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