แสดงบทความที่มีป้ายกำกับ Storm Surge แสดงบทความทั้งหมด
แสดงบทความที่มีป้ายกำกับ Storm Surge แสดงบทความทั้งหมด

วันพฤหัสบดีที่ 3 มกราคม พ.ศ. 2562

การคำนวณผลกระทบจากพายุ ปาบึก Pabuk ด้วยแบบจำลอง MIKE21 FM


ด้วยมีเหตุการณ์พายุชื่อปาบึก
กำลังจะพัดขึ้นฝั่งทางภายใต้ของไทยในช่วงวันที่ 3-6 มค. 2562
และในวันนี้ ก็พอจะมีข้อมูลพายุจากทางกรมอุตุฯ
ที่เป็นข้อมูลปัจจุบัน และพยากรณ์ล่วงหน้าว่าพายุจะไปทิศทางไหน

ประกอบกับมีแบบจำลอง MIKE21 FM พร้อมข้อมูลเพียงพอต่อการ
นำมาใช้คำนวณผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นได้จากพายุปาบึกนี้

การคำนวณด้วยแบบจำลอง MIKE21 จะให้ผลเป็นระดับน้ำ 
และความเร็วกระแสน้ำในอ่าวไทยทั้งหมด
แต่ในการติดตามและประเมินผลกระทบจะเน้นส่วนของระดับน้ำเป็นหลัก

ในการทำแบบจำลองจะมีลำดับขั้นตอนดังนี้คือ

เตรียมข้อมูลพายุ จากระบบเฝ้าระวังของกรมอุตุฯ
(http://www.metalarm.tmd.go.th/monitor/typhoon)
ซึ่งได้ให้รายละเอียดไว้พอสมควรว่าระดับความแรงพายุเป็นอย่างไร
(รูปด้านล่างเป็นข้อมูล ณ วันที่ 3 ช่วงบ่าย ดังนั้น หลังเวลาดังกล่าวเป็นการคาดการทางเดินพายุ)


จากนั้นนำมาใช้สร้างแผนที่ลมในอ่าวไทยด้วยโปรแกรม 
Cyclone Wind Generation


โดยกรอกข้อมูลที่จำเป็นคือ ตำแหน่งตาพายุ ความเร็วลมสูงสุด และอื่นๆ จะได้แผนที่ลมดังรูปด้านล่าง


เมื่อได้ข้อมูลลมแล้ว จึงนำมาคำนวณกระแสน้ำและระดับน้ำในอ่าวไทย
โดยในที่นี้ได้แบ่งเป็น 3 กรณีคือ

กรณีกระแสน้ำและระดับน้ำที่เกิดจาก ลมพายุ เพียงอย่างเดียว


โดยมีระดับน้ำสูงสุด (ตลอดช่วงเวลาพายุ) ดังรูปด้านล่าง



กรณีกระแสน้ำและระดับน้ำที่เกิดจาก น้ำขึ้นน้ำลง เพียงอย่างเดียว


โดยมีระดับน้ำสูงสุด (ตลอดช่วงเวลาพายุ) ดังรูปด้านล่าง


และสุดท้าย กรณีที่คำนวณโดยใช้ทั้งระดับน้ำขึ้นลงและลมพายุพร้อมกัน



โดยมีระดับน้ำสูงสุด (ตลอดช่วงเวลาพายุ) ดังรูปด้านล่าง


จากผลคำนวณทั้ง 3 กรณี พบว่า บริเวณที่ได้รับผลกระทบค่อนข้างมาก
หากพายุมีทิศทางตามที่กรมอุตุพยากรณ์ไว้ คือ
บริเวณอ่าวบ้านดอน จังหวัดสุราษฎร์ธานี และ 
บริเวณปากพนัง จังหวัดนครศรีธรรมราช

โดยกราฟด้านล่างแสดงระดับน้ำจาก 3 กรณีที่คำนวณได้บริเวณอ่าวบ้านดอน


ผลที่ได้ พอจะสรุปได้ดังนี้
หากการพัดผ่านของพายุเป็นไปตามพยากรณ์ อิทธิพลของพายุเพียงอย่างเดียว (เส้นแดง) อาจยกระดับน้ำได้สูงขึ้นถึงราวๆ 1.3 เมตร ในช่วงเที่ยงคืนวันที่ 4 อย่างไรก็ตามในเวลาดังกล่าว เป็นช่วงเวลาน้ำลงต่ำสุดพอดี (เส้นดำ) จึงน่าจะทำให้ลดผลกระทบในบริเวณนี้ได้มากดังแสดงในเส้นผลรวมของทั้งพายุและน้ำขึ้นน้ำลง (เส้นน้ำเงิน)

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากพายุ จะมีการเปลี่ยนเส้นทาง และระยะเวลาการพัดผ่านที่อาจผิดไปจากพยากรณ์ได้ ดังนั้น หากนับสถานการณ์ร้ายแรงสุดกรณีพายุมีผลให้ระดับน้ำสูงสุดในช่วงที่ระดับน้ำขึ้นลงขึ้นสูงสุดพอดี จะทำให้ระดับน้ำยกสูงได้ราวๆ 2.5 เมตร

ต่อมาเป็นความสูงคลื่นที่เกิดจากลมพายุ
คลื่นเหล่านี้จะวิ่งไปบนผิวน้ำอีกที ให้นึกถึงว่า ถ้าระดับน้ำยกตัว 2 เมตร แล้วคลื่นสูงอีก 1 เมตร
จะเท่ากับว่า ณ เวลานั้น เราจะมีน้ำกระโจนใส่ได้ที่ระดับสูงถึง 3 เมตร

ถ้าถอดเฉพาะค่าสูงสุดมาเป็นแผนที่ความสูงคลื่นจากพายุจะได้ดังนี้

จากความสูงคลื่นที่คำนวณได้ จะพบว่า
บริเวณแหลมตะลุมพุกเป็นพื้นที่ควรเฝ้าระวังเป็นพิเศษ เนื่องจากเป็นพื้นที่เปิดรับคลื่นโดยตรง
และเส้นทางพายุมีเส้นทางเข้าไปยังบริเวณนั้นทำให้ความสูงคลื่นบริเวณนั้นสูงมาก
ประกอบกับเมื่อระดับน้ำมีการยกตัว ทำให้คลื่นเคลื่อนที่เข้าไปได้ลึกมากขึ้นโดยไม่แตกตัวไปก่อน


หวังว่า ผลคำนวณข้างต้นจะมีประโยชน์บางส่วน ต่อการวางแผนรับมือกับวาตะภัยในครั้งนี้
ขอให้ผู้ที่ทำงานลงไปช่วยเหลือประชาชนในพื้นที่ และผู้อยู่ในพื้นที่เองปลอยภัยทุกท่าน


ด้านล่างนี้ ผมเข้ามาเพิ่มรายละเอียดในช่วงบ่าย วันที่ 5 มค.
เนื่องจากพอดีมาสำรวจหาดที่ระยองระหว่างวันที่ 4-5 มค. และได้เห็นอิธิพลของปาบึกที่ส่งผลมาถึงระยองด้วย

วีดีโอแสดงคลื่นบริเวณหาดน้ำริน ระยอง ช่วงเที่ยงวันที่ 5 มค. พบว่ามีคลื่นแรงโดยลมสงบมาก


วันที่ 4 คลื่นแรงกว่าปกติในช่วงเวลานี้ของระยอง โดยที่ไม่มีลมพัด แต่มีคลื่นแรง และช่วงดึกๆต่อเนื่องเช้าวันที่ 5 ระดับน้ำเฉลี่ยสูงขึ้นเล็กน้อย พร้อมกับมีคลื่นแรงมากขึ้น

คลื่นที่เข้ามาเป็นคลื่นที่ค่อนราบแต่มีพลังมาก ซึ่งเป็นลักษณะของคลื่นลมที่ถูกพัดมาจากที่ไกลๆ ลักษณะจะมีความสูงในน้ำลึกไม่มากแต่มีคาบเวลาคลื่นค่อนข้างยาว เวลาเข้าใกล้ฝั่งจะยกตัวสูงและแตกตัว ทำให้เกิดการซัดตะกอนทรายมาเกยด้านบนและทำให้หาดมีความชันมากขึ้น เห็นได้ชัดจากรูปบริเวณหาดน้ำรินของวันที่ 4 และ 5 ซึ่งทรายมากองหน้ากำแพงในวันที่ 5 จนเกือบเท่ากับความสูงกำแพงแล้ว ในขณะที่วันก่อนหน้านี้ยังมีระดับทรายต่ำกว่ากำแพงถึงกว่า 1-2 เมตร

สองรูปนี้เป็นรูปแสดงทรายหน้ากำแพงกันคลื่นที่หาดน้ำริน ระยอง
ในช่วงเที่ยง วันที่ 4 มค. และเที่ยงวันที่ 5 มค.




แล้วก็เลยตรวจสอบผลคำนวณที่ทำไว้ก่อนหน้านี้ พบว่าสอดคล้องกับที่ได้คุยกับชาวบ้านที่พักอยู่บริเวณหาดน้ำริน ระยอง ว่าคลื่นเริ่มแรงและซัดทรายขึ้นมากองตั้งแต่ช่วงดึกของวันที่ 4 มค. โดยก่อนหน้านี้ระดับทรายยังต่ำกว่ากำแพงแบบท่วมหัว

รูปด้านล่างแสดงคลื่นที่คำนวณได้จากอิทธิพลของพายุปาบึก
จะเห็นพบว่าคลื่นมาถึงมาบตาพุดในช่วงดึกวันที่ 4 ต่อเนื่องวันที่ 5
โดยเป็นคลื่นที่ไม่สูงแต่มีความยากคลื่นมาก


นอกจากนี้ ยังได้สอบถามถึงระดับน้ำบริเวณหาดน้ำรินกับชาวบ้าน ซึ่งให้ความเห็นว่าไม่รู้สึกว่าระดับน้ำต่างกับปกติเท่าไหร่ สอดคล้องกับผลคำนวณที่ระดับน้ำบริเวณนี้จะต่างกับปกติไม่มากนัก ประกอบกับคลื่นทำให้สังเกตความแตกต่างในส่วนของระดับน้ำยากพายุได้ยาก


จากผลของแบบจำลองนี้ ยังสามารถตรวจสอบผลระดับน้ำ การมาถึงของคลื่น และการยกตัวของน้ำเนื่องจากพายุ และอื่นๆ ได้อีกมาก ในตำแหน่งต่างๆ ทั่วทั้งอ่าวไทย
ชี้ให้เห็นถึงประโยชน์ในการใช้งานแบบจำลอง
ที่สามารถนำมาช่วยในการวางแผนรับมืออุทกภัยได้อย่างมีประสิทธิภาพ

วันพฤหัสบดีที่ 19 กันยายน พ.ศ. 2556

การวิเคราะห์ระดับน้ำยกตัวเนื่องจากพายุ Storm Surge ด้วยโปรแกรม MIKE 21 FM

ในกรณีที่ต้องการคำนวณระดับน้ำที่ยกตัวเนื่องจากพายุ

ข้อมูลที่จำเป็นในการคำนวณคือ ระดับน้ำขึ้น น้ำลง ที่ Boundary ของแบบจำลอง

ซึ่งได้อธิบายวิธีการหาค่าระดับน้ำดังกล่าวไว้แล้วในบทความก่อนหน้านี้

สำหรับอีกข้อมูลหนึ่งที่ต้องใช้คือ ความเร็วลมที่เกิดขึ้นเนื่องจากพายุ

แต่โดยทั่วไปแล้ว เราจะได้ข้อมูลของพายุคือ ตำแหน่งที่แสดงการเคลื่อนที่ของพายุเท่านั้น

โดยจะมาพร้อมกับ เส้นรอบวงของพายุ ความเร็วสูงสุด และระดับความดันที่ต่ำกว่าพื้นที่โดยรอบ

ด้วยข้อมูลพายุดังกล่าว เราสามารถนำมาใช้ในการคำนวณความเร็วลม

สำหรับใช้เป็นข้อมูลนำเข้าแบบจำลองได้ด้วยโปรแกรม MIKE 21 Toolbox

โดยจะมีเครื่องมือช่วยคำนวณความเร็วลม จากข้อมูลตำแหน่งของพายุ



ในเครื่องมือนี้ หากใช้วิธีคำนวณความเร็วลมอย่างง่ายสุด จะต้องการข้อมูลของพายุประกอบไปด้วย

วันเวลา พิกัดของตาพายุ รัศมีของพายุ ความเร็วลมสูงสุด ความกดอากาศที่ศูนย์กลาง และความกดอากาศบริเวณรอบนอก



ในตัวอย่างนี้ ผมได้ทดสอบคำนวณการยกตัวของน้ำ จากกรณีพายุเกย์ ที่เกิดขึ้นเมื่อปี พ.ศ. 2532

โดยได้ข้อมูลพายุจากเวบไซด์


เมื่อตรวจสอบข้อมูลพายุที่ได้มาจะมีลักษณะดังรูป


เส้นทางพายุเกย์ เป็นดังรูปนี้

** รูปจาก http://www.jma.go.jp

หลังจากที่กรอกข้อมูลพายุในเครื่องมือครบแล้ว พร้อมกับระบุขนาดและจำนวณกริดที่จะให้สร้างข้อมูลลมแบบ 2 มิติ ก็สามารถสั่งรันเพื่อสร้างข้อมูลลมจากพายุได้ทันที

ตัวอย่างข้อมูลลมที่คำนวณได้จาก พายุเกย์



เมื่อได้ข้อมูลครบแล้ว ทั้งระดับน้ำที่ Boundary และลมจากพายุเกย์

ก็นำทั้งหมดมาคำนวณการยกตัวของน้ำในแบบจำลอง MIKE 21 FM

โดยตัวอย่างด้านล่างนี้ ได้ทดสอบเพื่อให้เห็นอิทธิพลของ น้ำขึ้นน้ำลง พายุ และผลรวมของทั้งคู่ (รูปเรียงตามลำดับ)



ในการใช้งานจริง จะต้องมีการปรับเทียบแบบจำลอง โดยหาข้อมูลเท่าที่มีบันทึกค่าระดับน้ำช่วงที่เกิดพายุไว้ นำมาปรับเทียบกับผลจากแบบจำลอง เพื่อให้มีความถูกต้องก่อนนำมาใช้งานเพื่อศึกษาในเหตุการณ์สมมุติอื่นๆต่อไป