Dynamic Earth: Ocean Currents

กระแสน้ำในทะเลเกิดขึ้นจากอะไรบ้าง

แม้ว่ากระแสน้ำในทะเลจะเป็นสิ่งที่เปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา แปรปรวน ไม่แน่นอนตายตัว และไม่สามารถควบคุมให้เป็นอย่างใจเราต้องการได้ แต่มนุษย์ก็ได้ศึกษาและเรียนรู้ธรรมชาติของท้องทะเลมาเป็นเวลายาวนาน สะสมองค์ความรู้ไว้มากมายมาจนถึงปัจจุบัน เพียงพอให้เราใช้คาดการณ์ความเป็นไปของมัน สามารถเลือกวันเวลาที่จะทำกิจกรรมต่างๆ ในท้องทะเลตามที่เราต้องการได้

กระแสน้ำในทะเลเกิดจากปัจจัยหลายประการ หลักๆ ก็ได้แก่

  1. น้ำขึ้นน้ำลง ซึ่งเป็นผลมาจากแรงดึงดูดระหว่างโลกกับดวงจันทร์และดวงอาทิตย์อีกทอดหนึ่ง
  2. กระแสลมเหนือผิวน้ำ
  3. น้ำท่า หรือน้ำที่ไหลมาจากแม่น้ำลำคลอง ลงสู่ทะเล
  4. การไหลเวียนของมวลน้ำในมหาสมุทร

กระแสน้ำจากน้ำขึ้นน้ำลง

ปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลงทำให้มวลน้ำเคลื่อนที่เข้าและออกจากพื้นที่หนึ่งๆ เกิดเป็นกระแสน้ำไหล 1-2 รอบต่อวัน และมีความแรงน้อยที่สุดในช่วงที่น้ำลงต่ำสุดและขึ้นสูงสุด คือเป็นช่วงที่กำลังจะเปลี่ยนทิศทางการไหลนั่นเอง

Animation of Tide and Tidal Currents
Tide and Tidal Currents (Animation by NOAA)

เนื่องจากน้ำขึ้นน้ำลงเกิดจากการเคลื่อนที่ของดวงจันทร์และดวงอาทิตย์ซึ่งเป็นไปอย่างค่อนข้างสม่ำเสมอ นักวิทยาศาสตร์จึงสามารถคำนวณความสูงของน้ำทะเลในตำแหน่งต่างๆ ของโลกได้ล่วงหน้า แสดงออกมาในรูปของตารางน้ำ (tide table) หรือกราฟ เราจึงสามารถคาดคะเนกระแสน้ำในพื้นที่ต่างๆ ได้จากข้อมูลเหล่านี้

กระแสน้ำเนื่องจากลมเหนือผิวน้ำ

กระแสลมที่พัดผ่านเหนือผิวน้ำทะเลเป็นระยะเวลาหนึ่ง ทำให้น้ำทะเลที่ผิวน้ำเคลื่อนที่ไปด้วย และกระแสน้ำที่ระดับผิวน้ำนี้จะส่งผลต่อไปยังน้ำทะเลชั้นล่างๆ ลึกลงไปเรื่อยๆ ได้ด้วย โดยมีขนาดลดลงไปเรื่อยๆ จนถึงความลึกประมาณ 30-50 เมตร กระแสน้ำแบบนี้เรียกว่า Ekman current

กระแสน้ำแบบนี้แม้จะเกิดจากแรงลมที่ผิวน้ำ แต่ด้วยแรงโคริโอลิส (Coriolis force) จากการหมุนของโลก ทำให้กระแสน้ำที่เกิดขึ้นจะมีทิศทางทำมุม 45 องศากับทิศทางของลม โดยในซีกโลกเหนือจะเบี่ยงไปทางขวา และซีกโลกใต้จะเบี่ยงไปทางซ้าย กระแสน้ำที่ผิวน้ำจะฉุดให้มวลน้ำระดับต่ำลงไปเกิดการเคลื่อนตัวไปด้วยและเบี่ยงเบนไปอีกเรื่อยๆ เนื่องจากแรงโคริโอลิสเช่นเดียวกัน โดยมีความแรงลดลงไปเรื่อยๆ จนหมดไปที่ความลึกหนึ่ง

Image displaying Ekman Current
Ekman Current

นอกจากนี้ หากเป็นลมที่เกิดขึ้นใกล้กับชายฝั่ง จะทำให้เกิดปรากฏการณ์น้ำผุด (upwelling) หรือน้ำจม (downwelling) ซึ่งมีลักษณะเป็นกระแสน้ำ 2 ชั้นบนล่างที่ไหลต่างกัน ชั้นหนึ่งไหลออกจากฝั่ง อีกชั้นหนึ่งไหลเข้าหาฝั่ง กล่าวคือ

สำหรับซีกโลกเหนือ กระแสน้ำจะเบนไปทางขวาของทิศทางลม

  • ถ้าฝั่งอยู่ทางซ้ายมือของทิศทางลม มวลน้ำชั้นบนจะไหลออกจากฝั่ง มวลน้ำชั้นล่างจะไหลเข้ามาแทนที่ เกิดเป็นน้ำผุด (upwelling)
  • ถ้าฝั่งอยู่ทางซ้ายมือของทิศทางลม มวลน้ำชั้นบนจะไหลเข้าหาฝั่ง แล้วกดลงชั้นล่าง ดันมวลน้ำชั้นล่างออกไปจากฝั่ง เกิดเป็นน้ำจม (downwelling)

ถ้าเราดำน้ำใกล้ชายฝั่ง ในขณะที่มีกระแสลมแรงในแนวขนานฝั่ง อาจจะสัมผัสได้ถึงกระแสใต้น้ำแบบใดแบบหนึ่งใน 2 แบบนี้ได้

Upwelling
Upwelling

กระแสน้ำเนื่องจากน้ำท่า

น้ำท่าหรือน้ำจากแม่น้ำจะไหลออกสู่ทะเลทางชั้นบน แล้วเหนี่ยวน้ำให้น้ำทะเลไหลเข้าสู่แม่น้ำทางชั้นน้ำด้านล่าง เพราะน้ำท่ามีความหนาแน่นต่ำกว่าน้ำทะเลจึงลอยตัวอยู่เหนือน้ำทะเล กระแสน้ำเนื่องจากน้ำท่านี้จะมีผลกับบริเวณปากแม่น้ำเป็นหลัก ส่วนจะมีผลมากแค่ไหนขึ้นกับปริมาณน้ำที่ไหลออกมา

กระแสน้ำที่เกิดจากน้ำท่าอาจทำให้เกิดกระแสน้ำไหลตามแนวชาวฝั่ง เช่น Davidson current ที่ไหลขนานชายฝั่งรัฐวอชิงตันและโอเรกอนของสหรัฐอเมริกาขึ้นไปทางเหนือ เกิดจากน้ำจากแม่น้ำที่ไหลลงสู่ทะเลแล้วแรงโคริโอลิสทำให้เบนไปทางขวา กระแสน้ำจะมีกำลังแรงขึ้นในฤดูฝน

สำหรับในอ่าวไทย น้ำท่าไม่ค่อยมีผลต่อกระแสน้ำในทะเลมากนัก เพราะปริมาณน้ำที่ไหลลงมามีน้อยมากเมื่อเทียบกับมวลน้ำสะสมในอ่าว แต่ปริมาณน้ำท่าที่ไหลลงสู่ทะเลในแต่ละฤดูกาลจะมีผลต่อความเค็มของน้ำทะเลมากกว่า

การไหลเวียนของน้ำในมหาสมุทร

น้ำในมหาสมุทรมีการไหลเวียนรูปแบบเดียวตลอดทั้งปี (ยกเว้นกระแสน้ำในมหาสมุทรอินเดียที่มีทิศทางเปลี่ยนแปลงเนื่องจากลมมรสุมประจำฤดู) โดยได้รับอิทธิพลจากลมมรสุม ลมสินค้า และลักษณะรูปร่างของทวีปต่างๆ เป็นตัวกำหนดทิศทาง

ถ้าดูเฉพาะที่เกี่ยวกับการดำน้ำของพวกเรา ก็จะขึ้นอยู่กับพื้นที่จุดดำน้ำว่าได้รับผลจากกระแสน้ำหลักๆ ในมหาสมุทรมากแค่ไหน ถ้าเป็นอ่าวไทยของเราซึ่งเป็นส่วนเล็กๆ ต่อกับทะเลจีนใต้ ก่อนจะไปถึงพื้นที่ใหญ่ของมหาสมุทรแปซิฟิก การไหลเวียนของน้ำในมหาสมุทรก็ไม่ได้มีผลอะไรกับน้ำในอ่าวไทยมากนัก แต่ถ้าเป็นจุดดำน้ำบางแห่งอย่างเช่น เกาะ Nusa Penida หรือเกาะ Lombok ข้างๆ เกาะบาหลี ที่ช่องแคบระหว่างเกาะทั้งสามเป็นช่องทางหลักที่มวลน้ำจากมหาสมุทรแปซิฟิกจะถ่ายเทไปยังมหาสมุทรอินเดียเป็นปริมาณมากตลอดทั้งปี กระแสน้ำบริเวณนี้จึงแรงและมีความแปรปรวนเป็นพิเศษ เป็นเหตุให้เราต้องจำกัดนักดำน้ำที่จะไปดำดูโมลาโมล่าว่าต้องมีประสบการณ์สูงพอสมควรจึงจะไปได้นั่นเอง

Image Displaying Ocean Surface Currents
Ocean Surface Currents

 

ความรู้ความเข้าใจเหล่านี้จะเป็นพื้นฐานให้เราเข้าใจวิธีการคาดคะเนกระแสน้ำในจุดดำน้ำต่างๆ ได้ชัดเจนยิ่งขึ้น และคาดการณ์ได้แม่นยำขึ่้น ใครสนใจเรื่องวิธีการประเมินกระแสน้ำก่อนลงดำน้ำ อ่านต่อได้เลยที่ “เราจะคาดคะเนกระแสน้ำก่อนลงดำน้ำได้อย่างไร”

อ้างอิงจาก