ระดับน้ำสูงขึ้นโดยพายุ

ผลกระทบของระดับน้ำสูงขึ้นโดยพายุ
ระดับน้ำสูงขึ้นโดยพายุ หรือ น้ำขึ้นจากพายุ  หรือนิยมเรียกว่า คลื่นพายุซัดฝั่ง (storm surge หรือ tidal surge) คือคลื่นที่เกิดจากการยกตัวขึ้นของน้ำทะเลนอกชายฝั่งด้วยอิทธิพลของความกดอากาศต่ำและอิทธิพลของพายุหมุนเขตร้อน ระดับน้ำสูงขึ้นโดยพายุขั้นตอนแรกเกิดจากลมความเร็วสูงที่พัดผลักดันผิวมหาสมุทร ลมจะทำให้น้ำยกตัวสูงขึ้นจากระดับน้ำทะเลปกติ ขั้นตอนที่สองคือความกดอากาศต่ำที่ศูนย์กลางพายุ (ตาพายุ) มีผลเพิ่มยกระดับน้ำขึ้นอีกเล็กน้อย และอีกสาเหตุคือชั้นความลึก (bathymetry) ของน้ำทะเล ผลกระทบรวมจากปรากฏการณ์ความกดอากาศต่ำร่วมกับการพัดของลมพายุเหนือทะเลน้ำตื้นนี้เองที่เป็นต้นเหตุของอุทกภัยจากระดับน้ำสูงขึ้นโดยพายุ คำว่า "storm surge" ในภาษาอังกฤษยังมีคำอื่น ๆ ที่ใช้แบบไม่เป็นทางการ (ไม่ใช่ศัพท์ทางวิทยาศาสตร์) คือ "storm tide" (น้ำขึ้นหนุนจากพายุ) นั่นเพราะมันเกี่ยวโยงกับการยกขึ้นของน้ำทะเลจากพายุ, ภาวะน้ำขึ้นหนุน (plus tide), คลื่นเคลื่อนยกตัว (wave run-up), และการท่วมหลากของน้ำจืด เมื่อเอ่ยถึงอ้างอิงความสูงของระดับน้ำสูงขึ้นโดยพายุ สิ่งสำคัญคือความชัดเจนของจุดอ้างอิง จากรายงานพายุหมุนเขตร้อนของศูนย์พายุหมุนแห่งชาติ (National Hurricane Center, NHC) รายงานอ้างอิงระดับน้ำสูงขึ้นโดยพายุจากความสูงของระดับน้ำที่สูงเหนือจากระดับน้ำขึ้นของอุตุพยากรณ์ และความสูงของระดับน้ำที่ถูกพายุยกขึ้นเหนือจากสถิติระดับน้ำทะเลที่อ้างอิงใน พ.ศ. 2472 (NGVD-29)

**กลไก**
ภาพกราฟิกแสดงระดับน้ำสูงขึ้นโดยพายุ
อิทธิพลที่มีผลต่อการการเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำในระหว่างเกิดพายุมีอย่างน้อย 5 อิทธิพล ได้แก่ อิทธิพลความกดอากาศ, อิทธิพลโดยตรงจากลมพายุ, อิทธิพลของการหมุนตัวของโลก, อิทธิพลของคลื่น, และอิทธิพลของปริมาณน้ำฝนที่ตก
อิทธิพลความกดอากาศของพายุหมุนเขตร้อนจะทำให้ระดับของน้ำในทะเลเปิดยกตัวสูงขึ้นในเขตที่บรรยากาศมีความกดอากาศต่ำ และลดระดับต่ำลงในเขตบรรยากาศมีความกดอากาศสูง ระดับน้ำที่ยกตัวสูงขึ้นจะแปรผกผันกับความกดอากาศที่ต่ำลง เพื่อที่จะทำให้ความกดโดยรวมที่ระนาบของใต้ผิวน้ำคงที่ ผลกระทบนี้ทำให้ประมาณได้ว่าระดับน้ำทะเลจะเพิ่มสูงขึ้น 10 มิลลิเมตร (0.4 นิ้ว) ต่อทุก ๆ 1 มิลลิบาร์ที่ลดลงของความกดอากาศ
ความแรงที่พื้นผิวลมเป็นสาเหตุโดยตรงของความสูงชันของพายุลม ปรากฏการณ์นี้รู้จักกันในชื่อ "เกลียวเอ็กมาน" (Ekman spiral) มีข้อเท็จจริงที่ว่าความกดดันของลม (wind stress) เป็นสาเหตุของปรากฏการณ์การก่อตัวของลม นั่นคือมีแนวโน้มที่ระดับน้ำจะยกเพิ่มในด้านทิศเดียวกับกระแสลมที่พัดเข้าฝั่ง และระดับน้ำจะลดลงในด้านตรงกันข้าม เพราะเหตุนี้จึงเป็นธรรมดาที่พายุจะพัดน้ำซัดอ่าวในทิศทางไปของพายุ เพราะเหตุว่าเกลียวเอ็กมานมีผลจากการแผ่ในแนวฉากของลมที่ผ่านน้ำ และผลกระทบนี้จะแปรผกผันกับความลึกของน้ำ อิทธิพลความดันและการก่อตัวของลมในทะเลเปิดจะผลักดันน้ำเข้าสู่อ่าวในแนวเดียวกับอิทธิพลของน้ำขึ้นน้ำลง
อิทธิพลของการหมุนของโลกเป็นสาเหตุของปรากฏการณ์คอริออลิส (Coriolis effect) ซึ่งปรากฏการณ์นี้จะทำให้ทิศทางกระแสน้ำเบี่ยงโค้งไปทางขวาในซีกโลกเหนือ และเบี่ยงโค้งไปทางซ้ายในซีกโลกใต้จากอิทธิพลของการหมุนของโลก เมื่อโค้งของกระแสน้ำเข้าพุ่งปะทะกับชายฝั่งในแนวตั้งฉากจะไปเพิ่มขยายคลื่นที่ยกตัวให้เพิ่มขึ้น และหากโค้งของกระแสน้ำหันออกจากชายฝั่งมีผลให้คลื่นที่ยกตัวนั้นลดลง
อิทธิพลของคลื่น ขณะที่คลื่นได้รับกำลังจากลม โดยเฉพาะจากพลังของลมพายุ ลมที่มีพลังจะยกคลื่นให้ใหญ่และแรงในทิศทางเดียวกันกับแนวการเคลื่อนที่ของลม แม้กระนั้นก็จะเห็นผลการเปลี่ยนแปลงที่ผิวคลื่นเพียงเล็กน้อยในทะเลเปิด (ทะเลลึก) แต่มันจะมีผลให้คลื่นขยายตัวใหญ่และแรงขึ้นคลื่นนั้นเมื่อเข้าใกล้ชายฝั่ง เมื่อแนวคลื่นที่กำลังแตกตัวขนานกับหาดมันนำน้ำจำนวนมากซัดตรงเข้าสู่ฝั่ง ขณะที่คลื่นแตกตัวอนุภาคของน้ำที่เคลื่อนเข้าฝั่งนั้นมีโมเมนตัมจำนวนมาก จนอาจซัดกระเซ็นขึ้นไปตามความชันของหาดจนสูงเหนือระดับน้ำทะเลและคลื่นที่ตามมาในลูกที่สองถูกซัดสูงขึ้นก่อนที่มันจะแตกกระจาย
ปริมาณน้ำฝนที่ตกมีอิทธิพลมากตรงบริเวณชะวากทะเล (บริเวณที่น้ำจืดกับน้ำเค็มบรรจบกัน) ในพื้นที่เปิดเฮอริเคนสามารถสร้างปริมาณน้ำฝนได้ถึง 12 นิ้วใน 24 ชั่วโมง และอาจจะสูงกว่าในพื้นที่ปิด ผลที่ตามมาคือ สันปันน้ำ (watersheds) (ร่องเขาที่เป็นแนวร่องน้ำ) น้ำจะไหลบ่าอย่างเร็วระบายสู่แม่น้ำ นี่ทำให้ระดับน้ำเพิ่มสูงในระดับสูงสุดของระดับน้ำขึ้นบริเวณปากแม่น้ำ เป็นเพราะพายุขับดันคลื่นยกตัวจากมหาสมุทรและน้ำฝนที่ไหลมาจากชะวากทะเล

**การวัดการยกตัว**
การวัดการยกตัวสามารถทำได้โดยตรงที่สถานีวัดน้ำขึ้นน้ำลงชายฝั่ง (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**
ระดับน้ำสูงขึ้นโดยพายุที่สูงที่สุดที่มีบันทึกในประวัติศาสตร์เกิดจากพายุหมุนมาฮินา (Cyclone Mahina) ที่อ่าวแบเทิสต์ (Bathurst Bay) ประเทศออสเตรเลีย เมื่อปี พ.ศ. 2442 ซึ่งประมาณว่าสูงถึง 13 เมตร แต่งานวิจัยที่ตีพิมพ์เมื่อ พ.ศ. 2543 ให้ข้อสังเกตว่าสาเหตุเหตุหลัก ๆ น่าจะเกิดจากคลื่นเคลื่อนยกตัวมากกว่าเนื่องจากความชันของพื้นใต้ชายฝั่งทะเล บันทึกของระดับน้ำสูงขึ้นโดยพายุที่สูงที่สุดเกิดจากพายุหมุนแคทรินาเมื่อ พ.ศ. 2548 ซึ่งทำให้คลื่นยกตัวสูงขึ้นถึงระดับ 7.6 เมตร รอบ ๆ อ่าวเซนต์หลุยส์ รัฐมิสซิสซิปปี, ในชุมชนเวฟแลนด์, ตัวอ่าวเซนต์หลุยส์, ไดมอนด์เฮด, และช่องแคบคริสเตียน โดยมีคลื่นยกตัวสูงถึง 8.5 เมตรที่ช่องแคบคริสเตียน บันทึกระดับน้ำสูงขึ้นโดยพายุอีกรายหนึ่งเกิดในบริเวณเดียวกันจากพายุหมุนคามิลเมื่อเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2512 โดยมีคลื่นยกตัวสูงสุดถึง 7.5 เมตรจากระดับน้ำทะเลสูงสุดซึ่งเกิดที่ช่องแคบคริสเตียนเช่นกัน
ระดับน้ำสูงขึ้นโดยพายุที่เลวร้ายที่สุดในแง่ของการเสียชีวิตของผู้คนเกิดจากพายุไต้ฝุ่นโภลา (Bhola cyclone) เมื่อ พ.ศ. 2513 ที่อ่าวเบงกอลและโดยทั่วไป อ่าวเบงกอล ซึ่งเป็นพื้นที่เสี่ยงภัยที่เกิดภัยจากระดับน้ำสูงขึ้นโดยพายุชุกมากกว่าพื้นที่อื่น ๆ

**เหตุการณ์ระดับน้ำสูงขึ้นโดยพายุในประเทศไทย**
ในอดีตประเทศไทยก็เคยเกิดปรากฏการณ์ระดับน้ำสูงขึ้นโดยพายุเมื่อวันที่ 25–26 ตุลาคม พ.ศ. 2505 บริเวณแหลมตะลุมพุก อำเภอปากพนัง จังหวัดนครศรีธรรมราช ในภาคใต้ของประเทศไทย จากพายุโซนร้อนแฮเรียต มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาด 300 กิโลเมตร ความเร็วลม 180–200 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ความเร็วในการเคลื่อนที่ 92.622 กิโลเมตรต่อชั่วโมง เกิดคลื่นยักษ์สูงประมาณยอดต้นสน (20 เมตร) สร้างความเสียหายให้ 9 จังหวัดในภาคใต้เป็นอย่างมาก สถานที่ราชการ อาคารบ้านเรือน โรงเรียน วัด ถูกพายุพัดพังระเนระนาด การไฟฟ้าและสถานีวิทยุตำรวจเสียหายหนัก ไม่สามารถติดต่อกันได้ เรือที่ออกทะเลเสียหายมากมาย ต้นยาง ต้นมะพร้าว และต้นไม้อื่น ๆ ล้มพินาศมหาศาล สวนยางนับแสน ๆ ต้นโค่นล้มขวางเป็นสิบ ๆ 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)
ศูนย์พายุหมุนแห่งชาติได้พยากรณ์ไว้ว่าระดับน้ำสูงขึ้นโดยพายุโดยใช้แบบจำลองสโลช หรือ SLOSH ซึ่งย่อมาจาก "ระดับน้ำสูงขึ้นโดยพายุในทะเลสาบและบนแผ่นดิน" ในภาษาอังกฤษ คือ Lake and Overland Surges from Hurricanes. แบบจำลองนี้มีความแม่นยำภายใน 20 percent. ข้อมูลสโลชรับเข้า (input) รวมถึงความกดอากาศส่วนกลางของพายุหมุนเขตร้อน, ขนาดของพายุ, การเคลื่อนตัวของพายุ, เส้นทางการเคลื่อนตัว, และความเร็วลมคงที่สูงสุด นอกจากนี้ยังต้องนำเอาลักษณะภูมิประเทศท้องถิ่น, การหันเหทิศทางของอ่าวและแม่น้ำ, ความลึกของก้นทะเล, การขึ้นลงเชิงดาราศาสตร์ของน้ำ (น้ำขึ้นน้ำลง) , รวมทั้งรูปโฉมทางกายภาพอื่น ๆ เข้ามานับร่วมกันเพื่อการกำหนดกริดหรือตารางล่วงหน้าที่เรียกว่า "แอ่งสโลช" (SLOSH basin) แล้วจึงนำแอ่งสโลชมาทับซ้อนสำหรับเส้นแนวชายฝั่งทะเลด้านใต้และตะวันออกของแผ่นทวีปอเมริกา ในการจำลองพายุบางครั้งอาจใช้แอ่งสโลชมากว่า 1 แอ่ง เช่นการเดินแบบจำลองสโลชแคทรินาซึ่งใช้ทั้งแอ่งทะเลสาบพอนชาร์เทรน/นิวออร์ลีนส์ และ แอ่งมิสซิสซิบปีซาวด์ร่วมกันเพื่อใช้กับการขึ้นฝั่งของพายุ (landfall) ของอ่าวเม็กซิโก

**การบรรเทา**
แม้การสำรวจทางอุตุนิยมวิทยาจะเตือนภัยพายุหมุนหรือพายุร้ายแรงทั่ว ๆ ไปแล้วก็ตาม ในบางกรณีบางพื้นที่ที่มีความเสียงต่อน้ำท่วมชายฝั่งสูงเฉพาะที่บางแห่งจะมีการเตือนเกี่ยวกับระดับน้ำสูงขึ้นโดยพายุเฉพาะเป็นครั้ง ๆ อยู่ด้วยเหมือนกัน ได้มีการปฏิบัติจริงอยู่แล้วหลายแห่ง เช่นประเทศเนเธอร์แลนด์ สเปน, สหรัฐ, และสหราชอาณาจักร
กรรมวิธีเพื่อป้องกันระดับน้ำสูงขึ้นโดยพายุเริ่มขึ้นหลังจากเหตุการณ์น้ำท่วมใหญ่ทะเลเหนือ เมื่อ พ.ศ. 2496 โดยการสร้างเขื่อนและประตูกั้นน้ำท่วม (สันดอนกั้นระดับน้ำสูงขึ้นโดยพายุ) ปกติจะเปิดให้น้ำและเรือผ่านเข้าออก แต่จะปิดเมื่อมีทีท่าว่าอาจถูกคุกคามจากระดับน้ำสูงขึ้นโดยพายุ สันดอนกั้นพายุยกที่สำคัญได้แก่ โอสเตอร์สแค็ลเดอเกริง (Oosterscheldekering) และมาสลันต์เกริง (Maeslantkering) ในเนเธอร์แลนด์ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครงการงานดินดอนสามเหลี่ยม (Delta Works project) และสันดอนเทมส์ (Thames Barrier) ที่ใช้ป้องกันกรุงลอนดอน

**ดูเพิ่ม**
 พายุหมุนเขตร้อน- สึนามิ- เฮอริเคน- เฮอริเคนแคทรินา- พายุหมุนโภลา พ.ศ. 2513

**หมายเหตุ**

**อ้างอิง**
 Cite journal|last=Anthes|first=Richard A.|year=1982|title=Tropical Cyclones; Their Evolution, Structure and Effects, Meteorological Monographs|journal=American Meteorological Society|volume=19|issue=41|location=Ephrata, PA.|pages=208|accessdate=- isbn=0962598607- Cite book|last=Dunn|first=Gordon E.|coauthors=Banner I. Miller|year=1964|title=Atlantic Hurricanes|publisher=Louisiana State University Press|location=Baton Rouge, LA|pages=377|isbn=- Cite journal|last=Finkl|first=C.W. Jnr.|year=1994|title=Disaster Mitigation in the South Atlantic Coastal Zone (SACZ) : A Prodrome for Mapping Hazards and Coastal Land Systems Using the Example of Urban subtropical Southeastern Florida. In: Finkl, C.W., Jnr. (ed.) , Coastal Hazards: Perception, Susceptibility and Mitigation.|journal=Journal of Coastal Research|issue=Special Issue No. 12|pages=339-366|publisher=Coastal Education & Research Foundation|location=Charlottesville, Virginia- Cite book|last=National Hurricane Center|coauthors=Florida Department of Community Affairs, Division of Emergency Management|year=1995|title=Lake Okeechobee Storm Surge Atlas for 17.5' & 21. 5' Lake Elevations|publisher=Southwest Florida Regional Planning Council|location=Ft. Myers, Florida- publisher=Coastal Education & Research Foundation- pages=720-724- url-status=dead- Cite journal|last=Hebert|first=Paul J.|coauthors=Taylor, Glenn|year=1983|title=The Deadliest, Costliest, and Most Intense United States Hurricanes of This Century (and other Frequently Requested Hurricane Facts)|publisher=National Hurricane Center|location=Miami, Florida|journal=NOAA Technical Memorandum NWS NHC 31|pages=33|url=http://www.nhc.noaa.gov/pdf/NWS-NHC-1983-18.pdf|format=PDF- pages=10-50- cite journal|last=Jarvinen|first=B.R.|coauthors=Lawrence, M.B.|year=1985|title=An evaluation of the SLOSH storm-surge model|journal=American Meteorological Society Bulletin|volume=66|issue=11|pages=1408-1411- cite journal|last=Jelesnianski|first=Chester P.|year=1972|title=SPLASH (Special Program To List Amplitudes of Surges From Hurricanes) I. Landfall Storms|journal=NOAA Technical Memorandum NWS TDL-46|publisher=National Weather Service Systems Development Office|location=Silver Spring, Maryland|pages=56- pages=71- cite book|last=Lane|first=E.D.|year=1981|title=Environmental Geology Series, West Palm Beach Sheet; Map Series 101|publisher=Florida Bureau of Geology|location=Tallahassee, Florida|pages=1- pages=149-161- pages=36- cite journal|last=Newman|first=C.J.|coauthors=BR Jarvinen, CJ McAdie, JD Elms|year=1993|title=Tropical Cyclones of the North Atlantic Ocean, 1871-1992|publisher=National Climatic Data Center in cooperation with the National Hurricane Center|location=Ashville, North Carolina and National Hurricane Center, Coral Gables, Florida|pages=193- cite journal|last=Sheets|first=Dr. Robert C.|year=1995|title=Stormy Weather, In: Tait, Lawrence, (Ed.) Hurricanes... Different Faces In Different Places, (Proceedings) 17th Annual National Hurricane Conference|location=Atlantic City, N.J.|pages=52-62- cite journal|last=Simpson|first=R.H.|coauthors=Arnold L. Sugg and Staff|date=1970-04-01|accessdate=2008-08-11|journal=Monthly Weather Review|title=The Atlantic Hurricane Season of 1969|volume=98|issue=4|publisher=American Meteorological Society|location=Boston, Massachusetts|format=PDF|url=http://docs.lib.noaa.gov/rescue/mwr/098/mwr-098-04-0293.pdf|doi=10.1175/1520-0493(1970)0982.3.CO;2| doi-broken-date=2008-08-11- location=Miami, Florida- pages=308- pages=204

**แหล่งข้อมูลอื่น**
  วีดิทัศน์ระดับน้ำสูงขึ้น 8 เมตรโดยพายุหมุนแคทรินาจาก YouTube-  ความหายนะของบังกลาเทศจากองค์การตอบรับภัยพิบัติ NIRAPAD date=2006-04-27 -  NOAA National Hurricane Center storm surge page date=2012-01-11 -  "The 1953 English East Coast Floods"-  ข้อมูลแบบจำลองระดับน้ำสูงขึ้นโดยพายุและข้อมูลการวัดคลื่นเวลาจริงของ National Tidal and Sea Level Facility แห่งสหราชอาณาจักร date=2006-07-02 
หมวดหมู่:น้ำท่วม
หมวดหมู่:คลื่นน้ำ
หมวดหมู่:อุตุนิยมวิทยาพายุหมุนเขตร้อน
หมวดหมู่:ภัยธรรมชาติ
หมวดหมู่:พายุหมุนเขตร้อน