ผู้ติดตาม

ติดตาม

วันพฤหัสบดีที่ 3 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2554

คลื่นพายุหมุนยกซัดฝั่ง

คลื่นพายุหมุนยกซัดฝั่ง (อังกฤษ: storm surge หรือ tidal surge) คือคลื่นที่เกิดจากการยกตัวขึ้นของน้ำทะเลนอกชายฝั่งด้วยอิทธิพลของ ความกดอากาศต่ำ  และอิทธิพลของ พายุหมุนเขตร้อน คลื่นพายุหมุนยกซัดฝั่งขั้นตอนแรกเกิดจากลมความเร็วสูงที่พัดผลักดันผิวมหาสมุทร ลมจะทำให้น้ำยกตัวสูงขึ้นจากระดับน้ำทะเลปกติ ขั้นตอนที่สองคือความกดอากาศต่ำที่ศูนย์กลางพายุ(ตาพายุ) มีผลเพิ่มยกระดับน้ำขึ้นอีกเล็กน้อย และอีกสาเหตุคือ ชั้นความลึก (bathymetry) ของน้ำทะเล ผลกระทบรวมจากปรากฏการณ์ความกดอากาศต่ำร่วมกับการพัดของลมพายุเหนือทะเลน้ำตื้นนี้เอง ที่เป็นต้นเหตุของอุทกภัยจากคลื่นพายุหมุนยกซัดฝั่ง คำว่า “คลื่นพายุหมุนยกซัดฝั่ง” มีอีกคำที่ใช้แบบไม่เป็นทางการ (ไม่ใช่ศัพท์ทางวิทยาศาสตร์) คือ “storm tide” (น้ำขึ้นหนุนจากพายุ) นั่นเพราะ มันเกี่ยวโยงกับการยกขึ้นของน้ำทะเลจากพายุ, ภาวะน้ำขึ้นหนุน (plus tide), คลื่นเคลื่อนยกตัว (wave run-up), และการท่วมหลากของน้ำจืด เมื่อเอ่ยถึงอ้างอิงความสูงของคลื่นพายุหมุนยกซัดฝั่ง สิ่งสำคัญคือความชัดเจนของจุดอ้างอิง จากรายงานพายุหมุนเขตร้อนของศูนย์พายุหมุนแห่งชาติ (National Hurricane Center -NHC) รายงานอ้างอิง คลื่นพายุหมุนยกซัดฝั่ง จากความสูงของระดับน้ำที่สูงเหนือจากระดับน้ำขึ้นของอุตุพยากรณ์ และความสูงของระดับน้ำที่ถูกพายุยกขึ้นเหนือจากสถิติระดับน้ำทะเลที่อ้างอิงในพ.ศ. 2472 (NGVD-29)



 
ผลกระทบของคลื่นพายุหมุนยกซัดฝั่ง
 
 
 
กลไก
 
 
ภาพเรขนิเทศแสดงคลื่นพายุหมุนยกซัดฝั่ง
อิทธิพลที่มีผลต่อการการเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำในระหว่างเกิดพายุมีอย่างน้อย 5 อิทธิพล: อิทธิพลความกดอากาศ, อิทธิพลโดยตรงจากลมพายุ, อิทธิพลของการหมุนตัวของโลก, อิทธิพลของคลื่น, และอิทธิพลของปริมาณน้ำฝนที่ตก
อิทธิพลความกดอากาศของพายุหมุนเขตร้อนจะทำให้ระดับของน้ำในทะเลเปิดยกตัวสูงขึ้นในเขตที่บรรยากาศมีความกดอากาศต่ำ และลดระดับต่ำลงในเขตบรรยากาศมีความกดอากาศสูง ระดับน้ำที่ยกตัวสูงขึ้นจะแปรผกผันกับความกดอากาศที่ต่ำลง เพื่อที่จะทำให้ความกดโดยรวมที่ระนาบของใต้ผิวน้ำคงที่ ผลกระทบนี้ทำให้ประมาณได้ว่าระดับน้ำทะเลจะเพิ่มสูงขึ้น 10 มิลลิเมตร (0.4 นิ้ว) ต่อทุกๆ 1 มิลลิบาร์ที่ลดลงของความกดอากาศ
ความแรงที่พื้นผิวลมเป็นสาเหตุโดยตรงของความสูงชันของพายุลม ปรากฏการณ์นี้รู้จักกันในชื่อ Ekman Spiral มีข้อเท็จจริงที่ว่าความกดดันของลม(wind stress) เป็นสาเหตุของปรากฏการณ์การก่อตัวของลม นั่นคือมีแนวโน้มที่ระดับน้ำจะยกเพิ่มในด้านทิศเดียวกับกระแสลมที่พัดเข้าฝั่ง และระดับน้ำจะลดลงในด้านตรงกันข้าม เพราะเหตุนี้จึงเป็นธรรมดาที่พายุจะพัดน้ำซัดอ่าวในทิศทางไปของพายุ เพราะเหตุว่า (Ekman Spiral) มีผลจากการแผ่ในแนวฉากของลมที่ผ่านน้ำ และผลกระทบนี้จะแปรผกผันกับความลึกของน้ำ อิทธิพลความดันและการก่อตัวของลมในทะเลเปิดจะผลักดันน้ำเข้าสู่อ่าวในแนวเดียวกับอิทธิพลของน้ำขึ้นน้ำลง
อิทธิพลของการหมุนของโลกเป็นสาเหตุของ Coriolis effect ซึ่งปรากฏการณ์จะทำให้ทิศทางกระแสน้ำ เบี่ยงโค้งไปทางขวาในซีกโลกเหนือ และเบี่ยงโค้งไปทางซ้ายในซีกโลกใต้จากอิทธิพลของการหมุนของโลก เมื่อโค้งของกระแสน้ำเข้าพุ่งปะทะกับชายฝั่งในแนวตั้งฉากจะไปเพิ่มขยายคลื่นที่ยกตัวให้เพิ่มขึ้น และหากโค้งของกระแสน้ำหันออกจากชายฝั่งมีผลให้คลื่นที่ยกตัวนั้นลดลง
อิทธิพลของคลื่น ขณะที่คลื่นได้รับกำลังจากลม โดยเฉพาะจากพลังของลมพายุ ลมที่มีพลังจะยกคลื่นให้ใหญ่และแรงในทิศทางเดียวกันกับแนวการเคลื่อนที่ของลม แม้กระนั้นก็จะเห็นผลการเปลี่ยนแปลงที่ผิวคลื่นเพียงเล็กน้อยในทะเลเปิด(ทะเลลึก) แต่มันจะมีผลให้คลื่นขยายตัวใหญ่และแรงขึ้นคลื่นนั้นเมื่อเข้าใกล้ชายฝั่ง เมื่อแนวคลื่นที่กำลังแตกตัวขนานกับหาดมันนำน้ำจำนวนมากซัดตรงเข้าสู่ฝั่ง ขณะที่คลื่นแตกตัวอนุภาคของน้ำที่เคลื่อนเข้าฝั่งนั้นมีโมเมนตัมจำนวนมาก จนอาจซัดกระเซ็นขึ้นไปตามความชันของหาดจนสูงเหนือระดับน้ำทะเลและคลื่นที่ตามมาในลูกที่สองถูกซัดสูงขึ้นก่อนที่มันจะแตกกระจาย
ปริมาณน้ำฝนที่ตกมีอิทธิพลมากตรงบริเวณปากแม่น้ำหรือปากอ่าว(estuaries) (บริเวณที่น้ำจืดกับน้ำเค็มบรรจบกัน) ในพื้นที่เปิดเฮอร์ริเคนสามารถสร้างปริมาณน้ำฝนได้ถึง 12 นิ้วใน 24 ชม. และอาจจะสูงกว่าในพื้นที่ปิด ผลที่ตามมาคือ สัมปันน้ำ(watersheds ) ( (ร่องเขาที่เป็นแนวร่องน้ำ)น้ำจะไหลบ่าอย่างเร็วระบายสู่แม่น้ำ นี่ทำให้ระดับน้ำเพิ่มสูงในระดับสูงสุดของระดับน้ำขึ้นบริเวณปากแม่น้ำ เป็นเพราะพายุขับดันคลื่นยกตัวจากมหาสมุทรและน้ำฝนที่ไหลมาจากปากแม่น้ำ(estuary)


การวัดการยกตัว
การวัดการยกตัวสามารถทำได้โดยตรงที่สถานีวัด น้ำขึ้นน้ำลง ชายฝั่ง (coastal tidal stations) โดยวัดความแตกต่างของระดับน้ำขึ้นพยากรณ์การระดับยกตัวที่สังเกตได้ ข้อสารสนเทศนี้สามารถดูในขณะเกิดจริงได้ที่เว็บไซต์น้ำขึ้นน้ำลงและกระแสน้ำของ NOAA (NOAA Tides and Currents website) ตลอดเวลาที่ทำการรายงาน
การวัดการยกตัวอีกวิธีหนึ่งที่เริ่มนำมาใช้โดย NHC เมื่อ พ.ศ. 2548 โดยทีมงาน USGS ที่ใช้การติดจั้งตัวแปรสัญญาณความกดอากาศไปตามชายฝั่งทะเลก่อนที่พายุหมุนจะมาถึง ซึ่งเป็นการทดลองใช้ครั้งแรกกับพายุหมุนริตา (Hurricane Rita) กรรมวิธีนี้ได้นำมาตรวจสอบความถูกต้องกับกรรมวิธีอื่นที่ใช้กับริตาด้วย และต่อมาได้ใช้กีบพายุหมุนเออร์เนสโกเมื่อปี พ.ศ. 2549 อีกครั้ง เครื่องรับรู้ประเภทนี้สามารถนำไปติดตั้งไว้ในตำแหน่งที่จะถูกน้ำท่วมโดยสามารถวัดความสูงของน้ำส่วนบนได้



บันทึก
น้ำขึ้นจากพายุที่สูงที่สุดที่มีบันทึกในประวัติศาสตร์เกิดจากพายุหมุนมาฮินา (Cyclone Mahina)  ที่อ่าวบาทรัสต์ (Bathurst Bay) ประเทศออสเตรเลีย เมื่อปี พ.ศ. 2442 ซึ่งประมาณว่าสูงถึง 13 เมตร แต่งานวิจัยที่ตีพิมพ์เมื่อ พ.ศ. 2543 ให้ข้อสังเกตว่าสาเหตุเหตุหลักๆ น่าจะเกิดจากคลื่นเคลื่อนยกตัวมากกว่าเนื่องจากความชันของพื้นใต้ชายฝั่งทะเลบันทึกของคลื่นพายุหมุนยกซัดฝั่งที่สูงที่สุดเกิดจากพายุหมุนแคทรินาเมื่อ พ.ศ. 2548 ซึ่งทำให้คลื่นยกตัวสูงขึ้นถึงระดับ 7.6 เมตร รอบๆ อ่าวเซนต์หลุยส์ มิสซิสซิบปี, ในชุมชนเวฟแลนด์, ตัวอ่าวเซนต์หลุยส์, ไดมอนด์เฮด, และช่องแคบคริสเตียน โดยมีคลื่นยกตัวสูงถึง 8.5 เมตรที่ช่องแคบคริสเตียน บันทึกคลื่นพายุหมุนยกซัดฝั่งอีกรายหนึ่งเกิดในบริเวณเดียวกันจากพายุหมุนคามิล เมื่อเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2512 โดยมีคลื่นยกตัวสูงสุดถึง 7.5 เมตรจากระดับน้ำทะเลสูงสุดซึ่งเกิดที่ช่องแคบคริสเตียนเช่นกัน คลื่นพายุหมุนยกซัดฝั่งที่เลวร้ายที่สุดในแง่ของการเสียชีวิตของผู้คนเกิดจากพายุใต้ฝุ่นโบห์ลา (Bhola cyclone) เมื่อ พ.ศ. 2513 ที่อ่าวเบงกอลและโดยทั่วไป อ่าวเบงกอล ซึ่งเป็นพื้นที่เสี่ยงภัยที่เกิดภัยจากคลื่นพายุหมุนยกซัดฝั่ง ชุกมากกว่าพื้นที่อื่นๆ



เหตุการณ์คลื่นพายุหมุนยกซัดฝั่งในประเทศไทย
ในอดีตประเทศไทยก็เคยเกิดปรากฏการณ์คลื่นพายุหมุนยกซัดฝั่ง เมื่อวันที่ 25-26 ตุลาคม พ.ศ. 2505 ขึ้นในภาคใต้ของประเทศไทย แหลมตะลุมพุก อำเภอปากพนัง จังหวัดนครศรีธรรมราช จากพายุหมุนเขตร้อนแฮเรียต มีเส้นผ่าศูนย์กลางขนาด 300 กิโลเมตร ความเร็วลม 180 - 200 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ความเร็วในการเคลื่อนที่ 92.622 กิโลเมตรต่อชั่วโมง เกิดคลื่นยักษ์สูงประมาณยอดต้นสน(20 ม.) สร้างความเสียหายให้ 9 จังหวัดในภาคใต้เป็นอย่างมาก สถานที่ราชการ อาคารบ้านเรือน โรงเรียน วัด ถูกพายุพัดพังระเนระนาด การไฟฟ้าและสถานีวิทยุตำรวจเสียหายหนัก ไม่สามารถติดต่อกันได้ เรือที่ออกทะเลเสียหายมากมาย ต้นยาง ต้นมะพร้าว และต้นไม้อื่นๆ ล้มพินาศมหาศาล สวนยางนับแสนๆ ต้นโค่นล้มขวางเป็นสิบๆ กิโลเมตร มีผู้เสียชีวิต 911 คน, สูญหาย 142 คน, บาดเจ็บสาหัส 252 คน,ไม่มีที่อยู่อาศัย 10,314 คน, บ้านเสียหาย 42,409 หลังคาเรือน,โรงเรียน 435 หลัง


สโลช (SLOSH)
ตัวอย่างการเดินแบบจำลองสโลช (SLOSH run)
ดูบทความหลัก: การพยากรณ์พายุหมุนเขตร้อน
ศูนย์พายุหมุนแห่งชาติได้พยากรณ์ไว้ว่าคลื่นพายุหมุนยกซัดฝั่งโดยใช้แบบจำลองสโลช หรือ SLOSH ซึ่งย่อมาจาก “คลื่นพายุหมุนยกซัดฝั่งจากพายุหมุนในทะเลสาบและบนแผ่นดิน” ในภาษาอังกฤษ คือ Lake and Overland Surges from Hurricanes. แบบจำลองนี้มีความแม่นยำภายใน 20 percent.[11] ข้อมูล “สโลช” รับเข้า (input) รวมถึงความกดอากาศส่วนกลางของพายุหมุนเขตร้อน, ขนาดของพายุ, การเคลื่อนตัวของพายุ, เส้นทางการเคลื่อนตัว, และความเร็วลมคงที่สูงสุด นอกจากนี้ยังต้องนำเอาลักษณะภูมิประเทศท้องถิ่น, การหันเหทิศทางของอ่าวและแม่น้ำ, ความลึกของก้นทะเล, การขึ้นลงเชิงดาราศาสตร์ของน้ำ (น้ำขึ้นน้ำลง) , รวมทั้งรูปโฉมทางกายภาพอื่นๆ เข้ามานับร่วมกันเพื่อการกำหนดกริดหรือตารางล่วงหน้าที่เรียกว่า “แอ่งสโลช” (SLOSH basin) แล้วจึงนำแอ่งสโลชมาทับซ้อนสำหรับเส้นแนวชายฝั่งทะเลด้านใต้และตะวันออกของแผ่นทวีปอเมริก ในการจำลองพายุบางครั้งอาจใช้แอ่งสโลชมากว่า 1 แอ่ง เช่นการเดินแบบจำลองสโลชแคทรินาซึ่งใช้ทั้งแอ่งทะเลสาบพอนชาร์เทรน/นิวออร์ลีนส์ และ แอ่งมิสซิสซิบปีซาวด์ร่วมกันเพื่อใช้กับการขึ้นฝั่งของพายุ (landfall) ของอ่าวเม็กซิโก




 
ตัวอย่างการเดินแบบจำลองสโลช (SLOSH run)



การบรรเทา
แม้การสำรวจทางอุตุนิยมจะเตือนภัยพายุหมุนหรือพายุร้ายแรงทั่วๆ ไปแล้วก็ตาม ในบางกรณีบางพื้นที่ที่มีความเสียงต่อน้ำท่วมชายฝั่งสูงเฉพาะที่บางแห่งจะมีการเตือนเกี่ยวกับคลื่นพายุหมุนยกซัดฝั่งเฉพาะเป็นครั้งๆ อยู่ด้วยเหมือนกัน ได้มีการปฏิบัติจริงอยู่แล้วหลายแห่ง เช่นประเทศเนเธอร์แลนด์ สเปน สหรัฐ  และ สหราชอาณาจักร.[18]
กรรมวิธีเพื่อป้องคลื่นพายุหมุนยกซัดฝั่งเริ่มขึ้นหลังจากเหตุการณ์น้ำท่วมใหญ่ทะเลเหนือ เมื่อ พ.ศ. 2496 โดยการสร้างเขื่อนและประตูกั้นน้ำท่วม (พนังกั้นคลื่นพายุหมุนยกซัดฝั่ง) ปกติจะเปิดให้น้ำและเรือผ่านเข้าออก แต่จะปิดเมื่อมีที่ท่าว่าอาจถูกคุกคามจากคลื่นพายุหมุนยกซัดฝั่ง พนังกั้นพายุยกที่สำคัญได้แก่พนัง Oosterscheldekering และ Maeslantkering ในเนเธอร์แลนด์ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครงการงานสามเหลี่ยม ( Delta Works project) และ พนังเทมส์ ( Thames Barrier) ที่ใช้ป้องกันกรุงลอนดอน

0 ความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น

ขับเคลื่อนโดย Blogger.

Blogroll