ริเวอร์พลูม (River Plume) ปรากฏการณ์มวลน้ำจืดไหลลงสู่ทะเล

ริเวอร์พลูม (River Plume) คือ มวลน้ำที่มีความเค็มลดลง ซึ่งเกิดขึ้นในทะเลอันเป็นผลมาจากการผสมผสานกันระหว่างน้ำจืดที่ไหลออกจากแม่น้ำและน้ำเค็มจากมหาสมุทร ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นในพื้นที่ชายฝั่งทั่วโลก โดยทั่วไปริเวอร์พลูมจะมีลักษณะเป็นชั้นน้ำที่แผ่กว้างแต่ตื้น ซึ่งถูกจำกัดด้วยความแตกต่างของความหนาแน่นที่ชัดเจน

พื้นที่ของริเวอร์พลูมมักจะมีขนาดใหญ่กว่าความลึกของมันถึง 3-5 เท่า ดังนั้นแม้แต่แม่น้ำสายเล็กๆ ที่มีอัตราการไหลเพียง 1–10 ลูกบาศก์เมตรต่อวินาที ก็สามารถสร้างริเวอร์พลูมที่มีขอบเขตแนวนอนได้ถึง 10–100 เมตร ในขณะที่แม่น้ำสายใหญ่ที่สุดในโลกสามารถสร้างริเวอร์พลูมที่มีพื้นที่ครอบคลุมถึง 100–1,000 ตารางกิโลเมตร แม้ว่าปริมาณน้ำจืดที่ไหลลงสู่มหาสมุทรโลกจะมีสัดส่วนที่น้อย แต่ริเวอร์พลูมกลับครอบคลุมพื้นที่ไหล่ทวีปถึง 21% หรือคิดเป็นหลายล้านตารางกิโลเมตร

ความแตกต่างระหว่าง River Plume และ ROFI

ในบางกรณี ริเวอร์พลูมอาจถูกเรียกว่า ภูมิภาคที่มีอิทธิพลของน้ำจืด (Regions of Fresh Water Influence หรือ ROFIs) อย่างไรก็ตาม คำว่า ROFI มักถูกนำมาใช้กับพื้นที่ที่มีแหล่งน้ำจืดหลายแหล่งไหลมารวมกัน หรือพื้นที่ไหล่ทวีปที่ตื้นและมีความเสียดทานสูง

ความแตกต่างที่สำคัญคือเรื่องของมาตราส่วนทางเวลาและพื้นที่ โดยริเวอร์พลูมคือมวลน้ำที่มีความหนาแน่นต่ำ (buoyant water mass) ที่เกิดขึ้นจากการระบายน้ำของแม่น้ำลงสู่มหาสมุทรชายฝั่ง และมีการเปลี่ยนแปลงในระดับรายวันถึงรายสัปดาห์ ส่วน ROFI คือบริเวณกว้างที่อยู่รอบๆ ริเวอร์พลูม ซึ่งน้ำมีความเจือจางและจืดกว่ามหาสมุทรเปิด แต่ไม่มีขอบเขตที่ชัดเจน โดย ROFI จะถูกประเมินในมาตราส่วนรายฤดูกาล รายปี หรือรายทศวรรษ

กระบวนการและผลกระทบทางสิ่งแวดล้อม

ริเวอร์พลูมมีบทบาทสำคัญในการปฏิสัมพันธ์ระหว่างพื้นดินและมหาสมุทร โดยเป็นตัวนำพาความร้อน, ตะกอนจากแผ่นดิน, สารอาหาร และมลพิษที่เกิดจากมนุษย์ลงสู่มหาสมุทร ส่งผลกระทบต่อกระบวนการทางกายภาพ ชีวภาพ และธรณีเคมีในพื้นที่ชายฝั่ง เช่น การแบ่งชั้นของน้ำทะเล, กระแสน้ำชายฝั่ง, วัฏจักรคาร์บอน, การผลิตขั้นต้นของสิ่งมีชีวิต และสัณฐานวิทยาของพื้นทะเล

ระบบของริเวอร์พลูมมีความซับซ้อนและถูกควบคุมโดยปัจจัยหลายประการ เช่น ขนาดและรูปร่างของปากแม่น้ำ, อัตราการระบายน้ำ, พลังงานจากน้ำขึ้นน้ำลง, ลักษณะทางกายภาพของชายฝั่ง, กระแสน้ำในมหาสมุทร, ลม และการหมุนรอบตัวเองของโลก

โครงสร้างของริเวอร์พลูม

โครงสร้างของริเวอร์พลูมสามารถแบ่งออกเป็นหลายบริเวณตามสมดุลของกระบวนการที่เกิดขึ้น ดังนี้:

1. บริเวณแหล่งกำเนิด (Source Region)

ในบริเวณปากแม่น้ำ แรงลอยตัว (buoyancy) และโมเมนตัมของน้ำจืดเป็นปัจจัยหลักที่กำหนดการเริ่มต้นของริเวอร์พลูม การแข่งขันระหว่างการแบ่งชั้นของน้ำที่เกิดจากแม่น้ำและการผสมผสานที่เกิดจากน้ำขึ้นน้ำลงจะกำหนดคุณสมบัติของพลูม ซึ่งสามารถคำนวณได้จาก Estuarine Richardson number (Ri_E)

โดยมีตัวแปรสำคัญดังนี้:

• แรงโน้มถ่วงลดทอน (Reduced gravity, g'_r): ความเร่งเนื่องจากความแตกต่างของความหนาแน่นระหว่างน้ำจืดและน้ำเค็ม

  

• อัตราการระบายน้ำของแม่น้ำ (River discharge, Q_r):

  

• ความกว้างของปากแม่น้ำ (Estuary width, W_E):

  

• ความเร็วของน้ำขึ้นน้ำลง (Tidal velocity, u_tidal):