BlogGang.com : : sirivinit : คลื่นยักษ์ (freak wave)

คลื่นยักษ์ (freak wave)

คลื่นยักษ์ มีชื่อเรียกในภาษาอังกฤษหลายชื่อคือ ฟรีกเวฟ (freak wave) โรกเวฟ (rogue wave) หรือ มอนสเตอร์เวฟ (monster wave) เป็นคลื่นผิวน้ำขนาดใหญ่ และฉับพลัน สามารถล่มเรือขนาดกลางถึงใหญ่

ในอดีตเชื่อกันว่าเป็นเพียงเรื่องเล่าลือ แต่ในปัจจุบันได้มีการยืนยันว่าเป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติทางทะเลชนิดหนึ่ง ที่ไม่พบบ่อยนัก แต่ก่อนนั้นมีเพียงเรื่องเล่าจากนักเดินเรือที่ได้ประสบกับคลื่นชนิดนี้เท่านั้น

จนกระทั่งได้มีการยืนยันถึงการมีอยู่จริงของคลื่นประเภทนี้ จากการวัดขนาดของคลื่นที่แท่นขุดเจาะน้ำมัน ดรอพเนอร์ (Draupner) ที่ทะเลเหนือ (North Sea) ในมหาสมุทรแอตแลนติก ในวันที่ 1 มกราคม ค.ศ. 1995

ข้อถกเถียงเกี่ยวกับการมีอยู่จริงของคลื่นประเภทนี้นั้น ได้จบลงในปี ค.ศ. 2004 เมื่อ โครงการแมกซ์เวฟ (Project MaxWave) และ ศูนย์วิจัย GKSS (GKSS Research Centre) ได้ใช้ข้อมูลจากดาวเทียมของ องค์กรอวกาศยุโรป (en:European Space Agency) เพื่อระบุคลื่นประเภทนี้ และได้ค้นพบคลื่นนี้หลายสิบลูกในระหว่างทำการศึกษาวิจัย

มีความเป็นไปได้สูงที่ คลื่นประเภทนี้ เป็นสาเหตุที่ทำให้เรือเดินสมุทรหายสาบสูญโดยไม่ทราบสาเหตุ

ประวัติ

การเกิดคลื่นขนาดใหญ่กลางทะเล ระหว่างมีพายุ ซึ่งอาจมีขนาดความสูงของคลื่น 7 เมตร (23 ฟุต) หรือในกรณีพายุรุนแรงนั้นอาจมีความสูงถึง 15 เมตร (50 ฟุต) นั้นถือเป็นเหตุการณ์ปกติ

ในหลายศตวรรษที่ผ่านมาได้มีเรื่องเล่าขานกล่าวถึงพายุขนาดยักษ์ ที่มีความสูงของคลื่นถึง 30 เมตร (100 ฟุต ประมาณเท่ากับความสูงของตึก 12 ชั้น) ผุดขึ้นมากกลางมหาสมุทร แม้กระทั่งสวนทิศทางกับกระแสน้ำ และ คลื่นผิวน้ำ และมักจะเกิดในช่วงอากาศปลอดโปร่ง

ได้มีการกล่าวขานถึงลักษณะของคลื่นว่า เหมือนเป็นกำแพงน้ำขนาดยักษ์ โดยมีท้องคลื่น คือระดับน้ำที่ยุบตัวลงวิ่งนำหน้า ระดับน้ำที่ยุบตัวลงนี้มีจุดต่ำสุดที่ลึกมากจนถูกขนานนามว่าเป็น "hole in the sea" (หลุมในทะเล)

เรือที่โดนคลื่นประเภทนี้ซัดมีความเป็นไปได้สูงที่จะถูกจมภายในเวลาไม่กี่วินาที เนื่องจากแรงดันมหาศาลจากน้ำที่ซัดเข้าใส่ที่อาจสูงถึง 100 ตัน ต่อ ตารางเมตร

เรือโดยทั่วไปนั้นถูกออกแบบมาให้สามารถทนทานต่อคลื่นพายุที่สูงถึง 15 เมตร และความกดดันประมาณ 15 ตันต่อตารางเมตร และทนทานได้มาก กว่านั้นถึงสองเท่าคือคลื่นสูงประมาณ 20 เมตร โดยที่อาจมีความเสียหายแก่เรือ

เป็นระยะเวลาอันยาวนาน ที่นักวิทยาศาสตร์ ได้สรุปว่าเรื่องเล่าขานเกี่ยวกับคลื่นนี้นั้นไม่เป็นจริง เนื่องมาจากแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของคลื่นนั้น ระบุให้เห็นว่าโอกาสที่จะเกิดคลื่นที่มีขนาดสูงกว่า 15 เมตรนั้นมีน้อยมาก

ด้วยความน่าจะเป็นในระดับที่เรียกว่า "เกิด 1 ครั้ง ใน 10,000 ปี" เลยทีเดียว จากภาพถ่ายดาวเทียมในช่วงไม่กี่ปีมานี้ได้ยืนยันว่า คลื่นขนาดที่มีความสูงถึง 30 เมตรนั้น สามารถพบเห็นได้บ่อยกว่าที่แบบจำลองทางคณิต ศาสตร์ซึ่งเป็นแบบจำลองความสูงของคลื่นเชิงเส้น ได้คาดหมายไว้มาก

โดยที่มีการเกิดคลื่นดังกล่าวขึ้นในมหาสมุทรทั่วโลก หลายครั้งต่อปี ด้วยเหตุนี้จึงเป็นต้นเหตุให้นักวิทยาศาสตร์หันกลับมาพิจารณาถึงสาเหตุของการเกิดคลื่นดังกล่าว รวมทั้งตั้งประเด็นข้อสงสัยเกี่ยวกับ หลักการและทฤษฎี ทางวิศวกรรมทางทะเล ที่เป็นที่ยอมรับ และใช้กันมาเป็นเวลานาน อย่างจริงจัง

หมายเหตุ : คลื่นยักษ์ที่กล่าวถึงในบทความนี้ เป็นคลื่นคนละประเภทกับคลื่นสึนามิ ซึ่งเคยเรียกกันว่า คลื่นทะเล หรือ ไทดอลเวฟ (tidal wave) สึนามินั้นเป็นคลื่นเคลื่อนตัว เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง

และ สังเกตยากในบริเวณน้ำลึก มีอันตรายเมื่อเคลื่อนตัวขึ้นชายฝั่ง ในบริ เวณน้ำลึกนั้นคลื่นสึนามิไม่มีอันตรายต่อเรือ ซึ่งแตกต่างจากคลื่นยักษ์ซึ่งเป็นคลื่นเฉพาะบริเวณ เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเป็นช่วงเวลาสั้น ๆ เท่านั้น และส่วนใหญ่จะเกิดขึ้นในบริเวณห่างจากชายฝั่ง

ความถี่ของการเกิดคลื่นยักษ์

โครงการแมกซ์เวฟ ได้ทำการศึกษาพื้นผิวมหาสมุทรโดยการใช้เรดาห์เป็นเวลา 3 สัปดาห์ในปี ค.ศ. 2001 โดยได้ทำการเก็บภาพถึง 30,000 ภาพโดยแต่ละภาพครอบคลุมบริเวณขนาด 10 x 5 กิโลเมตร รวมทั้งหมดครอบคลุมพื้นที่ 1.5 ล้านตารางกิโลเมตร

และสามารถตรวจจับการเกิดคลื่นยักษ์ใน 10 รูป หรือเท่ากับคลื่นยักษ์ 1 ลูกใน 150,000 ตารางกิโลเมตร สังเกตว่าคลื่นที่เกิดชั่วประเดี๋ยวประด๋าว เกิดขึ้นในมหาสมุทรบริเวณกว้าง ด้วยความถี่ดังกล่าวนี้ นับว่าเป็นเหตุการณ์ที่พบเห็นได้ยาก

สาเหตุที่เป็นไปได้ของการเกิดคลื่นยักษ์

เนื่องจากปรากฏการณ์การเกิดคลื่นยักษ์นี้ยังอยู่ในช่วงของการศึกษาวิจับ ดังนั้นจึงยังไม่ได้มีข้อสรุปว่าสาเหตุหลักของการเกิดคลื่นยักษ์นี้คืออะไร และมีสาเหตุที่แตกต่างกันไปตามแต่ละสถานที่หรือไม่

บริเวณที่มีโอกาสเกิดคลื่นยักษ์สูง ดูเหมือนจะเป็นบริเวณที่มี กระแสน้ำรุนแรงไหลสวนทางกับ ทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่นผิวน้ำ เช่น บริเวณใกล้กับ แหลมอากูลาส (en:Cape Agulhas) ทางตอนใต้ของทวีปแอฟริกา

แต่ลักษณะดังกล่าวก็ไม่ได้อธิบายถึง สาเหตุของคลื่นยักษ์ที่เกิดในบริเวณอื่นบางบริเวณ ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะมีกลไกอื่นที่เป็นสาเหตุให้เกิดคลื่นยักษ์นี้ และอาจจะแตกต่างกันไปตามสถานที่ต่าง ๆ กลไกของการเกิดคลื่นยักษ์ที่เป็นไปได้มีดังต่อไปนี้

การรวมตัวที่จุดร่วมจากการกระเจิง (diffractive focusing) ซึ่งอาจเกิดจาก รูปร่างของชายฝั่ง หรือ พื้นดินก้นทะเล

การรวมตัวที่จุดร่วมจากกระแสน้ำ
ผลจากความไม่เชิงเส้น (ในลักษณะเดียวกับ โซลิตอน)

มีผลงานวิจัยที่ชี้ให้เห็นว่า การเกิดของคลื่นยักษ์จากคลื่นขนาดย่อยจำนวนมาก โดยกระบวนการไม่เป็นเชิงเส้นตามธรรมชาติ นั้นเป็นไปได้ โดยได้มีการตั้งข้อสันนิษฐานว่า คลื่นที่ไม่เสถียรและมีขนาดใหญ่กว่าปกตินี้

เกิดจากการดูดซับพลังงานจากคลื่นย่อย ๆ แล้วก่อตัวเป็นคลื่นขนาดมหึมา ก่อนที่จะสลายตัวอย่างรวดเร็วเนื่องจากความไม่มีเสถียรภาพ

คลื่นลักษณะนี้จำลองโดยการใช้ สมการเชรอดิงเงอร์ไม่เป็นเชิงเส้น (en:nonlinear Schrödinger equation) ซึ่งเป็นสมการคลื่นที่รู้จักกันดีในฟิสิกส์ควอนตัม

สมการเชรอดิงเงอร์ไม่เป็นเชิงเส้นนี้จำลองพฤติกรรมของคลื่นปกติ (จากแบบจำลองเชิงเส้น) ที่ดูดซับพลังงานจากลูกคลื่นก่อนหน้า และที่ตามหลังมา ทำให้คลื่นเหล่านั้นลดขนาดลงจนกลายเป็นเหมือนเพียงผิวน้ำกระเพื่อม ยอดคลื่นขนาดยักษ์

และ ผิวน้ำที่ยุบตัวลงเป็นหลุมลึกที่ปกติพบเห็นทางด้านหน้าและหลังคลื่นนั้น จะปรากฏอยู่เพียงระยะเวลาสั้น ๆ ไม่กี่นาทีก่อนที่จะสลายตัว หรือ ลดขนาดลง

เท่าที่ทราบ ดูเหมือนว่าคลื่นยักษ์นี้จะมีอยู่ 3 ประเภท คือ

"กำแพงน้ำ" (walls of water) เป็นคลื่นที่เคลื่อนตัวในทะเลไกลถึง 10 กิโลเมตร

"สามอนงค์" (three sisters) มีลักษณะเป็นกลุ่มคลื่น 3 ลูก (Endeavour หรือ Caledonian Star report 2 มีนาคม ค.ศ. 2001,
53°03′S 63°35′W)

คลื่นมรสุมเดี่ยวขนาดยักษ์ ก่อตัวสูงถึง 4 เท่าของคลื่นมรสุมปกติ และสลายตัวภายในไม่กี่วินาที (en:MS Bremen report 22 กุมภาพันธ์ ค.ศ. 2001,
45°54′S 38°58′W)

ขอขอบคุณ วิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

โสรวารสิริสวัสดิ์ มานมนัสสวัสดิศรีค่ะ

Create Date : 26 ธันวาคม 2552

Last Update : 26 ธันวาคม 2552 5:56:07 น.

0 comments

Counter : 1405 Pageviews.