เรื่องของฟ้าผ่า และ ความปลอดภัยบนเรือ

เรื่องของฟ้าผ่า และ ความปลอดภัยบนเรือ

หากเราอยู่ในเรือช่วงฝนตกฟ้าคะนอง ทั้งคลื่นทั้งลม ทั้งฝนทั้งฟ้าผ่า คงทุลักทะเลน่าดู ช่วงเวลานั้นน่าจะเป็นช่วงที่ดูแย่ที่สุดเวลาอยู่บนเรือ

ถ้าดูจากแผนที่ค่าเฉลี่ยฟ้าผ่า ประเทศไทยเป็นประเทศที่มีฟ้าผ่ามากติดอันดับของโลกเหมือนกัน จากแผนที่ ส่วนที่เป็นสีเหลืองในแผนที่ คือส่วนที่มีฟ้าผ่ามาก ประเทศที่มีฟ้าผ่ามากที่สุดคือ ประเทศคองโก ทวีปแอฟริกา

ฟ้าผ่าเป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติที่เกิดขึ้นจากการปลดปล่อยประจุไฟฟ้าในอากาศ   เป็นการปลดปล่อยประจุออกจากเมฆฝนฟ้าคะนอง เกิดจาก เมฆคิวมูโลนิมบัส” (Cumulonimbus)

หากเพื่อนๆสนใจ เรื่องเกี่ยวกับเมฆ คลิก -> เรื่องของเมฆ สวรรค์บนชั้นฟ้า กับการพยากรณ์

ภายในก้อนเมฆมีการไหลเวียนของกระแสอากาศอย่างรวดเร็วและรุนแรง ทำให้หยดน้ำและก้อนน้ำแข็งในเมฆเสียดสีกันจนเกิดประจุไฟฟ้า โดยประจุบวกจะอยู่ด้านบนบริเวณยอดเมฆ ส่วนประจุลบจะอยู่บริเวณฐานเมฆ โดยประจุลบที่ฐานเมฆจะเหนี่ยวนำให้พื้นผิวโลกที่อยู่ใต้เงาเมฆมีประจุเป็นบวก

รูปแบบการเกิดฟ้าผ่า

ฟ้าจะผ่าบริเวณที่มีประจุต่างกัน ลักษณะของฟ้าผ่าจะมีดังนี้

1. ฟ้าผ่าภายในก้อนเมฆ จะเชื่อมประจุลบด้านล่าง และประจุบวกด้านบนเข้าด้วยกัน ฟ้าจะผ่าแบบนี้มากที่สุด
2. ฟ้าผ่าจากก้อนเมฆก้อนหนึ่งไปยังเมฆอีกก้อนหนึ่ง เช่น จากประจุลบในก้อนเมฆก้อนหนึ่งไปยังประจุบวกของเมฆอีกก้อนหนึ่ง
3. ฟ้าผ่าจากฐานเมฆลงสู่พื้น เป็นการปลดปล่อยประจุลบออกจากก้อนเมฆ เรียก ฟ้าผ่าแบบลบ (Negative lightning) ฟ้าผ่าแบบนี้จะผ่าบริเวณใต้เงาของเมฆฝนฟ้าคะนองเป็นหลัก เพราะพื้นที่ใต้ฐานเมฆถูกเหนี่ยวนำให้มีสภาพเป็นประจุบวก
4. ฟ้าผ่าจากยอดเมฆลงสู่พื้น เป็นการปลดปล่อยประจุบวกออกจากก้อนเมฆ เรียก ฟ้าผ่าแบบบวก (Positive lightning) ฟ้าผ่าแบบนี้จะผ่าไปได้ไกลจากก้อนเมฆได้ถึง 30 กิโลเมตร นั่นคือ ถึงแม้ท้องฟ้าเหนือศีรษะเราจะดูปลอดโปร่ง แต่เราก็อาจถูกฟ้าผ่าได้ ฟ้าผ่าจากประจุบวก มักเกิดช่วงท้ายๆ ของพายุฝนฟ้าคะนอง หรือหลังจากฝนเริ่มซาลงแล้ว แม้ว่าฟ้าผ่าแบบประจุบวกจะเกิดขึ้นไม่บ่อย (น้อยกว่า 5% ของฟ้าผ่าทั้งหมด) แต่ฟ้าผ่าแบบประจุบวกทรงพลังมากกว่าฟ้าผ่าแบบประจุลบถึง 10 เท่า คือ กระแสไฟฟ้าอาจสูงถึง 3 แสนแอมแปร์ และความต่างศักย์ 1 พันล้านโวลต์

ลำดับขั้นตอนเกิดฟ้าผ่า
แม้ว่าสายตาคนเราเห็นสายฟ้าเพียงแค่แว่บเดียวระดับเสี้ยววินาที แต่จากการศึกษาโดยใช้กล้องความเร็วสูงจับภาพ ประกอบกับความรู้ทางฟิสิกส์ทำให้ทราบว่า การเกิดฟ้าผ่า มีขั้นตอนค่อนข้างซับซ้อน โดยความต่างศักย์ระหว่างฐานเมฆกับพื้นดินจะต้องสูงกว่า 9,000 โวลต์ต่อเมตร จึงจะเอาชนะความต้านทานไฟฟ้าของอากาศได้

จากภาพช้าของฟ้าผ่านนี้ทำให้เราเข้าใจว่า ทำไมสายฟ้าจึงมักผ่า สิ่งที่มีลักษณะสูงและยอดแหลม ในบริเวณหนึ่ง เช่น ต้นไม้ไหญ่ ตึกสูง เสาไฟฟ้า กระโดงเรือ สายอากาศ หรือสายล่อฟ้าบนอาคาร

ในหลักการแล้วสายฟ้าจะฟาดลงมาได้ทุกจุด ไม่ว่าบนพื้นดิน ต้นไม้ หรือบนอาคารสิ่งปลูกสร้างต่างๆ กระแสแบบขั้นอาจผ่ามาที่หลังคาบ้านก็ได้ เพราะมีกระแสสตรีมเมอร์มาจ่อรออยู่แล้ว แต่จากสถิติแล้ววัตถุ หรือสิ่งต่างๆ ที่อยู่สูงกว่ามีโอกาศที่จะถูกฟ้าผ่ามากกว่า

กรณีฟ้าผ่าสิ่งใกล้เคียง อย่างเช่น กระโดงเสาเรือใบ หรือหลังคาเรือ สายฟ้าก็อาจทำให้เกิดเหตุการณ์ที่ทำให้ได้รับอันตราย ได้เนื่องจาก

• กรณีฟ้าผ่าลงกับสิ่งที่อยู่ใกล้ตัว กระแสไฟฟ้าอาจ "กระโดด" เข้าสู่ตัวทางด้านข้างได้ เรียกว่า ไซด์แฟลช (Side flash) หรือ ไฟฟ้าแลบจากด้านข้าง
• แม้ว่าจะอยู่ห่างออกมาพอสมควร แต่กระแสไฟฟ้าที่ไหลมาตามพื้น ก็ยังอาจมาทำอันตรายคุณได้ (ตัวเรืออลูมิเนียม จะนำไฟฟ้า จะเสียเปรียบในเรื่องนี้กว่าเรือประเภทอื่นๆ เพราะอลูมิเนียมเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี สายไฟฟ้าตามเสาไฟก็ใช้อลูมิเนียมเป็นตัวนำ) กระแสไฟแบบนี้เรียกว่า กระแสวิ่งตามพื้น (Ground current) หรือ สเต็ปโวลต์เตจ (Step voltage) กล่าวคือจะมีความต่างศักย์ระหว่างสองบริเวณ ที่กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน

ท่านั่งเพื่อลดอันตรายจากการถูกฟ้าผ่า และลดอันตรายจากกระแสไฟฟ้าของฟ้าผ่า

ลองนึกถึงเหตุการณ์จริง ในสภาวะฝนตกฟ้าคะนอง ฝนกระตก ตัวก็เปียก คลื่นก็จัด ฟ้าก็ดันมาผ่าเปรี้ยงลงตรงเรืออีก ในสภาวะคลื่นลม ไม่สามารถยื่นประคองตัวแบบขาชิดติดกันได้ ทำให้ต้องกางขาเพื่อการทรงตัวและจะต้องมีการจับส่วนหนึ่งส่วนใดของเรือ มือที่จับ ขาสองข้างที่กางห่างกัน ทั้ง 3 จุดนี้ทำให้เกิด Step voltage หรือ การได้รับแรงดันไฟฟ้าที่ไม่เท่ากัน เราจึงถูกไฟ 100 ล้านโวลต์ดูด หากไม่สามารถเลี่ยงได้ในสภาวะแบบนี้ให้ใช้ท่านั่งเก็บขาเก็บแขนปิดหู โดยให้ตัวเองสัมผัสพื้นที่จุดเดียวจะอันตรายน้อยที่สุด และอย่านอน การนอนจะทำให้จุดสัมผัสพื้นมีหลายจุด ทำให้ยิ่งมีความต่างศักย์ของแรงดันไฟยิ่งมาก ทำให้เกิด Step voltage มากขึ้น

ตัวเรือบอดี้เรือที่ต้านการนำไฟฟ้ามากที่สุด คือ เรือไฟเบอร์ -> เรือไม้ ->เรือเหล็ก ->เรืออลูมิเนียม
ส่วนบอดี้เรือที่นำไฟฟ้าดีที่สุด ก็ในทางกลับกันจากด้านบน



ในเว็ปไวต์ของ NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) ผู้เชี่ยวชาญด้านฟ้าผ่า John Jensenius ได้แสดงความคิดเห็นไว้ว่า "โทรศัพท์มือถือ โลหะชิ้นเล็กๆ เครื่องประดับ หรือ อื่นๆ ไม่ได้ล่อฟ้าผ่า ไม่มีอะไรล่อฟ้าผ่า สายฟ้ามีแนวโน้มที่จะผ่าวัตถุที่อยู่สูงกว่า คนที่ถูกฟ้าผ่าเนื่องจากพวกเขาอยู่ผิดที่ ผิดเวลา ... ผิดที่คือ อยู่นอกอาคาร ผิดเวลาคือ อยู่ในช่วงที่มีฝนฟ้าคะนองอยู่ใกล้ๆ"

กระแสไฟที่เกิดจากฟ้าผ่า ทำให้เกิดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแผ่ออกไปโดยรอบๆ หากมีโลหะอยู่ไกล้ๆ โลหะก็จะถูกกระแสเหนี่ยวนำ ทำให้โลหะร้อนขึ้น NOAA ยังให้คำแนะนำภายใต้หัวข้อความปลอดภัยว่า "ให้ละทิ้งสิ่งต่างๆ ที่มีโลหะเป็นส่วนประกอบให้ห่างตัวคุณออกไป เช่น ที่ตกปลา  ร่ม ไม้กอล์ฟ เครื่องมือต่างๆ ที่มีโลหะเป็นส่วนประกอบ กระเป๋าเป้สะพายหลัง หรือวัตถุที่เป็นโลหะใดๆ เพราะผิวหนังคุณจะไหม้หากสัมผัสกับส่วนที่เป็นโลหะ (เนื่องจากโลหะจะร้อนขึ้นเพราะกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำนั่นเอง)"

ตัวอย่างเหตุการณ์ฟ้าผ่าแกะในสหรัฐอเมริกา ในปี 1939 มีแกะถูกฟ้าผ่าตายพร้อมกัน 835 ตัว จากฟ้าผ่าเพียงครั้งเดียว ซึ่งเป็นไปได้มากว่า แกะเหล่านี้ถูกกระแสวิ่งมาตามพื้น (Ground current) ทำอันตรายตายพร้อมกัน ไม่ใช่ว่าสายฟ้าแยกเป็นหลายร้อยสายพุ่งเข้าสู่ตัวแกะแต่ละตัวอย่างใด

จากสถิติของ NOAA เก็บข้อมูล ปี 2006 ถึง 2013 กิจกรรมที่มีคนถูกฟ้าผ่าเสียชีวิต 3 อันดับแรกคือ คือ กิจกรรมตกปลา แค้มป์ปิ้ง และการเล่นเรือ ตามลำดับ

การทดสอบฟ้าผ่า โดย เจนเนอรัล อิเล็คทรอนิกส์

กรณีอยู่ในเรือ อาจใช้มาตรฐานเดียวกับอยู่ในรถ เคยมีการทดสอบโดยบริษัท เจนเนอรัล อิเล็คทรอนิกส์ โดยการทดสอบให้ฟ้าผ่ารถยนต์ จะสังเกตุกระแสไฟฟ้ากระโดดออกจากกระทะล้อลงสู่พื้นรถยนต์ เวลาอยู่ในเรือหรือรถ สิ่งที่ต้องทำคือ อย่าสัมผัสกับส่วนใดส่วนหนึ่งของเรือหรือรถที่เป็นโครงโลหะ กรณีเช่นนี้ถึงแม้ฟ้าจะผ่าเรือ หรือรถแต่กระแสไฟฟ้าจะไหลไปตามโครงเรือหรือรถออกไปที่น้ำทะเลหรือพื้นดิน

เรือที่ทรงเป็นเคบิน หรือมีหลังคาครอบจะมีความปลอดภัยจากฟ้าผ่ามากกว่า เรือที่ไม่มีเคบิน และอย่าอยู่ใต้หล้งคาพับ เพราะเวลาฟ้าผ่าที่โครงหลังคาพับ จะมีไฟกระโดดออกจากด้านข้าง (Side flash) จากโคลงหลังคาพับ แบบไฟแลบ จากโครงหลังคา

ตัวเรือที่เป็นไฟเบอร์ และไม้ จะปลอดภัยกว่าตัวเรือที่เป็นเหล็ก กับอลูมิเนียม เนื่องจากลำตัวเรือไม่เป็นตัวนำไฟฟ้า (การแก้ไขของตัวเรือที่นำไฟฟ้าได้คือ กาบเรือด้านในกับพื้นเรือควรใช้วัสดุที่ไม่นำไฟฟ้า เพื่อลดผลของ Ground Current)

 

ตัวอย่างฟ้าผ่าเรือ และผลของการถูกฟ้าผ่า

สิ่งบอกเหตุว่าจะถูกฟ้าผ่า

• หากมีเมฆฝนฟ้าคะนองอยู่เหนือศีรษะ คุณจะมีสิทธิ์ถูกฟ้าผ่าแบบลบได้ หากคุณรู้สึกว่าเส้นขนบนผิวหนังลุกขึ้น หรือถึงขนาดเส้นผมบนศีรษะลุกตั้งขึ้น ก็แสดงว่าคุณกำลังเสี่ยงต่อการถูกฟ้าผ่า เนื่องจากเส้นขนหรือเส้นผมของคุณกำลังถูกเหนี่ยวนำอย่างรุนแรง

ภาพนี้มาจากเหตุการณ์จริง หลังจากผู้หญิงคนนี้เดินจากไปจากจุดนี้ 5 นาที ได้มีสายฟ้าผ่ามายังจุดนี้ที่เธอยืน มีผลทำให้มีคนเสียชีวิต 1 คน พิการ 1 คน และได้รับบาดเจ็บอีก 6 คน

• หากท้องฟ้าบนศีรษะคุณไม่มีเมฆฝนฟ้าคะนอง แต่ไกลออกไปราว 30 กิโลเมตร มีพายุฝนฟ้าคะนอง คุณก็ยังเสี่ยงโดนฟ้าผ่าแบบบวก (โอกาสโดนฟ้าผ่าจะน้อย แต่จากสถิติก็มีคนและสัตว์ถูกฟ้าผ่าแบบนี้ไม่น้อย)

หลักการสังเกตุเรื่องฟ้าผ่า

• ใช้กฏ 30/30

1.  เลข 30 ตัวแรกมีหน่วยเป็น วินาที หมายถึงว่า หากเห็นฟ้าแลบ แล้วได้ยินเสียงฟ้าร้องตามมาภายในเวลาไม่เกิน 30 วินาที ก็แสดงว่า เมฆฝนฟ้าคะนองอยู่ใกล้มากเพียงพอที่ฟ้าผ่าจะทำอันตรายคุณได้ ให้หาที่หลบที่ปลอดภัย (ตัวเลขนี้มาจากการที่เสียงเดินทางด้วยความเร็วประมาณ 346 เมตร ต่อวินาที ที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส ดังนั้น ระยะเวลาต่ำกว่า 30 วินาที จึงหมายถึงว่า เมฆฝนฟ้าคะนองอยู่ห่างไปไม่ถึง 10.5 กิโลเมตร ซึ่งเป็นระยะที่ฟ้าผ่าแบบบวกทำอันตรายได้
2. ตัวเลข 30 ตัวหลังมีหน่วยเป็น นาที หมายถึงว่า หลังจากพายุฝนฟ้าคะนองหยุดลงแล้ว (ฝนหยุดและไม่มีเสียงฟ้าร้อง) คุณควรหลบอีกอย่างน้อย 30 นาที เพื่อให้มั่นใจว่า เมฆฝนฟ้าคะนองได้ผ่านไป หรือสลายตัวไปแล้ว โปรดจำไว้ ฟ้าผ่าแบบบวกมักจะเกิดในช่วงท้ายของพายุฝนฟ้าคะนอง

• การวัดระยะห่างจากฟ้าผ่า โดยการนับ 1-2-3 (วินาที) ถ้าได้ยินฟ้าร้องหลังจากฟ้าแลบ 3 วินาทีพอดี แสดงว่าฟ้าผ่าอยู่ห่างจากตัวเรา 1 กิโลเมตร ถ้าได้ยินฟ้าร้องหลังจากฟ้าแลบ 6 วินาที แสดงว่าฟ้าผ่าอยู่ห่างจากตัวเรา 2 กิโลเมตร

ผลกระทบของฟ้าผ่าต่อชีวิต

          ข้อมูลจาก ผู้ถูกฟ้าผ่าประมาณ 1/3 หรือร้อยละ 30 เสียชีวิตในที่เกิดเหตุส่วนที่รอดจะมีความพิการถาวร จากการถูกทำลายระบบประสาท เช่น อัมพาต ตาบอด หูหนวก เป็นต้น

         ไฟฟ้าจากฟ้าผ่า มีแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 100 ล้านโวลต์มีกระแสไฟฟ้าประมาณ 25-250 กิโลแอมแปร์ (KA) มีอุณหภูมิประมาณ 15,000 องศาเซลเซียส มีความเร็วประมาณ 1/10 ของความเร็วแสง   สามารถวิ่งผ่านร่างกายด้วยเวลาเพียง 1/10,000-1/1,000 วินาที จึงส่งผลต่อการเต้นของหัวใจและการทำงานของระบบประสาท ทำให้หัวใจหยุดเต้น และระบบหายใจหยุดทำงาน

สิ่งที่ต้องทำคือ การผายปอดและปั้มหัวใจ ด้วยการ CPR (การช่วยชีวิตแบบนี้จะใช้วิธีเหมือนกับการช่วยคนตกน้ำ เนื่องจากคนเจ็บจะไม่สามารถหายใจ และหัวใจหยุดเต้น)

หากเพื่อนๆ ท่านใดสนใจ วิธีการช่วยชีวิตแบบ CPR ศึกษาเพิ่มเติม คลิก-> การช่วยชีวิตด้วยการ CPR


ระบบความปลอดภัยจากฟ้าผ่าสำหรับเรือ

ถ้าเรือใหญ่อาจทำได้ง่ายกว่าเรือเล็ก เพราะเรือเล็กๆ ส่วนใหญ่จะไม่มีเคบิน โดยจะใช้วิธีทำสายล่อฟ้า แบบตึกหรือที่พักอาศัยนั่นเอง นั่นหมายความว่า ฟ้าก็ยังคงผ่าเรือ แต่จะใช้วิธีส่งต่อกระแสไฟฟ้า ออกไปหาจุดที่เป็น Ground current อย่างสมบูรณ์ โดยจุดที่เป็น Rod ที่ใช้ล่อฟ้าจะครอบคลุมมุมด้านล่างประมาณ 60 องศาในแนวดิ่ง

อย่างเรือใบจะมีการต่อสายไฟจากเสากระโดง ที่เป็นจุดเสี่ยงที่ฟ้าจะผ่า มาลงจุด Ground ที่สัมผัสน้ำ

ในเรือที่มีเคบิน จะป้องกันฟ้าผ่าได้สมบูรณ์ และมีความปลอดภัยกว่า แบบเรือเรือทรง Center control

การต่อ Ground ให้กับเสาเรือใบ

ข้อมูลอ้างอิง

• NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration)
• อ.บัญชา ธนบุญสมบัติ
• วิชาการดอดคอม

เรืออยากวิ่งบนถนน และรถอยากแล่นบนน้ำ

เรืออยากวิ่งบนถนน และรถอยากแล่นบนน้ำ


เมื่อเรืออยากวิ่งบนถนน ไอเดียนี้ขับไปไหนรับรองมีแต่คนมอง แล้วเห็นรอยยิ้ม ถ้าไม่รักเรือจริง คงไม่ลงทุนทำแบบนี้

แล้วก็รถอยากแล่นบนน้ำ เจ้านี้เค้าคุยว่าเป็นรถแบบ Amphibious vehicle ที่วิ่งเร็วที่สุด ลักษณะเด่นคือ ระบบขับเคลื่อนทั้งบนบกและบนน้ำ ไปไหนมีเฮ

   

D.I.Y. SUNMOON TIDE TABLE 2016

D.I.Y ทดลองทำ ตารางน้ำพระอาทิตย์ พระจันทร์ และตารางน้ำชาวเล

หลังจากดูตารางน้ำ หรือมาตราน้ำมาหลายปี กับการสังเกตุเรื่องน้ำขึ้นน้ำลง ก็พอเริ่มจะมองออกว่า ในตัวเลขที่บอกระดับความสูงของน้ำนั้น มีตัวเลขอีกจำนวนมากซ่อนอยู่


"พระอาทิตย์ และพระจันทร์ คือ สิ่งที่กำหนดทุกสิ่ง และกำหนดทุกกิจกรรมของสิ่งมีชีวิตบนโลก"


การขึ้นและตก ของพระอาทิตย์หรือพระจันทร์จึงมีความหมาย และมีผลต่อสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ไม่เว้นแม้แต่มนุษย์ ตัวอย่างเช่น เวลาพระอาทิตย์ขึ้นเราจะตื่น เราจะกิน เราจะดืม หรือเราทำงาน ตามจังหวะของเวลาและส่วนใหญ่จะทำกิจกรรมซ้ำๆ ในเวลาเดิมๆ ในสัตว์ก็เช่นกัน เพราะเวลาที่เรากำหนดตามเข็มนาฬิกา มันเกิดจากการโคจรของพระอาทิตย์กับพระจันทร์ มันจึงสัมพันธ์กันจนเป็นเนื้อเดียวกัน

หากเรามองตัวเองที่อยู่บนโลก สมมุติว่ายืนอยู่บนดวงจันทร์ มองกลับมาหาตัวเองที่อยู่บนโลก เราจะเห็นตัวเราเล็กยิ่งกว่า เศษเสี้ยวผงละอองธุลี เสียอีก จนมองไม่เห็นไปเลย  พลังแรงดึงดูดของดวงจันทร์สามารถยกน้ำทั้งมหาสมุทรให้สูงขึ้นได้ มีเครื่องจักรใดๆ ในโลกทำได้บ้าง และจะต้องใช้พลังงานขนาดไหนถึงทำได้แบบนั้น

ถ้าเราแบ่งสิ่งมีชีวิตเป็น 2 พวกใหญ่ๆ ได้แก่

• สิ่งมีชีวิตที่อยู่บนบก สิ่งมีชีวิตเหล่านี้จะตอบสนองต่อแสง การโคจรและการหมุนของโลกทำให้แสงอาทิตย์เปลี่ยนแปลง ทำให้เกิดกิจกรรมต่างๆ
• สิ่งมีชีวิตที่อยู่ในน้ำ สิ่งมีชีวิตเหล่านี้จะตอบสนองต่อผลกระทบของดวงจันทร์ต่อระดับน้ำ และการโคจรของพระจันทร์ ทำให้ให้เกิดกิจกรรมต่างๆ

ฉะนั้นตารางน้ำนี้จึงเกี่ยวพันธ์กับสิ่งมีชีวิตต่างๆ ในแนวเพื่อชีวิต เหมาะสำหรับคนที่มีชีวิตชิดทะเล ที่อยู่ติดกับแนวชายฝั่งประเทศไทยที่ยาวทั้งหมดประมาณ 1500 ไมล์ ส่วนตารางน้ำรายชั่วโมงเพื่อการเดินเรือ ก็มีของกรมอุทกศาสตร์กองทัพเรือทำไว้แล้ว

สิ่งที่ควรรู้เพื่อทำความเข้าใจ เกี่ยวกับการใช้ตารางน้ำเพื่อชีวิต

1. สิ่งที่ทำให้เกิดน้ำขึ้นน้ำลง อ่านเพิ่มเติม
2. เวลา เกิดจากพระอาทิตย์ พระจันทร์ อ่านเพิ่มเติม
3. ดิถีดวงจันทร์ อ่านเพิ่มเติม
4. ผลของพระจันทร์ขึ้น พระจันทร์ลง อ่านเพิ่มเติม
5. เรื่องเกี่ยวกับฮาร์โมนิค อ่านเพิ่มเติม
6. ตารางน้ำเพื่อชีวิต ค่าระดับน้ำอาจไม่เท่ากับตารางน้ำรายชั่วโมง ของกรมอุทกศาสตร์ แต่จะมีค่าที่สอดคล้องกัน แต่สิ่งสำคัญกว่าคือ แสดงค่าตัวเลขที่ซ่อนอยู่ ที่ทำให้เราสามารถคาดการณ์ระดับน้ำเองได้ และเข้าใจในธรรมชาติ และการอยู่กับธรรมชาติ จะดีแค่ไหนถ้าเราชี้ตำแหน่งดวงจันทร์ กับพระอาทิตย์รายชั่วโมง ผู้ที่เป็นปัจจัยหลักในการกำหนดทุกสิ่ง และระบุพิกัดวัตถุบนท้องฟ้าได้อย่างถูกต้อง

การคาดการณ์ระดับน้ำ คือการพยากรณ์ระดับน้ำล่วงหน้า ด้วยวิธีการวิเคราะห์แบบคลื่นฮาร์โมนิค ฉะนั้นการคาดการณ์ระด้บน้ำ กับการวัดระดับน้ำจริงๆ อาจไม่เท่ากัน เท่ากัน หรือใกล้เคียง ดังตัวอย่าง

กราฟเส้นสีน้ำเงิน คือการทำนายล่วงหน้า 1 ปี ส่วนกราฟเส้นสีแดง คือการวัด ณ ในเวลาจริงจะเห็นว่าระดับน้ำมีอาจมีค่าต่างจากระดับน้ำที่ทำนายล่วงหน้า ซึ่งอาจผิดไปบ้าง 30-50 cm เนื่องจากปัจจัยการเปลี่ยนแปลงภายนอกหลายๆ อย่าง แต่ระดับน้ำที่ได้จาการทำนายล่วงหน้าก็ยังสามารถใช้ได้ผล เนื่องจาก

• เวลาใช้งานจริง เราจะใช้ความสัมพันธ์ของระดับน้ำที่เพิ่มขึ้น หรือลดลงเป็นหลักอย่างเดียว ตัวอย่างเช่น สมมุติ ระดับน้ำจากการทำนายเวลาเที่ยงเป็น 2 เมตร อีกชั่วโมงถัดไปจะเป็น 2.2 เมตร แต่หากทำการวัดจริงระดับน้ำอาจเป็น 2.3 เมตร (แต่เรายังเข้าใจว่าเป็น 2 เมตร ให้นึกว่าค่าจากตารางเป็นตัวเลขสมมุติ แต่ระดับน้ำจริงๆ 2.3 แต่ชั่วโมงถัดไป ก็เป็น 2.5 เมตร น้ำเพิ่มสูงขึ้นจาการทำนายกับการวัดจริงมันเท่ากันคือ 0.2 เมตร มันจึงใช้ได้ผลเพราะเรายังเข้าใจว่าระดับน้ำสมมุติ 2 เมตร ก็ระดับน้ำ มันก็เพิ่มขึ้นจริงๆ 0.2 เมตร) ถ้าสังเกตุลักษณะรูปกราฟ ตารางน้ำจากการทำนายกับการวัดระดับน้ำจริงจะมีรูปทรงคล้ายๆ กันระดับน้ำจึงเพิ่มหรือลดคล้ายๆกัน จึงเป็นเหตุผลที่ระดับน้ำจากการคาดการณ์ล่วงหน้า มันใช้ได้ผล

ตารางน้ำรายชั่่วโมงจะอยู่ในรูปแบบตารางตัวอย่างเช่น

การมองตัวเลขแบบนี้อาจเข้าใจลำบาก เขียนใหม่พล๊อตเป็นกราฟรายวัน จะเป็นดังรูป

กราฟวันที่ 03/09/2558

กราฟวันที่ 04/09/2558

กราฟวันที่ 05/09/2558

จะสังเกตุว่ากราฟแต่ละวันจะมีลักษณะคล้ายๆกัน แต่จะเปลี่ยนไปทีละหน่อยๆ โดยมีการเปลี่ยนที่ดิถีหรือเฟส กับแอมพลิจูดหรือความสูงของคลื่น

กราฟวันที่ 03-05/09/2558

เมื่อนำกราฟทุกวันมาพล๊อตพร้อมกันก็จะเห็นว่า ระดับน้ำสูงสุดต่ำสุดจะมึผลคือ มีการเลื่อนเฟสหรือดิถี เวลาจะเลื่อนไปประมาณ 50 นาที อันนี้เป็นผลมาจากการโคจรที่ไม่เท่ากันของดวงจันทร์กับการหมุนของโลก แต่รูปทรงจะคล้ายๆ เดิมแต่จะเปลี่ยนไปที่ละน้อยๆ อันเนื่องจากผลของดิถีดวงจันทร์

• ระด้บน้ำขึ้นลงจะแปรผันโดยตรงกับการโคจรของพระจันทร์มากที่สุด และพระอาทิตย์รองลงมา
•  ระดับน้ำขึ้นน้ำลงจะเกี่ยวกับลักษณะพื้นที่ ในบางพื้นที่น้ำจะยกตัวเพิ่มขึ้นหรือลดลงมากกว่าปกติ ขึ้นอยู่กับลักษณะชายหาด และพื้นท้องทะเล จึงมีการคิดค้นระบบการทำนายคาดการณ์น้ำขึ้นน้ำลงแบบฮาร์โมนิค ซึ่งจะมีการนำปัจจัยทุกปัจจัยที่จะมีผลกระทบมาคิดเพื่อการคาดการณ์ระดับน้ำให้ใกล้เคียงความเป็นจริงมากที่สุด

จะเห็นว่ากราฟน้ำขึ้นน้ำลง ก็คือกราฟที่เป็นอนุกรมเวลา โดยมีค่าฮาร์โมนิคเป็นตัวแปรที่เป็นส่วนประกอบทำให้กราฟขึ้นลง การที่จะรู้ตำแหน่งของระดับน้ำก็คือการคำนวนจุดใดบนกราฟ ตามเวลา หากมีค่าฮาร์โมนิคที่สอดคล้องกับความเป็นจริง ก็จะสามารถคำนวนตารางน้ำเดินหน้า หรือคำนวนตางรางน้ำถอยหลังไปยังเวลาที่ต้องการใด้อย่างถูกต้องใกล้เคียง เพราะมันคือความสัมพันธ์อย่างต่อเนื่อง

จึงมาทดลองทำเป็นตารางน้ำเพื่อชีวิต โดยอาศัยข้อมูลพื้นฐานจาก เลขท้าย 2 ตัว (ตารางน้ำรายชั่วโมง) ที่ออกโดยกรมอุทกศาสตร์วันละ 24 ค่า (มาจาก 24 ชั่วโมง 1 ชั่วโมงจะมีค่าระดับน้ำ 1 ชุด) และเลขท้าย 3 ตัว ออกวันนึงประมาณ 2-4 ค่า (ตารางน้ำสูงสุด-ต่ำสุด)

ค่า Harmonic ที่ซ่อนอยู่ในตารางน้ำ

ค่าฮาร์โมนิคที่อยู่ในตารางน้ำ ก็คือ ค่าตัวแปรต่างๆ ที่มีผลกระทบต่อระดับน้ำ ในหนึ่งตารางน้ำก็ไม่ได้ใช้ค่าตัวแปรเหล่านี้ครบทั้งหมด ค่าเหล่านี้ในแต่ละสถานที่ จะไม่เหมือนกันตามพิกัดละติจูด ลองจิจูด และสภาพภูมิศาสตร์แวดล้อม ณ จุดนั้นๆ

ขั้นตอนการทำ TIDE TABLE

การทำ Tide Table จะมีกระบวนการประมาณ 5 ขั้นตอนดังรูป
เริ่มจาก เก็บค่าตรวจวัดจากเครื่องมือวัด (Tide gauge data logger)-->คัดกรองข้อมูล-->แปลงค่าเป็น hamonic->คำนวนค่า hamonic เพื่อคาดการณ์->รวบรวมข้อมูลดิบ ทำเป็น ตารางน้ำรายชั่วโมง หรือตารางน้ำที่เป็นกราฟ

การใช้ฮาร์โมนิคคาดการณ์ระดับน้ำ

• ใช้ 4 harmonic คาดการณ์ล่วงหน้าได้ 15 วัน
• ใช้ 7 harmonic คาดการณ์ล่วงหน้าได้ 30 วัน
• ใช้ 54 harmonic คาดการณ์ล่วงหน้าได้ 6 เดือน
• ใช้ 62 harmonic คาดการณ์ล่วงหน้าได้ 1 ปี
• ใช้ 102 harmonic คาดการณ์ล่วงหน้าได้มากกว่า 1 ปี
• ใช้ 114 harmonic คาดการณ์ล่วงหน้าได้ 4.5 ปี

ที่พูดมาทั้งหมดข้างบนต้องมีเครื่องมือเพียบ รวมทั้ง Software สำหรับวิเคราะห์ข้อมูล เหอๆไม่มีอะไรสักอย่าง แฮ่ะๆๆ มีคอมพิวเตอร์เก่าๆ 1 เครื่องก็พอ (ต้องเก่าๆด้วย ไม่งั้นไม่เก๋า)

ข้อมูลที่คำนวนออกมาเป็นตารางน้ำเพื่อชีวิต มีเพียงข้อมูลระดับความสูงของน้ำเท่านั้นที่ต้องนำมาประมวลผลในแบบ Tide Calculator ส่วนอันอื่่นเช่นค่า Azimuth , Moon age, Sun-moon rise/down หรือทุกๆค่าคำนวนแล้วดึงมาใช้ได้เลย ไม่ต้องมาปรับแต่งหรือประมวลซ้ำอีก จริงๆแล้วเราต้องการข้อมูลอย่างอื่นมากกว่าระดับน้ำ เพราะข้อมูลระดับน้ำ มันมีเยอะแล้วบนอินเตอร์เน็ต

เนื่องจากไม่มีอะไรเป็นตัวช่วยเลย แนวคิดที่ใช้ทำให้สำเร็จ ก็คือ ใช้แนวคิดใช้หลักวิศวกรรมย้อนกลับ การทำ Tide Table ใช้ขั้นตอนจาก 1 ไป 5 เราก็ทำกลับกันคือทำถอยหลัง จากขั้นตอนที่ 5 ไป 4

• ขั้นตอนที่ 5 คือเรามีข้อมูล Tide Table ของกรมอุทกศาสตร์ มันก็คือขั้นตอนที่ 5 เอาข้อมูลตัวนี้เป็นตัวตั้ง
• แล้วถอยกลับ ให้เป็น Harmonic อย่างง่ายๆ (การทำ Harmonic ไม่ได้ง่ายมาก เพราะค่าตัวเลขปัจจุบันมันคือค่าตัวเลขในอนาคต แต่ก็ไม่ยากจนถึงขั้นจะทำไม่ได้เลย) แล้วค่อยนำไปคำนวนใหม่ในขั้นที่ 4 เพื่อ Re Harmonic Calculator
• แล้วก็รวบรวมข้อมูลดิบใหม่ทำเป็นตารางอีกครั้ง มันก็จะได้ตารางน้ำเพื่อชีวิต งงมั้ย ...

เอาเป็นว่าพอทำเสร็จ ก็ออกมาเป็นหน้าตาแบบข้างล่างนี้

ตารางน้ำเพื่อชีวิต ทดลองจัดทำเป็น 2 แบบคือ

ตารางน้ำพระอาทิตย์ พระจันทร์ 2016

• ค่า Azimuth ของพระอาทิตย์
• ค่า Azimuth ของพระจันทร์
• อายุของดวงจันทร์
• ความสว่างของดวงจันทร์ illumination ของพระจันทร์
• ความสูงระดับน้ำ

การบอกมุมแบบอะซิมุท (Azimuth) คือ การบอกตำแหน่งวัตถุบนท้องฟ้าในแนวราบ หรือ ถ้าจะอธิบายให้เห็นภาพ แทบทุกบ้านจะมีจานดาวเทียม มองจากหลังจานดาวเทียม ตำแหน่งดาวเทียมจะอยู่ตำแหน่งคงที่ตลอดเวลา มุมเงยจึงมีค่ามุมคงที่ ส่วนมุมกวาดซ้าย-ขวา คือมุมของอะซิมุท การหามุมกวาดคือการหามุมอะซิมุทนั่นเอง

อายุดวงจันทร์ (Moon Age) คือ การนับจำนวนวันที่เกิดข้างขึ้นข้างแรม การนับอายุสามารถเทียบให้เห็นความสว่างของดวงจันทร์ ตั้งแต่จันทร์ดับ->ข้างขึ้น->จันทร์เพ็ญ->ข้างแรม แล้ววนมาจันทร์ดับอีกครั้ง

อายุดวงจันทร์

การแบ่งเวลา จะใช้การแบ่งเวลาตามรูปแบบนาฬิกา คือ ทุก 3 ชั่วโมง (แบ่ง 4 ตามหน้าปัดนาฬิกา เอาแนวคิดมาจากชาวบาบิโลน) โดยมีช่วงเวลาดังนี้

การใช้สีในการแบ่งเวลา สีสว่าง แทนกลางวัน สีมึด แทนกลางคืน

• ช่วงตี 1 ถึงตี 3 (01:00AM-03:00AM) สีเทาเข้ม (มึดตื๋อ)
• ช่วงตี 3 ถึง 6 โมงเช้า (03:00AM-0600AM) สีเทา (เริ่มมีแสงสว่างบ้าง)
• ช่วง 6 โมงเช้า ถึง 9 โมงเช้า (06:00AM-09:00AM) สีเหลือง (แดดอ่อน ตอนเช้า)
• ช่วง 9 โมงเช้า ถึงเที่ยงวัน (09:00AM-12:00AM) สีเหลืองเข้ม (แดดเริ่มแรง)
• ช่วงเที่ยงวัน ถึงบ่าย 3 โมง (01:00PM-03:00PM) สีแสด (แดดจัด)
• ช่วงบ่าย 3 ถึง 6 โมงเย็น (03:00PM-06:00PM) สีส้ม (แดดอ่อน ตอนเย็น)
• ช่วง 6 โมงเย็น ถึง 3 ทุ่ม (06:00PM-09:00PM) สีม่วงอ่อน (เริ่มมึด)
• ช่วง 3 ทุ่ม ถึง เที่ยงคืน (09:00PM-12:00PM) สีม่วงเข้ม (มึดสลัว)

ตารางน้ำ ชาวเล 2016

• ระดับน้ำรายชั่วโมง
• พระจันทร์ขึ้น พระจันทร์ลง
• พระอาทิตย์ขึ้น พระอาทิตย์ลง

มาถึงตรงนี้หลายคนอาจจะสงสัย แล้วจะรู้ได้ไงว่าค่าระดับน้ำถูกต้อง เพราะมันเป็นอนาคต เนื่องจากตารางน้ำปี 2016 กรมอุทกศาสตร์ยังไม่ออก ตอบตรงๆ ผมเองก็ไม่รู้เหมือนกัน คงต้องรอไปอีก 3-4 เดือนเพราะไม่รู้จะตรวจสอบกับใครได้ แต่ใช้วิธีก็ทำย้อนหลังไปเดือนธันวาคม 2558 เพื่อไว้เช็คอัตราการเพิ่มขึ้น เท่าเดิม หรือลดลงของระดับน้ำ เวลาพล๊อตกราฟมันต้องไปในทิศทางเดียวกัน

ตัวอย่าง ตารางน้ำอ่าวสัตหีบ 12 2558

Life Tide Table 12 2558

กินอยู่อย่าง ต่ำ  มุ่งกระทำอย่าง สูง
เป็นอยู่อย่าง ง่าย  มุ่งทำสิ่ง ยาก
ใช้ชีวิตใกล้ชิด ธรรมชาติ มากที่สุด

พุทธทาสภิกขุ

เปรียบเทียบความถูกต้อง ผลการคำนวนระดับน้ำชาวเล ล่วงหน้าเทียบกับ ตารางน้ำของกรมอุทกศาสตร์กองทัพเรือ

อ่าวสัตหีบ กรมอุทกศาสตร์ กองทัพเรือ มกราคม 2559

อ่าวสัตหีบ ตารางน้ำชาวเล มกราคม 2559

เกาะสีชัง กรมอุทกศาสตร์ กองทัพเรือ มกราคม 2559

เกาะสีชัง ตารางน้ำชาวเล มกราคม 2559

สันดอนเจ้าพระยา กรมอุทกศาสตร์ กองทัพเรือ มกราคม 2559

สันดอนเจ้าพระยา ตารางน้ำชาวเล มกราคม 2559

บทสรุป

• ด้วยวิธีดังกล่าวข้างต้น ทำให้เราสามารถคำนวนตารางน้ำ รายชั่วโมงได้แทบใกล้เคียงกับการคำนวนระดับน้ำล่วงหน้าของกรมอุทกศาสตร์ กองทัพเรือ หากนำตัวเลขมาพล๊อตกราฟ จะเห็นกราฟขึ้นและลง วิ่งไปทิศทางเดียวกันและสอดคล้องกัน
• สำหรับมารีน่า ท่าเรือ หรือรีสอร์ทใหญ่ๆต่างๆ สามารถทำตารางน้ำรายชั่วโมงของตนเองได้ โดยทำการบันทึกข้อมูลระดับน้ำเบื้องต้นสัก 2-3 เดือน แล้วนำมาคำนวนเทียบกับค่าเฉลี่ยของจุดตรวจวัดระดับใกล้เคียงของกรมอุทกศาสตร์ แล้วนำมาสั่งคำนวนใหม่ เราก็จะได้ระดับน้ำรายชั่วโมงของมารีน่า หรือท่าเรือนั้นๆ ได้
• การคำนวนระดับน้ำใช้หลักการคำนวนพื้นฐานมาจากดิถีดวงจันทร์ และดิถีพระอาทิตย์ โดยใช้เพียงคอมพิวเตอร์ 1 เครื่อง ส่วนค่าสถิติได้มาจากฐานข้อมูล ระดับรายชั่วโมง กับ ระดับน้ำสูงสุด-ต่ำสุด หากเข้าใจหลักการก็จะทำได้ เพราะมันคือ ความสัมพันธ์แบบต่อเนื่อง
• หากเกิดภัยพิบัติรายแรง หรือเหตุการณ์ภัยร้ายแรงแบบไม่คาดฝันในอนาคต เช่น การสงคราม การก่อการร้าย  ฯลฯ ทำให้ไม่สามารถมีตารางน้ำในอนาคต เราก็จะสามารถคำนวนระดับน้ำได้ด้วยตนเอง

หมายเหตุ

-บทความนี้ถูกบันทึกเป็นสถิติโดย Google ปี 2015

-ตารางน้ำ กรมอุทกศาสตร์ กองทัพเรือ ประเทศไทย ยกมาเป็นตัวอย่าง ใช้เพื่อเป็นแนวทางในการศึกษาเท่านั้น

บทความที่เกี่ยวข้อง : ตารางน้ำชาวเล รายชั่วโมง