คลื่นสึนามิ

สึนามิ (ญี่ปุ่น: 津波; โรมาจิ: tsunami; "คลื่นที่ท่าเรือ" หรือ "คลื่นชายฝั่ง", ออกเสียง [t͡sɨᵝna̠mʲi]) เป็นกลุ่มคลื่นน้ำที่เกิดขึ้นจากการย้ายที่ของปริมาตรน้ำก้อนใหญ่ คือ มหาสมุทรหรือทะเลสาบขนาดใหญ่ แผ่นดินไหว การปะทุของภูเขาไฟและการระเบิดใต้น้ำอื่น ๆ (รวมทั้งการจุดวัตถุระเบิดหรือวัตถุระเบิดนิวเคลียร์ใต้น้ำ แต่ก็ยังไม่มีงานวิจัยที่แน่ชัดว่าการจุดระเบิดนิวเคลียร์ใต้น้ำทำให้เกิดสึนามิจริงไหม จากการวิจัยพบเพียงแค่ผลกระทบเล็กน้อยที่ชายฝั่ง และแรงของแผ่นดินไหวหรือภูเขาไฟใต้น้ำระเบิดก็ยังมีแรงมหาศาลมากกว่าระเบิดปรมาณูที่ถูกจุดติดใต้น้ำ 10,000 ลูก) ดินถล่ม ธารน้ำแข็งไถล อุกกาบาตตกและการรบกวนอื่น ไม่ว่าเหนือหรือใต้น้ำ ล้วนอาจก่อให้เกิดเป็นคลื่นสึนามิได้ทั้งสิ้น คลื่นสึนามิไม่เหมือนกับคลื่นทะเล (tidal wave) ตามปกติ เพราะมีความยาวคลื่นยาวกว่ามาก แทนที่จะเป็นคลื่นหัวแตก (breaking wave) ตามปกติ คลื่นสึนามิเริ่มแรกอาจดูเหมือนกับว่าคลื่นน้ำเพิ่มระดับสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว และด้วยเหตุนี้ คลื่นสึนามิจึงมักเรียกว่าเป็นคลื่นยักษ์/คลื่นชายฝั่ง ถึงแม้ว่าชุมชนนักวิทยาศาสตร์ไม่นิยมใช้คำนี้ เนื่องจากศัพท์นี้อาจเป็นความประทับใจเท็จในความสัมพันธ์ทั่วไประหว่างกระแสน้ำกับสึนามิ โดยทั่วไป คลื่นสึนามิประกอบด้วยกลุ่มคลื่นซึ่งมีคาบเป็นนาทีหรืออาจมากถึงชั่วโมง มากันเรียกว่าเป็น "คลื่นขบวน" (wave train) ความสูงของคลื่นหลายสิบเมตรนั้นอาจเกิดขึ้นได้จากเหตุการณ์ขนาดใหญ่ แม้ผลกระทบของคลื่นสึนามินั้นจะจำกัดอยู่แค่พื้นที่ชายฝั่ง แต่อำนาจทำลายล้างของมันสามารถมีได้ใหญ่หลวงและสามารถมีผลกระทบต่อทั้งแอ่งมหาสมุทร คลื่นสึนามิในมหาสมุทรอินเดีย ค.ศ. 2004 เป็นหนึ่งในภัยธรรมชาติครั้งที่มีผู้เสียชีวิตมากที่สุดในประวัติศาสตร์มนุษยชาติ โดยมีผู้เสียชีวิตกว่า 230,000 คน ใน 14 ประเทศที่ติดกับมหาสมุทรอินเดีย ธูซิดดิดีส นักประวัติศาสตร์ชาวกรีก เสนอเมื่อ 426 ปีก่อนคริสตกาล ว่า คลื่นสึนามิเกี่ยวข้องกับแผ่นดินไหวใต้ทะเล แต่ความเข้าใจในธรรมชาติของคลื่นสึนามิยังมีเพียงเล็กน้อยกระทั่งคริสต์ศตวรรษที่ 20 และยังมีอีกมากที่ยังไม่ทราบในปัจจุบัน ขณะที่แผ่นดินไหวที่รุนแรงน้อยกว่ามากกลับก่อให้เกิดคลื่น พยายามพยากรณ์เส้นทางของคลื่นสึนามิข้ามมหาสมุทรอย่างแม่นยำ และยังพยากรณ์ว่าคลื่นสึนามิจะมีปฏิสัมพันธ์กับชายฝั่งแห่งหนึ่ง ๆ อย่างไร สึนามิ ออกเสียงในภาษาญี่ปุ่นคือ /tsunami/ สึนามิ ซึ่งต่างกันเล็กน้อยกับการออกเสียงในภาษาอังกฤษว่า /suːnɑːmi (ː) / สึนามิ หรือ /tsuːnɑːmi (ː) / (ทซู) นามิ (ท ควบ ซ ในเสียงญี่ปุ่น) คำว่า "สึนามิ" มีความหมายว่า "ท่าเรือ" (津 สึ) และ "คลื่น" (波/浪 นามิ) บางครั้งคลื่นสึนามิเรียกว่า คลื่นยักษ์ แต่ในช่วงปีหลัง คำนี้ค่อย ๆ เสื่อมความนิยมลง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแวดวงวิทยาศาสตร์ เพราะคลื่นสึนามิไม่มีอะไรเกี่ยวข้องกับกระแสน้ำเลย คำว่า "คลื่นยักษ์" ที่ครั้งหนึ่งเคยนิยมใช้นี้ มาจากลักษณะปรากฏทั่วไปที่สุด ซึ่งคือ คลื่นทะเลหนุน (tidal bore) สูงผิดปกติ ทั้งคลื่นสึนามิและกระแสน้ำต่างก็ก่อให้เกิดคลื่นน้ำที่พัดพาเข้าสู่ฝั่ง แต่ในกรณีของคลื่นสึนามิ การเคลื่อนที่ของน้ำในแผ่นดินนั้นยิ่งใหญ่กว่าและกินเวลานานกว่ามาก จึงให้ความรู้สึกของกระแสน้ำสูงอย่างน่าเหลือเชื่อ คำว่า "คลื่นสึนามิ" เองก็ไม่ถูกต้องนักเมื่อเทียบกับ "คลื่นยักษ์" เพราะคลื่นสึนามิไม่จำกัดอยู่เฉพาะกับท่าเรือ บรรดานักธรณีวิทยาและนักสมุทรศาสตร์ต่างไม่เห็นด้วยกับคำว่าคลื่นยักษ์ แต่เห็นว่าชื่อคลื่นตามลักษณะของคลื่นนั้นธรรมดาควรแทนชื่อด้วยศัพท์ทางธรณีวิทยาและสมุทรศาสตร์ คลื่นสึนามิแตกต่างจากคลื่นน้ำธรรมดามาก ตัวคลื่นนั้นสามารถเดินทางได้เป็นระยะทางไกล โดยไม่สูญเสียพลังงาน และสามารถเข้าทำลายชายฝั่งที่อยู่ห่างไกลจากจุดกำเนิดหลายพันกิโลเมตรได้ โดยทั่วไปแล้วคลื่นสึนามิซึ่งเป็นคลื่นในน้ำ จะเดินทางได้ช้ากว่าการสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหวที่เป็นคลื่นที่เดินทางในพื้นดิน ดังนั้น คลื่นอาจเข้ากระทบฝั่งภายหลังจากที่ผู้คนบริเวณนั้นรู้สึกว่าเกิดแผ่นดินไหวเป็นเวลาหลายชั่วโมง คลื่นโดยทั่วไปจะมีคุณสมบัติสำคัญที่วัดได้อยู่สองประการคือ คาบ ซึ่งจะเป็นเวลาระหว่างลูกคลื่นสองลูก และ ความยาวคลื่น ซึ่งเป็นระยะห่างระหว่างลูกคลื่นสองลูก ในทะเลเปิดคลื่นสึนามิมีคาบที่นานมาก โดยเริ่มจากไม่กี่นาทีไปจนเป็นชั่วโมง ในขณะเดียวกันก็มีความยาวคลื่นที่ยาวมาก โดยอาจยาวถึงหลายร้อยกิโลเมตร ในขณะที่คลื่นทั่วไปที่เกิดจาก ลมที่ชายฝั่งนั้นมีคาบประมาณ 10 วินาที และมีความยาวคลื่นประมาณ 150 เมตรเท่านั้น ความสูงของคลื่นในทะเลเปิดมักน้อยกว่าหนึ่งเมตร ซึ่งทำให้ไม่เป็นที่สังเกตของผู้คนบนเรือ คลื่นสึนามิจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วตั้งแต่ 500 ถึง 1,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง อย่างไรก็ตาม เมื่อเข้าสู่ชายฝั่งที่มีความลึกลดลง คลื่นจะมีความเร็วลดลงและเริ่มก่อตัวเป็นคลื่นสูง โดยอาจมีความสูงมากกว่า 30 เมตร คลื่นสึนามิจะเคลื่อนตัวออกจากแหล่งกำเนิด ดังนั้น ชายฝั่งที่ถูกกำบังโดยแผ่นดินส่วนอื่น ๆ มักปลอดภัยจากคลื่น อย่างไรก็ตาม ยังมีโอกาสที่คลื่นจะสามารถเลี้ยวเบนไปกระทบได้ นอกจากนี้ คลื่นไม่จำเป็นต้องมีความแรงเท่ากันในทุกทิศทุกทาง โดยความแรงจะขึ้นกับแหล่งกำเนิดและลักษณะของภูมิประเทศแถบนั้น[ต้องการอ้างอิง] คลื่นจะมีพฤติกรรมเป็น "คลื่นน้ำตื้น" เมื่ออัตราส่วนระหว่างความลึกของน้ำและขนาดของคลื่นนั้นมีค่าต่ำ ดังนั้น เนื่องจากมีขนาดของคลื่นที่สูงมาก คลื่นสึนามิจึงมีคุณสมบัติเป็นคลื่นน้ำตื้นแม้อยู่ในทะเลลึกก็ตาม คลื่นน้ำตื้นนั้นมีความเร็วเท่ากับรากที่สองของผลคูณระหว่างความเร่งจากสนามแรงโน้มถ่วง (9.8 เมตร/วินาที2) และความลึกของน้ำ ตัวอย่างเช่น ในมหาสมุทรแปซิฟิกที่มีความลึกประมาณ 4,000 เมตร คลื่นจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วประมาณ 200 เมตรต่อวินาที หรือ 720 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ส่วนที่ชายฝั่งที่มีความลึก 40 เมตร คลื่นจะมีความเร็วช้าลงเหลือ 20 เมตรต่อวินาที หรือ 72 กิโลเมตรต่อชั่วโมง คลื่นสึนามิเกิดขึ้นจากการกระทบกระเทือนที่ทำให้น้ำปริมาณมากเกิดการเคลื่อนตัว เช่น แผ่นดินไหว แผ่นดินถล่ม ภูเขาไฟระเบิดใต้มหาสมุทร หรืออุกกาบาตพุ่งชน เมื่อแผ่นดินใต้ทะเลเกิดการเปลี่ยนรูปร่างอย่างกะทันหัน จะทำให้น้ำทะเลเกิดเคลื่อนตัวเพื่อปรับระดับให้เข้าสู่จุดสมดุลและจะก่อให้เกิดคลื่นสึนามิ การเปลี่ยนรูปร่างของพื้นทะเลมักเกิดขึ้นเมื่อเกิดแผ่นดินไหวเนื่องจากการขยับตัวของเปลือกโลก ซึ่งจะเกิดบริเวณที่ขอบของเปลือกโลกหลายแผ่นเชื่อมต่อกันที่เรียกว่า รอยเลื่อน (fault) เช่น บริเวณขอบของมหาสมุทรแปซิฟิก นอกจากแผ่นดินไหวแล้ว ดินถล่มใต้น้ำที่มักเกิดร่วมกับแผ่นดินไหวสามารถทำให้เกิดคลื่นสึนามิได้เช่นกัน[ต้องการอ้างอิง] นอกจากการกระทบกระเทือนที่เกิดใต้น้ำแล้ว การที่พื้นดินขนาดใหญ่ถล่มลงทะเล หรือการตกกระทบพื้นน้ำของวัตถุ ก็สามารถทำให้เกิดคลื่นได้ คลื่นสึนามิที่เกิดในรูปแบบนี้จะลดขนาดลงอย่างรวดเร็วและไม่มีผลกระทบต่อชายฝั่งที่อยู่ห่างไกลมากนัก อย่างไรก็ตาม ถ้าแผ่นดินมีขนาดใหญ่มากพอ อาจทำให้เกิด เมกะสึนามิ ซึ่งอาจมีความสูงร่วมร้อยเมตรได้[ต้องการอ้างอิง] เป็นคลื่นสึนามิที่เกิดจากระบวนการทางอุตุนิยมวิทยา อาจเกิดได้หลายสาเหตุเช่น ลมพายุขนาดใหญ่ ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความกดอากาศเหนือน้ำอย่างทันที ส่วนใหญ่เกิดในพื้นที่ที่มีฝนฟ้าคะนอง ลมกรรโชก และเกิดแรงกดของน้ำ มักเกิดขึ้นในทะเลสาบทั้ง 5 ของสหรัฐอเมริกา ทะเลสาบฮูรอน สุพีเรีย และออนแทรีโอ มีโอกาสเกิดเมทิโอสึนามิความสูง 40-50 เซนติเมตร ในทุก ๆ ปี มีหลักฐานว่าเมกะสึนามิที่มีความสูงมากกว่า 100 เมตรนั้นเกิดขึ้นได้ เหตุการณ์นี้จะเกิดขึ้นจากเนื้อที่ขนาดใหญ่บางส่วนของเกาะพังทลายลงสู่ทะเล หรืออุกกาบาตตกลงสู่ทะเล เมกะสึนามิจะสามารถทำอันตรายอย่างใหญ่หลวงต่อพื้นที่ชายฝั่งที่อยู่ห่างไกลออกไปได้ ปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับสึนามิคือ คลื่นเซช (seiche) แผ่นดินไหวที่รุนแรงมักทำให้เกิดทั้งคลื่นสึนามิและคลื่นเซช มีหลักฐานว่าคลื่นเซชอาจเกิดจากคลื่นสึนามิได้เช่นกัน คลื่นสึนามิที่สูงที่สุดที่เคยมีการบันทึกไว้มีความสูงกว่า 500 เมตร โดยเกิดจากแผ่นดินถล่มที่รัฐอลาสกาในปี ค.ศ. 1958 อย่างไรก็ตาม เมื่อคลื่นไปถึงทะเลเปิดมันได้สลายตัวไปอย่างรวดเร็ว ความสูงของคลื่นสึนามินั้นกำหนดโดยลักษณะของพื้นที่มากกว่าพลังงานที่เกิดจากแผ่นดินถล่ม ส่วนค่าของความดันน้ำแบบ static หาได้จากสมการ 𝑃=𝜌𝑔ℎ[ต้องการอ้างอิง] เมื่อP = ความดัน มีหน่วยเป็น นิวตัน/ตารางเมตร,𝜌 = ความหนาแน่นของน้ำทะเลมีค่า = 1.1 x 103 kg/m3g = ค่าความเร่งเนื่องจากความโน้มถ่วงซึ่งมีค่า = 9.8 m/s2h = ความสูงของน้ำ น้ำที่มีความลึกประมาณ 10 เมตร ดังนั้น ความดันของน้ำจะมีค่าเท่ากับ𝑃=𝜌𝑔ℎ=(1.1∗103𝑘𝑔𝑚3)(9.8𝑚𝑠2)(10𝑚)=1.07∗105𝑁𝑚2หรือประมาณ 11 ตันต่อตารางเมตร[ต้องการอ้างอิง] ขณะที่จุดต่ำสุดของคลื่นเคลื่อนเข้าสู่ฝั่ง ระดับน้ำทะเลจะลดลงและทำให้ขอบทะเลร่นถอยออกจากชายฝั่ง ถ้าชายฝั่งนั้นมีความลาดชันน้อย ระยะการร่นถอยนี้อาจมากถึง 800 เมตร ผู้ที่ไม่ทราบถึงอันตรายที่จะเกิดขึ้นอาจยังคงรออยู่ที่ชายฝั่งด้วยความสนใจ นอกจากนี้บริเวณที่ต่ำ อาจเกิดน้ำท่วมได้ก่อนที่ยอดคลื่นจะเข้าปะทะฝั่ง น้ำที่ท่วมนี้อาจลดลงได้ก่อนที่ยอดคลื่นถัดไปจะเคลื่อนที่ตามเข้ามา ดังนั้นการทราบข้อมูลเกี่ยวกับคลื่นสึนามิจึงเป็นสิ่งที่สำคัญที่จะทำให้ตระหนักถึงอันตราย ตัวอย่างเช่น ในกรณีที่ระดับน้ำในครั้งแรกลดลงไปนั้น อาจมีคลื่นลูกใหญ่ตามมาอีกได้ ประเทศและบริเวณที่มีความเสี่ยงต่อการเกิดสึนามิได้มีการติดตั้งระบบเตือนภัยเพื่อพยากรณ์ และตรวจจับการเกิดขึ้นของคลื่นยักษ์นี้ แม้การป้องกันไม่ให้คลื่นสึนามิเกิดขึ้นจะยังทำไม่ได้ ในบางประเทศได้มีการสร้างเครื่องป้องกันและลดความเสียหายในกรณีที่คลื่นสึนามิจะเข้ากระทบฝั่ง ยกตัวอย่างเช่น ประเทศญี่ปุ่นได้มีการสร้างกำแพงป้องกันสึนามิที่มีความสูงกว่า 4.5 เมตร ด้านหน้าของชายฝั่งบริเวณที่มีประชากรหนาแน่น บางที่ได้มีการสร้างกำแพงกันน้ำท่วมและทางระบายน้ำเพื่อปรับเปลี่ยนทิศทางของคลื่น และลดแรงกระแทกของคลื่น ถึงแม้ว่า ในกรณีของคลื่นสึนามิที่เข้ากระทบเกาะฮอกไกโดที่มักมีความสูงมากกว่าเครื่องกีดขวางที่ได้สร้างขึ้น กำแพงเหล่านี้อาจช่วยลดความเร็วหรือความสูงของคลื่นแต่ไม่สามารถที่จะป้องกันการสูญเสียชีวิตและทรัพย์สินได้ สำหรับประเทศไทย เมื่อวันที่ 26 ธันวาคม ค