การเดินทางของคลื่นทะล ... ตอนเมื่อคลื่นกระทบฝั่ง

การเดินทางของคลื่นทะเล ... ตอนเมื่อคลื่นกระทบฝั่ง

เรื่องของคลื่นที่นักเล่นคลื่นเข้าใจ แต่นักเล่นเรือไม่เข้าใจ กิจกรรมเล่นเรือสปิดโบ็ท เวลา 80 % ของเวลาในกิจกรรม เรือจะจอดใกล้หาดหรือจุดน้ำตื้น กับ 20 % ที่เหลือเป็นเวลาที่ใช้ในการเดินทางหรือ อยู่ในเขตน้ำลึก ลองมาเข้าใจธรรมชาติของคลื่นน้ำตื้น และคลื่นน้ำลึก เพื่อความปลอดภัยของเราและเรือที่รัก...

เมื่อคลื่นเดินทางเข้ามาหาฝั่ง จะมีรูปแบบดังนี้

คลื่นน้ำลึก/โซนน้ำลึก ---> เขตเปลี่ยนโซน ---> คลื่นน้ำตื้น/เขตน้ำตื้น

เมื่อคลื่นเข้าเขตน้ำตื้น คลื่นจะเปลี่ยนรูป โดย ความเร็วลดลง ความยาวคลื่นลดลง แต่ความสูงจะเพิ่มขึ้น คลื่นจึงเกิดการยกตัว

เวลาคลื่นเดินทางเข้าหาฝั่ง จะมีการสลายพลังงาน จึงเกิดคลื่นรูปแบบต่างๆ เราเรียกคลื่นแบบนี้ว่า คลื่นหยุด โดยมีการหยุดจากหลายสิ่ง ได้แก่

Beachbreak : คลื่นหยุดจากพื้นทราย

Beachbreak

Reefbreak : คลื่นหยุดจากแนวปะการัง

Reefbreak

Shorebreak : คลื่นหยุดชิดชายฝั่ง เกิดจากชายหาดสูงชันมาก

Shorebreak

Pointbreak : คลื่นหยุดที่มีจุดทำให้หยุด เกิดจากดิน หิน ทราย หรือแผ่นดินยื่นออกไปตัดกับคลื่นในทะเล หรือ สันดอนใต้น้ำ คลื่นอาจมีการวิ่งไล่จากซ้ายไปขวา หรือ ขวาไปซ้าย ขึ้นอยู่กับตำแหน่งสิ่งกีดขวาง

Pointbreak

การสลายตัวของคลื่น Breaking Wave มี 4 รูปแบบฟอร์ม

• Spilling คลื่นรูปแบบการหก
• Collapsing คลื่นรูปแบบการยุบ
• Plunging คลื่นรูปแบบการถลาฉับพลัน
• Surging คลื่นรูปการการคลั่ง

จะเห็นว่าการเกิดคลื่นน้ำตื้น จะสัมพันธ์กับ ความเร็วคลื่นซึ่งเกิดจากลม ความชันของหาด และน้ำขึ้นน้ำลง

Spilling Wave

Spilling รูปแบบการหก พื้นทะเลจะค่อยๆ ลาดชัน คลื่นจะค่อยๆสูงชันขึ้น จนกระทั้งจุดหนึ่งยอดคลื่นไม่เป็นรูปแน่นอน ผลของการปั่นป่วน ฟองขาวกระจายตกลงหน้าลูกคลื่น ดำเนินต่อไปขณะที่คลื่นเข้าหาฝั่ง พลังงานคลื่นช้าลงและกระจายเป็นฟองขาว ด้วยเหตุผลนี้ คลื่นรูปแบบการหก จะใช้เวลาหยุดนานกว่าคลื่นแบบอื่น และจะมีลักษณะอ่อนโยน ในสภาพลมบก (Onshore wind) ทำให้มีโอกาสเกิดคลื่นรูปแบบการหกมากขึ้น

Collapsing Wave

Collapsing รูปแบบการยุบ จะอยู่ระหว่างคลื่นถลาฉับพลัน (Plunging Wave) และคลื่นคลั่ง (Surging Wave) ซึ่งยอดคลื่นไม่หยุดอย่างเต็มที่ แต่หน้าคลื่นด้านล่างมีความชันและทรุดตัวลงมา ผลคือเกิดเป็นฟองฝอย

Plunging Wave

Plunging รูปแบบการถลาฉับพลัน เกิดขึ้นที่พื้นทะเลเป็นที่สูงชัน หรือมีการเปลี่ยนแปลงความลึกแบบมีความชันสูงทันที เช่น แนวปะการัง หรือสันทราย ยอดคลื่นจะมีความชันมากกว่า คลื่นรูปแบบการหก (Spilling wave) กลายเป็นแนวตั้งและเป็นลอนม้วนมาก และตกลงในแอ่งของคลื่น จะปลดปล่อยพลังงานมากที่สุดในครั้งเดียว ผลกระทบค่อนข้างรุนแรง คลื่นรูปแบบถลาฉับพลัน (Plunging wave) สลายตัวพร้อมกับพลังที่มากกว่า คลื่นรูปแบบการหก (Spilling wave) อย่างมีนัยสำคัญ คลื่นสามารถดักและบีบอุ้มอากาศไว้ด้วยปลายคลื่น ซึ่งจะสร้างการกระแทก และเสียงของมัน หากเป็นคลื่นขนาดใหญ่ สามารถรู้สึกผลการกระแทกถึงบนหาดชายฝั่ง สภาพ ลมทะเล (Offshore wind) สามารถทำให้เกิดคลื่นแบบนี้ได้มากขึ้น

Surging Wave

Surging รูปแบบคลื่นคลั่ง  เกิดจากคลื่นที่มีคาบเวลายาว คลื่นจะมีความชันต่ำ และ/หรือชายหาดสูงชัน ผลคือการเคลื่อนไหวที่รวดเร็วของฐานคลื่นซัดขึ้นเป็นบนเนิน และไม่ปรากฏยอดคลื่น ด้านหน้าของคลื่นค่อนข้างเรียบด้วยฟองฝอยอากาศเล็กๆ ผลคือจะมีช่วงของการเล่นกระดานโต้คลื่นน้อยมากหรือไม่มีเลย คลื่นจะสลายเกือบทั้งหมด พลังงานของคลื่นระเบิดออกมาจะสั้นและคม หมายความว่าคลื่นซัด (Swash) และ คลื่นซัดกลับ (ฺBackwash) สมบูรณ์ในจังหวะของคลื่น ก่อนการมาของคลื่นลูกถัดไปที่นำไปสู่ความแตกต่างของเฟส หรือดิถี น้อยกว่า 0.5 บนหาดที่ชันพลังงานของคลื่นสามารถสะท้อนกลับจากด้านล่างลงไปในทะเล ก่อให้เกิดคลื่นยื่นกับที่

1.การแนะนำเรื่องคลื่น (Introduction)
 สังเกตุรูปคลื่นหน้าหาดแบบต่างๆ นะครับ



1.1.ภาพรวมคลื่น

เมื่อคลื่นน้ำลึกเข้าหาชายฝั่ง คลื่นจะเผชิญกับภาวะน้ำตื้น จะมีการเผชิญหน้ากับพื้นทะเล ในขณะที่กำลังพัฒนาไปเป็นคลื่นน้ำตื้น ปฏิสัมพันธ์เหล่านี้เป็นเหตุให้คลื่นเปลี่ยนรูป ขณะที่คลื่นหยุดชะลอตัวลง และท้ายสุดก็สลายไป

ส่วนประกอบคลื่นเหล่านี้มีลักษณะหลากหลาย ของลักษณะของคลื่นน้ำตื้น การหักเหเมื่อเข้าเขตน้ำตื้น การสะท้อน การสลายไป การลดทอนกำลัง และการวิ่งขึ้นชายฝั่ง และก่อตัวขึ้นใหม่ ทั้งหมดนี้เป็นข้อสำคัญในการพิจารณา เมื่อต้องคาดการณ์กับเรือขนาดเล็ก และกิจกรรมนันทนาการอื่นๆ ในสภาพแวดล้อมใกล้ฝั่ง

มี 2 ปัจจัยหลักภายนอกที่สำคัญ ที่มีอิทธิพลกับ คลื่นน้ำตื้นต่อพฤติกรรมการก่อตัวบนแนวชายหาด (สัมพันธ์กับคลื่นที่เข้ามา หรือ Swell : คลื่นพองตัว) ระดับชั้นความลึกน้ำทะเล (ฺฺBathymetry) ไกล้ฝั่ง หรือลักษณะทางกายภาพใต้น้ำ

เพื่อให้เข้าใจและเห็นภาพเหล่านี้ เรากำลังจะไปดูตัวอย่างของชายฝั่งทะเล ที่จะแนะนำถัดไปจากนี้ ซึ่งรวมคุณสมบัติความหลากหลายของชายฝั่งทะเล และระดับชั้นความลึกน้ำทะเล โดยทำงานผ่านส่วนของโมดูล คุณจะได้เรียนรู้วิธีการบางอย่างสำหรับการประมาณการความสูงของคลื่นชะลอตัวและตัวแปรพารามิเตอร์ที่สำคัญอื่นๆ คุณยังได้ฝึกวิธีการเหล่านี้โดยการประยุกต์มัน สำหรับการจำลอง สมมุติชายฝั่งทะเล

โมดูลนี้ยังแนะนำเครื่องมือสำหรับการประมาณค่า โดยใช้ คำนวณคลื่นน้ำตื้น (Shallow Water Wave Calculator) ซึ่งจะเป็นประโยชน์กับการทำนายคาดการณ์ทางทะเล คุณจะใช้มันสำหรับการฝึกตอบคำถามหลายอย่าง และเรียนรู้เกี่ยวกับรูปแบบสมการคลื่นพื้นฐานที่ประกอบรวมกัน

เราหวังว่าจะน่าสนใจและเป็นประโยชน์ช่วยให้คุณเข้าใจถึงพฤติกรรมของ คลื่นใกล้ฝั่ง (Nearshore) และกุญแจที่สำคัญ ระหว่าง คลื่น (Wave) พื้นทะเล (Sea Floor) และชายฝั่งทะเล (Coastline)

1.2 วัตถุประสงค์โมดูล

ในตอนท้ายของโมดูลคุณจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับ

• คลื่นได้รับการเปลี่ยนแปลงอะไร ที่เคลื่อนไหวจากน้ำลึก สู่น้ำตื้น
• วิธีที่จะอธิบายและคาดการณ์ผลกระทบของกระบวนการน้ำตื้น เช่น สันดอนหรือเกยตื้น (Shoaling) , การหักเห (Refraction) และการลดทอน (Attenuation)
• วิธีที่จะระบุและแยกแยะ ระหว่างหลายๆแบบของคลื่นหยุด (ฺBreaker Type) ที่สอดคล้องของคลื่นที่ ระดับชั้นความลึกน้ำทะเล (ฺฺBathymetry)
• วิธีที่ทำนายคาดการณ์ การมีปฏิสัมพันธ์ ระหว่าง คลื่น และ กระแสน้ำ
• ความแตกต่างของคลื่น วิ่งตั้งขึ้น (Run up) และ คลื่นเริ่มก่อตัว (Set up) และวิธีประมาณการคลื่น

1.3 ยินดีต้อนรับสู่ ชายฝั่ง Coast County State Park
ยินดีต้อนรับสู่ชายฝั่ง Coast Counry State Park, สถานที่ยอดนิยมในวันหยุดสุดสัปดาห์ ที่ชื่นชอบของชาวเรือ และนักเล่นเรือ และผู้ที่ชื่นชอบชายหาด ซึ่งเป็นพื้นที่ ที่เป็นตัวอย่างการทำนาย ทิวทัศน์ที่ทอดยาวสวยงามของที่นี่ เป็นชายฝั่งทะเลที่มีประภาคารที่ปลายสุดของแหลมร๊อกกี้พอยท์ (Rocky Point), อ่าวปากน้ำเล็กๆกับท่าจอดเรือ (Marina),ร้านค้า และ หาดสวยงามอีก 2 แห่ง

ในแต่ละปีจะมีการแข่งขันสร้างปราสาททรายที่ Sandy Beach ขณะที่ Surf Beach (หาดสำหรับเล่นกระดานโต้คลื่น) ซื่งเป็นที่นิยมของกลุ่มที่เล่นกระดานโต้คลื่น

มีทุ่นชายฝั่งทะเล ตั้งอยู่เหนือน้ำลึกไม่ไกลจากฝั่ง ใช้ประโยชน์สำหรับประเมินอันตรายชายฝั่ง และเงื่อนไขสำหรับ การเซิรฟ์ (เล่นกระดาษโต้คลื่น)

ลักษณะรูปแบบที่หลากหลายของชายฝั่งทะเล และ ระดับชั้นความลึกของน้ำทะเล (ฺฺBathymetry) แสดงให้เห็นบนแผนที่นี้ ช่วยให้เราสามารถเรียนรู้เกี่ยวกับ ผลกระทบที่สำคัญของ คลื่นน้ำตื้น (Shallow Water Effect) ที่เปลี่ยนมาจาก คลื่นน้ำลึก (Deep Water Wave) ขณะที่เข้าใกล้ชายฝั่ง เราจะกลับมาที่ค่าต่างๆ ตรงนี้สำหรับการเรียนรู้โมดูล เพื่อฝึกทักษะ วิธีประมาณค่า คลื่นน้ำตื้น ที่จะนำมาแนะนำให้เข้าใจ

2. คลื่นน้ำตื้น (Shallow Water Wave) และผลของมัน

2.1 แค่ไหนตื้นอย่างไร ถึงคือ "ตื้น"

ความลึกที่คลื่นน้ำลึก (Deep Wave) เข้ามาในเขต น้ำตื้น (Shallow Wave) ตามที่ระบุไว้ด้านล่าง ขึ้นอยู่กับระยะเวลาของคลื่น ระยะช่วงเวลาของคลื่นที่มี ความยาวของคลื่น และคลื่นโซนน้ำตื้นที่ขยายไปถึงในเขตน้ำลึกตามสัดส่วน สำหรับวัตถุประสงค์ของโมดูลนี้ คือ โซนน้ำลึก จะมีการกำหนดบนพื้นฐานของอัตราส่วนของ ความลึกของน้ำกับความยาวคลื่น เราได้แบ่งสิ่งเหล่านี้เป็น 3 โซน

• โซนน้ำลึก (Deep Water Zone) น้ำจะลึกกว่า ครึ่งหนึ่งของความยาวคลื่น
• โซนน้ำตื้น (Shallow Water Zone) น้ำจะลึกน้อยกว่า หรือเท่ากับ 1/20 ของความยาวคลื่น
• โซนเปลี่ยน (Transition Zone) ความลึกของน้ำอยู่ในขึดระหว่าง น้ำลึก และ น้ำตื้น 

ส่วนต่างๆเหล่านี้จะขึ้นอยู่บนพื้นฐานง่ายๆ เราสามารถคำนวนความเร็วคลื่น ในน้ำลึก (ในหน่วยความเร็ว น๊อต) หรือประมาณเท่ากับ 3 เท่าของคาบเวลา ( T ) ลูกคลื่น หรือถ้าเที่ยบในหน่วยเมตร/วินาที ให้คูณระยะเวลาคลื่น เท่ากับ 1.56

ความเร็วคลื่นน้ำลึก (หน่วยน๊อต) จะเท่ากับ 3.01 ของคาบเวลาลูกคลื่น  หรือ

ความเร็วคลื่นน้ำลึก (หน่วย เมตร/วินาที) จะเท่ากับ 1.56 ของคาบเวลาลูกคลื่น

ความเร็วคลื่นน้ำตื้น (หน่วย เมตร/วินาที) จะเท่ากับ ความเร็วของน้ำตื้น เป็นสัดส่วนกับรากที่สองของแรงโน้มถ่วงโลก คูณกับความลึกของน้ำ

ในเขตการเปลี่ยนแปลงระหว่างทั้งสองเกณฑ์ ความเร็วคลื่นน้ำจะคำนวณโดยสูตรที่ซับซ้อนมากขึ้น


ถึงแม้ว่าเราจะมีวิธีแบ่งโซนความลึกของน้ำ, การเปลี่ยนแปลงจาก น้ำลึก เป็น น้ำตื้นเกิดขึ้นต่อเนื่องตลอด จุดที่เริ่มต้น ที่ ความลึกจะอยู่ที่ ครึ่งหนึ่งของความยาวคลื่น ที่ระดับความลึกนี้ ความฝึดจากความเสียดทานเริ่มที่จะนำพากระจายพลังงานของคลื่น แต่มีผลเล็กน้อยมากที่ระดับความลึกสูงสุด และจะเปลี่ยนเป็นความก้าวหน้าอย่างมีนัยสำคัญมากขึ้น เมื่อเป็นคลื่นที่เข้ามาในเขตน้ำตื้น นอกจากนั้น มันไม่ใช่มายากล การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นเมื่อคลื่นผ่านจากการเปลี่ยนโซนเป็นโซนน้ำตื้น ดังนั้นความแตกต่างบางอย่างอาจเหมือนจริงบ้าง แม้จะมีโปรแกรมยูติลิตี้ช่วย สำหรับการอธิบายกระบวนการคลื่นน้ำตื้น

2.2 เขตคลื่นน้ำตื้น (Shoaling)

การเข้าสู่เขตน้ำตื้น เป็นกระบวนการที่คลื่นมีความสูงเพิ่มขึ้น ในขณะที่ความลึกของน้ำลดลง (คลื่นจะยกตัว) เป็นลักษณะเฉพาะพื้นฐานของคลื่นที่ต้องจำรูปแบบไว้ คือความจริงที่คือช่วงของคลื่นจะเป็นรูปแบบเดิมเสมอ คุณจะต้องจำมันไว้ กระบวนการเข้าสู่เขตน้ำตื้นไม่ซับซ้อน

2.2.1 เมื่อคลื่นเข้าสู่โซนเปลี่ยน  (Transition Zone)

เมื่อคลื่นเข้าสู่โซนเปลี่ยน คลื่นด้านล่างเริ่มที่จะลากบนพื้นทะเล ทำให้คลื่นชะลอตัวลง การลากตัวทำให้เกิดผลของคุณลักษณะ แรงเสียดทาน ระหว่าง คลื่น และพื้นทะเล แม้ว่าขบวนการที่เกิดขึ้นจริง มีความซับซ้อนมาก สิ่งสำคัญที่จะต้องจำคือ คลื่นชะลอตัวลง ขณะที่คลื่นมายังเขตน้ำตื้น แต่ช่วงคลื่นยังมีรูปแบบคงตัว และความเร็วคลื่น เป็นอัตราส่วนของ ความยาวคลื่น กับ ช่วงเวลา และลดความเร็วลง และมาพร้อมกับการลดลงของความยาวคลื่น

ในขณะที่พลังงานคลื่น ทวีความเข็มข้น วงแคบลงและเคลื่อนไหวรอบช้าลง พลังงานจลน์จะเปลี่ยนเป็นพลังงานศักย์ ความเร็วช้าลง แต่ความสูงเพิ่มขึ้น ดังนั้นเขตน้ำตื้น ทำให้ลดความยาวคลื่นและความเร็ว ขณะที่ความสูงของคลื่นเพิ่มขึ้น ขณะที่คลื่นยังคงเดินหน้าไปยังเขตน้ำตื้น กระบวนการนี้ยังคงดำเนินต่อไป จนกว่าคลื่นจะไม่มีเสถียรภาพ และในที่สุดก็หยุดลง

นี่คือตัวอย่างภาพของคลื่นเข้าเขตน้ำตื้น ให้สังเกตุ มองเห็นคลื่นน้อยมากที่เขตพื้นที่น้ำลึก จุดที่ใกล้กับฝั่ง คุณเริ่มที่จะเห็นเส้นของคลื่นกลายเป็นจุดที่โดดเด่นมากขึ้นในเขตน้ำตื้น ในที่สุดท้ายสุดก็หยุดลง การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้แสดงให้เห็นกระบวนการเขตคลื่นน้ำตื้น (Shoaling)

2.2 ขนาดคลื่นน้ำตื้น (Shoaling Magnitude)

ขนาดของคลื่นน้ำตื้นขึ้นอยู่กับคาบเวลาของคลื่น คาบเวลาที่ยาวจะมีผลกับคลื่น เมื่อเดินทางมาถึงเขตน้ำตื้น ผลของน้ำตื้นจะมีผลสำคัญกับ การทำนายความสูงของคลื่น เพราะในบางสถานะการณ์ คลื่นน้ำลึกสามารถเพิ่มความสูงได้ถึง 50 ถึง 200 เปอร์เซนต์

2.2.3 ความลึกของการหยุด (Depth of Breaking)

ทั้งผลกระทบของคลื่นน้ำตื้น และความลึกที่จะหยุด ขึ้นอยู่กับความลาดชันของชายหาด ถ้าคุณต้องการความแม่นยำมากขึ้น ในการประมาณการปัจจัยเหล่านี้ ควรใช้  2 ตาราง Nomograms ที่พัฒนาจากการศึกษาเชิงวิจัย

แกน Y เป็นเขตน้ำตื้น แกน X เป็นลำดับชั้นความลึกของน้ำ

เส้นโค้งในกราฟนี้เป็นตัวแทนของความสูงชันของ 4 หาดที่แตกต่าง ตั้งแต่หาดที่มีความสูงชันมาก ที่ 0.1 ความลาดชัน จนถึงหาดที่มีความชันน้อย 0.02 ความลาดชัน

การใช้กราฟ Noemogram ครั้งแรกให้หา ความสูงชันคลื่นน้ำลึก ซึ่งเป็นความสูงของคลื่นหารด้วยความยาวคลื่น ใส่ในโนโมแกรม และติดตามขึ้นไปตามแนวสำหรับคลื่นความสูงชันของคุณจนกว่าคุณจะตีหนึ่งของเส้นโค้งลาดชายหาด จากนั้นติดตามไปทางซ้ายในแนวนอนเพื่อหาปัจจัยคลื่นน้ำตื้น คูณด้วยปัจจัยนี้ โดยความสูงของคลื่นอย่างมีนัยสำคัญที่จะได้รับ เขตน้ำตื้น ก็จะได้ความสูง

ตัวอย่าง ถ้าคุณมีคลื่นน้ำลึก 10 ฟุต กับความสูงชันหาดที่ 0.02 และชายหาดของคุณมีความลาดเอียง 0.05 (1:20) ปัจจัยของคลื่นน้ำตื้น จะเท่ากับ 1.4

คุณปัจจัยน้ำตื้นที่ 1.4 โดยคลื่นน้ำลึกสูง 10 ฟุต ก่อให้เกิดผลการคาดการณ์ คลื่นหยุด สูง 14 ฟุต

กราฟโนโมแกรม ตาราง 2 ให้ความลึกของคลื่นหยุด สำหรับความสูงชันของ คลื่นน้ำตื้น และความลาดชันของหาด

เส้นโค้งในชาร์ตนี้เป็นตัวแทนของช่วงของความสูงชัน ชายหาดที่แตกต่างกัน หากต้องการใช้ nomogram  ครั้งแรกพบว่าความสูงชันคลื่นหยุดซึ่งเป็นความสูงคลื่นหยุดหารด้วยผลของค่าคงที่แรงโน้มถ่วงและตารางระยะเวลาคลื่น:

ใส่โนโมแกรมจากด้านล่างและติดตามขึ้นตามแนวความสูงชันสำหรับคลื่นหยุดของคุณจนกว่าคุณจะตีโค้งลาดชายหาดสอดคล้องกับชายหาดที่คุณสนใจ จากนั้นติดตามไปทางซ้ายไปตามแกนแนวนอนเพื่อหาค่าสัมประสิทธิ์ความลึกคลื่นหยุด คูณค่าสัมประสิทธิ์นี้โดยความสูงคาดว่าจะได้รับความลึกประมาณของการสลายไป

เขตน้ำตื้น เป็นสิ่งสำคัญมากที่จะต้องพิจารณาในการคาดการณ์คลื่นเพราะมันอย่างมีนัยสำคัญสามารถเพิ่มความสูงปัจจัยคลืนหยุดชะลอ เขตน้ำตื้นยังเป็นสิ่งสำคัญเพราะสามารถขยายต่อไปโดย ชายหาดใกล้ๆ อื่น ๆ และผลกระทบชายฝั่ง

2.2.4 แบบทดสอบ

เพื่อช่วยในการประมาณค่าเขตน้ำตื้นความสูงคลื่นหยุด เราได้พัฒนา เครื่องคำนวนคลื่นน้ำตื้น ซึ่งสามารถใช้ตอบคำถาม และทำแบบทดสอบหลายๆอย่างในโมดูลนี้ ในงานที่เกี่ยวกับอันตรายเขตไกล้ชายฝั่ง และในการทำนายคาดการณ์ โซนสำหรับกระดานโต้คลื่น (Surf Zone) 

ทุ่นน้ำลึกรายงานลูกคลื่น 15 วินาที จากทิศตะวันตกเฉียงเหนือ ที่มีความสูงอย่างมีนัยสำคัญ 10 ฟุต สิ่งที่ประมาณการที่คุณสามารถทำใด้ มีอะไรบ้าง

1.ให้ประมาณค่าความเร็วคลื่นน้ำลึก (ใช้หัวข้อ "Deep Water" แท็ปบนเครื่องคำนวน เลือกคำตอบที่ดีที่สุด)
a) 14 knots
b) 4-20 knots
c) 22.5 knots
d) 45 knots

2.ที่ความลึกเท่าใด ที่คลื่นเหล่านี้เข้าสู่โซนเปลี่ยน (Transition Zone) (เลือกคำตอบที่ดีที่สุด)
a) 10 feet
b) 10 fathoms
c) 96 fathoms
d) 176 meters

3.ที่ความลึกเท่าใด ที่คลื่นเหล่านี้เข้าสู่โซนน้ำตื้น (Shallow Water Zone)(เลือกคำตอบที่ดีที่สุด)
a) 10 feet
b) 10 fathoms
c) 96 fathoms
d) 176 meters

4.ความสูงคลื่นหยุดโดยประมาณของคลื่นเหล่านี้ เมื่อมาถึงเขตน้ำตื้น ที่ความลาดชัน 0.065 บนฝั่งตะวันตกของ Rocky Point ซึ่งเป็นความลาดชันที่สูงกว่าค่าเฉลี่ย (คำแนะนำ : ให้ใช้แท็ป Shoaling บนเครื่องคำนวนคลื่นน้ำตื้น และการอ้างอิงถึงชายฝั่ง Coast County State Park เพื่อดูรูปทรงระดับชั้นความลึกน้ำทะเล (ฺฺBathymetry) ไปทางด้านทิศตะวันตกของ Rocky Point)
a) 10-12 feet
b) 13-14 feet
c) 15-16 feet
d) 17-18 feet

5.สิ่งที่เป็นค่าความลึกของคลื่นหยุดนี้ บนชายหาดที่มีความลาดชันเฉลี่ย 1:20 (คำแนะนำ : ให้ใช้แท็ป Shoaling บนเครื่องคำนวนน้ำตื้น แล้วเปิด Breaking Depth Nomogram และใช้ breaker steepness ในการหาค่าสัมประสิทธิ์ breaking depth coefficient คูณด้วยค่าสัมประสิทธิ์ที่ประมาณการจาก shoaling breaker heights)
a) 14-17 feet
b) 18-21 feet
c) 22-25 feet

6.ให้คาดการณ์ทำนายคลื่น Swell ช่วงเวลาและความสูง ถัดจากนี้ไป 2 วัน

ที่เวลาใด คาดการณ์ว่าจะมีคลื่นหยุด ที่สูงและใหญ่ที่สุด ที่จะเกิดขึ้นที่ความชันหาด 1:10 (คำแนะนำ : ให้ใช้เครื่องคำนวนน้ำตื้นเปรียบเทียบค่าสูงของคลื่นหยุด สำหรับการคาดการณ์คลื่น Swell ที่เริ่ม)
a) 12-hr
b) 24-hr
c) 36-hr
d) 48-hr

คำเฉลย ...

1.)  ตอบ c) 22.5 knots. This is given on the Deep Water tab of the Shallow-Water Wave Calculator.
2.)  ตอบ c) 96 fathoms. This is equal to 576 feet, or one-half of the wavelength.
3.)  ตอบ b) 10 fathoms. This is equal to 60 feet, or one-twentieth of the wavelength.

4.)  ตอบ d) 17-18 feet. This is given on the Shoaling tab of the Shallow-Water Wave Calculator. Shoaling breaker heights for a 10-foot, 15-second wave range from 15 to 18 feet, with the higher breakers occuring on steeper beaches.

5)   ตอบ a) 14-17 feet. The shoaling breaker heights for average to steep beaches are 17-18 feet. The associated breaker steepnesses are 0.00235 to 0.00249. Looking these values up on the breaking depth nomogram obtains breaking depth factors ranging from about 0.78 to 0.94. When multiplied by the 17-18 foot shoaling breaker heights, these correspond to breaking depths of 14 to 17 feet.

6)  ตอบ b) 24-hr. As the following table shows, the greatest breaker heights could be expected to occur on steep beaches at least 12 hours before the highest swell packet arrives. This is because the shoaling effect is greater for longer-period waves, so an 8-foot, 16-second wave has a higher breaker than a 10-foot, 11-second wave.  

บทความที่เกี่ยวข้อง : เครื่องคำนวน คลื่นน้ำตื้น คลื่นชายฝั่ง
เอกสารอ้างอิง : University Corporation for Atmospheric Research :The comet