6. การแตกของคลื่น (wave breaking)

6. การแตกของคลื่น (wave breaking)

คลื่นจะแตกได้เมื่อยอดคลื่นแหลมเกินไปคือมุมของยอดแหลมน้อยกว่า 120 องศา และ ความชันของยอด  (อัตราส่วนระหว่างความสูงและความยาวคลื่น) น้อยกว่า 1/7 (ภาพที่ 8.12) ที่ความชันดังกล่าวยอดคลื่นจะเคลื่อนที่เร็วกว่าฐานทำให้เสียความสมดุล จึงทำให้เกิดการแตกตัวและเมื่อพัดเข้าสู่ฝั่ง จะเกิดการถ่ายทอดพลังงานจากคลื่นเข้าสู่ฝั่ง ซึ่งจะเรียกบริเวณนี้ว่า surf zone (ภาพที่ 8.13) ซึ่งจะมีการถ่ายทอดพลังงานเกิดขึ้นอย่างมากมาย ลักษณะการแตก ของคลื่นมี 3 แบบด้วยกันคือ

 ภาพที่ 8.12 คลื่นจะแตกตัวเมื่อัตราส่วนระหว่างความสูงและความยาวคลื่นน้อยกว่าหนึ่งต่อเจ็ด
ที่มา: Garrison (2007)

ภาพที่ 8.13 การถ่ายทอดพลังงานของคลื่นเมื่อเข้าสู่ฝั่งก่อให้เกิดพื้นที่ surf zone
ที่มา: Garrison (2007)

  
1) Plunging breaker เป็นคลื่นที่มีการปล่อยพลังงานอย่างรวดเร็วและรุนแรง เดินทางด้วย ความเร็วสูง คลื่นจะม้วนตัวไปข้างหน้าและแตกออกอย่างรวดเร็ว เกิดบริเวณที่คลื่น เดินทางเข้าฝั่งที่มีความลาดชันมาก น้ำจะคลุมอากาศไว้ทำให้มีการใช้พลังงานอย่างรวดเร็ว และมีเสียงดังเกิดขึ้น (ภาพที่ 8.14)

ภาพที่ 8.14 การแตกของคลื่นแบบ Plunging breaker
ที่มา: Garrison (1996)

2) Spilling breaker คลื่นจะแตกโดยยอดคลื่นโค้งไปข้างหน้า ปลายยอดแตกเป็นฟองขาว ทางด้านหน้า และคลื่นจะเว้าทั้งสองข้างเรียกว่า cycloid คลื่นแบบนี้จะมีความชันมากกว่า 0.01 โดยเฉพาะเมื่อมีลมพัดเข้าสู่ฝั่งในชายหาดที่มีความลาดเอียงน้อย (ภาพที่ 8.15)

ภาพที่ 8.15 การแตกของคลื่นแบบ Spilling breaker
ที่มา: Garrison (1996)

3) Surging breaker เกิดกับชายฝั่งที่มีลักษณะแห้ง(มีบางบริเวณที่น้ำซัดไม่ถึง) และมีความชันที่มี การเปลี่ยนแปลงความชันจากบริเวณที่มีความชันสูงมายังความชันน้อย คลื่นจะถอยหลังกลับ และกระแทกกับคลื่นลูกหลังที่ไล่มา (ภาพที่ 8.16)

ภาพที่ 8.16 การแตกของคลื่นแบบ Surging breaker
ที่มา: Garrison (1996)

นอกจากนี้เรายังพบคลื่นบริเวณชายฝั่งอีกประเภทหนึ่งเรียกว่า กระแสน้ำชายฝั่ง (longshore current) และกระแสน้ำออกจากฝั่ง (rip current) โดยคลื่นที่เคลื่อนที่ถึงชายหาด หลังจากถ่ายทอดพลังงานให้แก่ชายหาดแล้ว น้ำบางส่วนจะเคลื่อนไปยังชายหาดและถ้าคลื่นเหล่านั้นเกิดการซ้อนกันจะเกิดเป็น กระแสน้ำเลียบชายฝั่งได้ บางครั้งกระแสน้ำเลียบชายฝั่งอาจไหลสวนทางมาพบกันจะเกิดเป็น กระแสน้ำเคลื่อนที่ออกจากฝั่งเป็น ระยะทางไกล ๆ ได้ซึ่งจะเป็นอันตรายต่อต่อผู้ที่ว่ายน้ำเล่นตามชายฝั่ง และถ้าเกิดในระดับที่ลึกลงไป (under flow) จะยิ่งเป็นอันตรายมากขึ้น ถ้ารู้ว่ากำลังอยู่ในกระแสน้ำที่ ออกจากฝั่งดังกล่าวให้รีบว่ายน้ำขนานกับฝั่งด้านใด ด้านหนึ่งให้เร็วที่สุดก็จะหลุดพ้นจากกระแสน้ำดังกล่าวได้