Developing of tsunami warning database system for Thailand

Abstract

เหตุการณ์คลื่นสึนามิในวันที่ 26 ธันวาคม 2547 เป็นเหตุการณ์ที่สร้างความสูญเสียทั้ง ด้านชีวิตและทรัพย์สินให้แก่ประเทศบริเวณชายฝั่งมหาสมุทรอินเดียเป็นอย่างมาก รวมถึงประเทศไทยบริเวณ 6 จังหวัดชายฝั่งทะเลอันดามันที่มีผู้เสียชีวิตรวมทั้งสูญหายมากกว่า 8,000 คน การลด ผลกระทบจากคลื่นสึนามิ ต้องอาศัยการพยากรณ์คลื่นสึนามิที่มีประสิทธิภาพและทันเหตุการณ์ เมื่อ เกิดเหตุการณ์แผ่นดินไหวในแต่ละครั้งและต้องสร้างองค์ความรู้ให้แก่ประชาชนที่อาจจะได้รับ ผลกระทบจากเหตุการณ์นี้ในอนาคต เพื่อให้ประชาชนสามารถเรียนรู้และสามารถเอาตัวรอดจากภัยธรรมชาติได้ ดุษฎีนิพนธ์ฉบับนี้มีวัตถุประสงค์ในการพัฒนาระบบฐานข้อมูลเพื่อการเตือนภัยคลื่นสึนามิสําหรับประเทศไทย โดยเนื้อหาประกอบด้วย 3 ส่วน ส่วนแรกเป็นการศึกษาผลกระทบจาก คลื่นสึนามิโดยใช้เทคนิคการคํานวนแบบแข็ง (Hard Computing) ซึ่งเป็นแบบจําลองทาง คณิตศาสตร์ (Numerical Simulation) อาศัยพื้นฐานของสมการควมคุมการไหล (Governing Equation) ในรูปแบบสมการคลื่นน้ําตื้นแบบเชิงเส้นและไม่เชิงเส้น (Shallow water Linear and Non linear Equation) นํามาศึกษาร่วมกับข้อมูลแผ่นดินไหว แล้วสมมุติเหตุการณ์แผ่นดินไหวขนาด ความรุนแรง 6 – 9 Mw. ที่ความลึกของจุดศูนย์กลาง 10 - 50 กิโลเมตร บริเวณ 12 พื้นที่ ใน มหาสมุทรอินเดีย รวม 420 กรณีศึกษา เพื่อศึกษาผลกระทบในรูปแบบความสูงคลื่นสูงสุด และเวลา ที่คลื่นลูกแรกเข้าปะทะบริเวณชายฝั่งทะเลอันดามันของประเทศไทยใน 58 ชุมชน (จากข้อมูล เหตุการณ์คลื่นสึนามิ 26 ธันวาคม 2547) ซึ่งผลจากการศึกษาวิจัยพบว่า คลื่นจะเดินทางมาถึงชายฝั่ง ทะเลอันดามันเร็วที่สุดประมาณ 66.5 นาที และมีความสูงคลื่นสูงสุด 29 เมตร บริเวณชายหาดกะตะ และกะรณตามลําดับสําหรับผลกระทบที่จะพบบริเวณอ่าวไทยใช้การสมมุติให้เกิดแผ่นดินไหวขนาด 9.0 Mw. บริเวณรอยต่อของแผ่นเปลือกโลกในเขตประเทศฟิลิปปินส์ (Manila trench) ซึ่งผลการศึกษา พบว่า คลื่นลูกแรกจะเข้ามาปะทะชายฝั่งทะเลบริเวณจังหวัดปัตตานีโดยใช้เวลาประมาณ 14 ชั่วโมง และความสูงคลื่นสูงสุดประมาณ 1 เมตร ซึ่งมีความรุนแรงน้อยกว่าชายฝั่งทะเลอันดามันที่มีความ ล่อแหลม (Vulnerability) ต่อการเกิดเหตุการณ์คลื่นสึนามิมากกว่าชายฝั่งทะเลอ่าวไทย อย่างไรก็ตามเนื่องจากคลื่นสึนามิเป็นคลื่นยาวและมีความเร็วในการเคลื่อนตัวสูง จึงยังคงเป็นอันตรายต่อชีวิตและทรัพย์สินของประชาชนบริเวณชายฝั่งการศึกษาในส่วนที่สองเป็นการศึกษาผลกระทบจากคลื่นสึนามิโดยใช้เทคนิคการ คํานวนแบบอ่อน (Soft Computing) ซึ่งเป็นการประยุกต์ใช้แบบจําลองโครงข่ายใยประสาทเทียม ประเภท General Regression Neural Network (GRNN) โดยกําหนดให้ข้อมูลนําเข้าประกอบไปด้วย จุดศูนย์กลางของแผ่นดินไหว ขนาดความรุนแรง และความลึกของแผ่นดินไหว ซึ่งเป็นข้อมูล เพื่อนํามาพยากรณ์ความสูงคลื่นสูงสุด โดยผลที่ได้จากการพยากรณ์ถูกนํามาประเมินด้วยค่าพื้นฐานที่สามารถทราบได้หลังจากเกิดเหตุการณ์แผ่นดินไหว และเวลาที่คลื่นลูกแรกเข้าปะทะชายฝั่งทางสถิติ คือค่าดัชนีประสิทธิภาพ (Efficiency index) และค่ารากที่สองของค่าความคลาดเคลื่อน กําลังสองเฉลี่ย (Root mean square error) ซึ่งผลจากการศึกษาพบว่า ค่าดัชนีประสิทธิภาพค่าเฉลี่ยเท่ากับ 0.93 และ 0.82 สําหรับการพยากรณ์คลื่นสูงสุด และเวลาที่คลื่นลูกแรกเข้าปะทะ ชายฝั่งตามลําดับ ส่วนค่ารากที่สองของค่าความคลาดเคลื่อนกําลังสองเฉลี่ย มีค่าเฉลี่ยเท่ากับ เมตร และ 51.96 นาที สําหรับการพยากรณ์คลื่นสูงสุด และเวลาที่คลื่นลูกแรกเข้าปะทะชายฝั่ง ตามลําดับ การพยากรณ์เวลาที่คลื่นลูกแรกเข้าปะทะเมื่อพิจารณาเฉพาะกลุ่มที่มีขนาดความรุนแรงของแผ่นดินไหวมากกว่าหรือเท่ากับ 8 Mw. ผลการศึกษาพบว่า ค่ารากที่สองของค่าความ คลาดเคลื่อนกําลังสองเฉลี่ย ลดลงจาก 51.96 นาที เหลือเพียง 16.79 นาทีการศึกษาในส่วนที่สาม เป็นการศึกษาระบบการเตือนภัยและการอพยพหนีภัย คลื่นสึนามิซึ่งเป็นการผสมผสานระบบทั้ง 3 ระบบ คือระบบเว็บเบสออนไลน์ (web base online) ระบบตรวจสอบคลื่นสึนามิในทะเลลึก (Deep-ocean Assessment and Reporting of Tsunami, DART) และระบบคอมพิวเตอร์เกม (Computer game) โดยนํามาประยุกต์และนําเสอในรูปแบบ เกมที่ผู้เล่นสามารถมีปฏิสัมพันธ์กับเกม และได้รับความรู้เกี่ยวกับคลื่นสึนามิได้ อนึ่งระบบการเตือนภัยคลื่นสึนามิออนไลน์ ที่ได้จากการศึกษานี้ ทางคณะผู้วิจัยได้มอบใ ผู้วิจัยได้มอบให้มูลนิธิอาสาเพื่อนพึ่ง (ภา) ยาม ยาก สภากาชาดไทย และได้นําไปติดตั้งตามชุมชนต่างๆ รวมทั้งสถานประกอบการ โรวแรมและ ที่พัน ในจังหวัดพังงา และภูเก็ตเพื่อใช้ประโยชน์ต่อไป ท้ายที่สุดมนุษย์สามารถอาศัยอยู่ร่วมกับภัย ธรรมชาติต่างๆ เช่น สึนามิ น้ําท่วม แผ่นดินไหว โคลนถล่ม หรือภัยธรรมชาติอื่นๆ ได้อย่างปลอดภัย แต่ควรมีการศึกษารูปแบบของภัยธรรมชาติ เพื่อหาแนวทางในการป้องกันและลดผลกระทบ การอพยพหนีภัย และหมั่นฝึกซ้อมการอพยพหนีภัยอยู่เป็นประจํา ทั้งนี้เนื่องจากภัยธรรมชาติสามารถ เกิดขึ้นได้ทุกเวลา