้งพืช สัตว์ รวมทั้งอินทรีย์วัตถุต่างๆ
เป็นค่าที่ระบุปริมาณก๊าซเรือนกระจกชนิดต่างๆ ที่รวมกัน ว่ามีศักยภาพในการทำให้เกิดโลกร้อน (global warming potential - GWP) รวมกันเท่ากันปริมาณของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จำนวนเท่าใด โดยค่าเทียบเท่าคาร์บอนไดออกไซด์นี้มักจะต้องระบุช่วงระยะด้วย (โดยทั่วไปใช้ระยะเวลา 100 ปี) ค่าเทียบเท่าคาร์บอนไดออกไซด์นี้ได้จากการคูณปริมาณก๊าซเรือนกระจกนั้นกับค่าศักยภาพในการทำให้โลกร้อน (GWP) และมักจะใช้ในการแสดงปริมาณการปล่อยก๊าซเรือนกระจกโดยรวม หรืออัตราการปล่อยก๊าซเรือนกระจกหลายชนิด ในช่วงหนึ่งๆ โดยปกติมักจะช่วยเป็นหน่วยล้าน หรือพันล้านตันของเทียบเท่าคาร์บอนไดออกไซด์ (million meteric tones of CO2 equivalent = MMTCDE หรือ billion metric tonnes of CO2 equivalent = giga tonnes of CO2 equivalent GtCO2eq)
ค่าเทียบเท่าคาร์บอนไดออกไซด์นี้มีต่างจาก คาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่า (Equivalent carbon dioxide - CO2e)
คือ ค่าความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่จะมีผลในการแผ่รังสี (radiative forcing) เท่ากันกับก๊าซเรือนกระจกต่างๆ โดยค่าคาร์บอนเทียบเท่านี้จะมีมีหน่วยเป็นส่วนในล้านส่วนโดยปริมาตร (ppmv) ยกตัวอย่างเช่น ค่าคาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่า (CO2e) ของบรรยากาศโลกในปี พ.ศ. 2293 จะเท่ากับ 278 ppmv และเพิ่มขึ้นเป็น 412 ppmv ในปี พ.ศ. 2541
เป็นการพัดสลับกันของลมบริเวณศูนย์สูตรเป็นช่วงๆ ของลมตะวันออกและลมตะวันตกในชั้นสตราโตสเฟียร์ โดยแต่ละช่วงจะกินเวลากว่า 2 ปี คือ ประมาณ 28 - 29 เดือน โดยลมจะเกิดขึ้นในด้านบนของชั้นสตราโตเฟียร์ด้านล่าง และค่อยๆ ขยายลงมาด้านล่างราว 1 กิโลเมตรทุกๆ เดือน จนกระทั่งหมดกำลังลงในเขตโทรโพพอส (tropopause) ซึ่งเป็นบริเวณรอยต่อระหว่างชั้นสตราโตสเฟียร์และชั้นโทรโพสเฟียร์ การขยับตัวลงด้านล่างของลมตะวันออกนั้นค่อนข้างจะไม่เป็นแบบแผนเหมือนลมตะวันตกเท่าไหร่นัก และมีความแรงของลมเป็นเกือบสองเท่าของลมตะวันตก ในทางด้านบนของกระแสลม QBO นี้ กระแสลมตะวันออกจะเป็นกระแสหลัก ในขณะที่ด้านล่างกระแสลมตะวันตกจะเป็นกระแสหลัก ปรากฏการณ์นี้ทำให้เกิดผลกระทบต่อบรรยากาศโลกหลายด้าน โดยเฉพาะอย่างยิ่งการทำให้โอโซนในชั้นสตราโตสเฟียร์ลดลง การเปลี่ยนแปลงลมมรสุม และการหมุนเวียนของบรรยากาศในชั้นสตราโตสเฟียร์ในช่วงฤดูหนาวของเขตขั้วโลกเหนือ ซึ่งทำให้เกิดอากาศอบอุ่นขึ้นอย่างกระทันหันในเขตดังกล่าว
ในช่วงปรากฏการณ์ลาณีญา กระแสลมในมหาสมุทรแปซิฟิคจะพัดไปทางทิศตะวันตก ทำให้น้ำอุ่นที่อยู่ด้านบนของผิวน้ำ ไหลไปที่ชายฝั่งประเทศออสเตรเลีย และหมู่เกาะต่างๆ ที่อยู่ทางเหนือของออสเตรเลีย เมื่อน้ำอุ่นไหลไปทางตะวันตก กระแสน้ำฮัมโบลด์ที่เย็นกว่าที่อยู่ด้านล่างก็จะไหลขึ้นด้านบน บริเวณชายฝั่งทะเลแปซิฟิคของทวีปอเมริกาใต้
เมื่อกำลังกระแสลมอบอุ่นในมหาสมุทรแปซิฟิคอ่อนตัวลง ปรากฏการณ์เอลนิโญก็จะเริ่มขึ้น โดยน้ำอุ่นที่เคยพัดไปทางตะวันตกจะไหลย้อนกลับไปทางตะวันออก และดันกระแสน้ำเย็นฮัมโบลด์กลับไปอยู่ใต้ทะเลเหมือนเดิม กระแสน้ำอุ่นที่ไหลกลับไปนี้จะพัดพาไอน้ำจากมหาสมุทรเข้าไปที่ทวีปอเมริกาใต้ ทำให้เกิดฝนตกในทวีปนั้น ส่วนน้ำในมหาสมุทรแปซิฟิคด้านตะวันตกจะเย็นตัวลง ทำให้น้ำจากมหาสมุทรระเหยน้อยลง ส่งผลทำให้เกิดภาวะแห้งแล้งในทวีปออสเตรเลีย และภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้
เมื่อเอลนิโญรุนแรงสุดขั้ว จะเกิดภาวะแห้งแล้ง น้ำท่วม และสภาพอากาศผันผวนจะเกิดขึ้นในพื้นที่ต่างๆ เกือบสองในสามของโลก โดยปรากฏการณ์เอลนิโญที่รุนแรงที่สุดเกิดขึ้นในช่วงปี พ.ศ. 2540-41 จนถูกบันทึกว่าเป็นปีที่เกิดภาวะแห้งแล้งในประเทศต่างๆ อย่างกว้างขวาง และเกิดไฟป่าในหลายแห่งทั่วโลก
แบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท คือ การลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจอย่างเป็นทางการ/บังคับ (compulsary emission reduction) และ การลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกแบบสมัครใจ (voluntary emission reduction - VER)
การลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจอย่างเป็นทางการ/บังคับนี้เป็นหนึ่งในข้อตกลงของอนุสัญญาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (UNFCC) นั้นกำหนดให้ประเทศที่มีพันธกรณีภายใต้พิธีสารเกียวโต (Kyoto Protocol) [ซึ่งมีอยู่ 40 ประเทศที่ได้ลงนามในพิธีสารเกียวโต โดยส่วนใหญ่เป็นประเทศที่พัฒนาแล้ว แต่ก็มีประเทศกำลังพัฒนาอยู่บางส่วน ที่มีการปล่อยก๊าซเรือนกระจกค่อนข้างมาก ซึ่งประเทศเหล่านี้จะชื่อปรากฎอยู่ในภาคผนวก B ของพิธีสารเกียวโต] ต้องลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกลงให้อยู่ในกรอบของโควต้าการปล่อยก๊าซ (assigned allowance) ภายใต้ระยะเวลาที่กำหนด ดังนั้น การปล่อยก๊าซเรือนกระจกของประเทศเหล่านี้จึงเรียกว่า การลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกอย่างเป็นทางการ/บังคับ
ในกรณีที่ประเทศเหล่านี้ไม่สามารถลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในประเทศของตัวเองได้ตามกรอบโควต้า พิธีสารเกียวโตได้อนุญาตให้ประเทศเหล่านี้สามารถชดเชยการปล่อยก๊าซเรือนกระจกส่วนเกินของตัวเองได้โดยใช้กลไกหนึ่งในต่อไปนี้
(ก) ซื้อโควต้าการปล่อยก๊าซเรือนกระจกภายในกลุ่มประเทศภาคผนวก B ด้วยกันเอง
(ข) ซื้อหน่วยการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก (emission reduction units - ERUs) จากโครงการ joint implementation projects ที่เป็นโครงการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในประเทศกำลังพัฒนาที่อยู่ในภาคผนวก B ด้วยกัน
(ค) ซื้อ certified emission reductions (CERs) จากโครงการกลไกการพัฒนาที่สะอาด (clean development mechanism - CDM) ซึ่งเป็นโครงการที่ลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในประเทศกำลังพัฒนา ที่ไม่ได้อยู่ในภาคผนวก B
ส่วนการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกแบบสมัครใจนั้นเป็นเรื่องที่ประเทศแต่ละประเทศ อาจเลือกที่จะทำนโยบายนี้ ไม่ว่าจะมีพันธกรณีตามพิธีสารเกียวโต ที่ให้ต้องลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกอย่างเป็นทางการ/บังคับหรือไม่ก็ตาม ซึ่งรัฐบาลของบางประเทศอาจออกนโยบาย/มาตรการเพื่อสนับสนุนให้ภาคส่วนต่างๆ ในประเทศของตัวเองทำการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ที่อยู่นอกกรอบโควต้าการปล่อยก๊าซ (assigned allowance) ซึ่งเรียกการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกนี้ว่าเป็น การลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกแบบสมัครใจ โดยรัฐบาลของแต่ละประเทศอาจออกมาเป็นมาตรการบังคับภายในประเทศ หรือกระตุ้นให้ภาคเอกชน-ประชาชนเข้าร่วมโดยสมัครใจก็ได้
การปล่อยก๊าซเรือนกระจกแบบสมัครใจอาจแบ่งออกได้เป็น 6 ประเภท คือ
(1) มาตรการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ (energy efficiency)
(2) มาตรการเปลี่ยนไปใช้พลังงานหมุนเวียน (renewable energy)
(3) มาตรการลดก๊าซเรือนกระจกในภาคการขนส่ง
(4) มาตรการจัดทำโครงการประเภท carbon offset
(5) มาตรการติดฉลากคาร์บอน
(6) มาตรการตลาดคาร์บอนแบบสมัครใจ (voluntary carbon market)
