ประภาคาร – แสงไฟนำทางสำหรับชาวเรือ

กระโจมไฟชุมพรเขตอุดมศักดิ์ อ.สัตหีบ จ.ชลบุรี
(ภาพโดยกัปตันนีโม)

ประภาคาร หรือกระโจมไฟ (Lighthouse หรือ Light Beacon หรือเรียกรวมๆ ว่า Light) เป็นเครื่องช่วยการเดินเรืออย่างหนึ่งที่ใช้แสงไฟที่แสดงที่หมายสำคัญสำหรับการเดินเรือ มักสร้างเป็นหอคอยหรืออาคารที่มีโคมไฟขนาดใหญ่อยู่บนยอดอาคาร โดยคำว่าประภาคารใช้เรียกไฟที่มีคนอาศัยอยู่เฝ้าเป็นประจำ ส่วนกระโจมไฟใช้เรียกไฟที่ไม่มีคนอยู่เฝ้าประจำ อย่างไรก็ดีในปัจจุบันเทคโนโลยีระบบอัตโนมัติพัฒนาไปอย่างมากจนไม่จำเป็นต้องมีคนอยู่เฝ้าเป็นประจำอีกต่อไป ทำให้ประภาคารหลายแห่งเปลี่ยนไปใช้ระบบอัตโนมัติแทนการใช้คนเฝ้า และใช้คนเฝ้าระบบอัตโนมัติโดยรวมที่ศูนย์ควบคุมแทน ซึ่งจะสามารถติดตามสถานะการทำงานของไฟในความรับผิดชอบว่ายังทำงานเป็นปกติหรือไม่ จนกระทั่งในปัจจุบันการแยกชื่อเรียกระหว่างประภาคารและกระโจมไฟเริ่มจะลางเลือนไป

ประภาคาร Holtenauer Leuchtturm ปากคลองคีล ประเทศเยอรมนี
(ภาพโดยกัปตันนีโม)

ประภาคารใช้ในการแสดงที่หมายสำคัญสำหรับการเดินเรือ ซึ่งอาจเป็นปากทางเข้าอ่าว ปากแม่น้ำ และท่าเรือที่สำคัญ หรืออาจใช้แสดงที่หมายอันตรายเช่นที่ตื้น หิน และขอบฝั่ง โดยในประเทศไทยหน่วยงานที่รับผิดชอบประภาคารและกระโจมไฟในทะเลทั้งหมด (รวมถึงทุ่นไฟและเครื่องช่วยการเดินเรืออื่นๆ) คือกรมอุทกศาสตร์ กองทัพเรือ ส่วนประภาคารและกระโจมไฟในแม่น้ำแบ่งความรับผิดชอบระหว่างกรมเจ้าท่าและการท่าเรือแห่งประเทศไทย

เดิมทีโคมไฟที่ใช้บนยอดประภาคารใช้ตะเกียงน้ำมันหรือตะเกียงก๊าซ ร่วมกับเลนส์หมุนขนาดใหญ่เพื่อรวมแสงไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง โดยใช้เลนส์แบบ Fresnel Lense ที่ใช้มุมหยักช่วยในการลดความหนาและระยะโฟกัสของเลนส์ลงกว่าการใช้เลนส์โค้งธรรมดา  ต่อมาจึงได้เปลี่ยนจากตะเกียงน้ำมันหรือตะเกียงก๊าซเป็นโคมไฟฟ้ากับเลนส์หมุน หรือใช้โคมไฟบังคับทิศแบบหมุน ซึ่งมีขนาดเล็กกว่าเลนส์ Fresnel และดูแลรักษาง่ายกว่า นอกจากนี้โคมไฟสมัยใหม่บางแบบอาจใช้ไฟรอบทิศกำลังสูง (ลักษณะเดียวกับไฟยอดสิ่งปลูกสร้างที่มีความสูงสำหรับเตือนเครื่องบิน) แทนการใช้ไฟนิ่งควบคู่กับเลนส์หรือโคมหมุน

เลนส์ Fresnelสำหรับรวมแสงของประภาคาร (ภาพจากพิพิธภัณฑ์ทหารเรือ)

ประภาคารและกระโจมไฟแต่ละแห่งจะมีลักษณะไฟที่แตกต่างกัน โดยสามารถแยกแยะได้จากจังหวะวับ-วาบและสีของไฟ ซึ่งข้อมูลดังกล่าวจะระบุในแผนที่เดินเรือและในบรรณสาร List of Lights นอกจากข้อมูลจังหวะและสีของไฟแล้ว ยังมีข้อมูลตำบลที่ของไฟ ลักษณะการก่อสร้างของประภาคาร ความสูง และระยะมองเห็น (Nominal Visibility) ของไฟนั้นด้วย

แผนที่เดินเรืออิเล็กทรอนิกส์แสดงข้อมูลลักษณะ ความสูง และระยะมองเห็นของไฟ (ภาพโดยกัปตันนีโม)

เนื่องจากประภาคารใช้ในการแสดงที่หมายสำคัญ รวมถึงใช้แสดงที่อันตรายที่นักเดินเรือต้องระมัดระวัง นอกจากนี้การที่แผนที่เดินเรือแสดงตำบลที่แน่นอนของไฟยังช่วยให้นักเดินเรือใช้ประภาคารในการหาที่เรือชายฝั่งได้อีกด้วย ดังนั้นการคำนวณหาระยะมองเห็นที่แน่นอนของไฟเพื่อใช้ประกอบในการทำแผนการเดินเรือจึงเป็นเรื่องสำคัญ เพื่อให้นักเดินเรือสามารถประมาณตำบลที่และช่วงเวลาที่จะสามารถมองเห็นไฟนั้นได้

ระยะที่เกี่ยวข้องกับการคำนวณระยะมองเห็นของไฟ ได้แก่ ระยะการส่องสว่าง (Luminous Range) และระยะทางภูมิศาสตร์ (Geographical Range) โดยระยะการส่องสว่าง เป็นระยะที่คิดจากกำลังความสว่างของไฟกับทัศนวิสัย โดยไม่คำนึงถึงความสูงของไฟและความสูงของผู้สังเกต หาได้จากระยะการส่องสว่างไกลสุด (Nominal Range) ที่ระบุในแผนที่เดินเรือหรือบรรณสาร List of Lights ประกอบกับทัศนวิสัยจริงในขณะนั้น ด้วยการใช้แผนภาพ Luminous Range Diagram ตัวอย่างเช่น กระโจมไฟชุมพรเขตอุดมศักดิ์ มีระยะการส่องสว่างไกลสุด 30 ไมล์ทะเล (ตามที่ระบุในแผนที่เดินเรือ) ในวันที่มีทัศนวิสัย 5.5 ไมล์ทะเล (10 กม.) จะมีระยะการส่องสว่างมองเห็นได้ไกลประมาณ 18 ไมล์ทะเล

แผนภาพ Luminous Range Diagram (ภาพจาก Bowditch “The American Practical Navigator”)

การคำนวณระยะอีกแบบคือระยะทางภูมิศาสตร์ (Geographical Range) คิดจากความสูงของไฟ กับความสูงของผู้สังเกต และส่วนโค้งของโลก ด้วยการใช้สูตรประมาณ

โดยที่ D คือระยะถึงขอบฟ้า มีหน่วยเป็นไมล์ทะเล กับ h คือความสูง มีหน่วยเป็นฟุต ซึ่งระยะทางภูมิศาสตร์คือผลรวมของระยะถึงขอบฟ้าจากความสูงของไฟ และระยะถึงขอบฟ้าจากความสูงของผู้สังเกต ตัวอย่างเช่น ตามแผนที่เดินเรือระบุว่ากระโจมไฟชุมพรเขตอุดมศักดิ์สูง 168 เมตร (ประมาณ 550 ฟุต) กับผู้สังเกตอยู่บนดาดฟ้าเรือสูง 15 เมตร (ประมาณ 50 ฟุต) จะได้ระยะทางภูมิศาสตร์ (หรือผลรวมระยะถึงขอบฟ้า) ประมาณ 23 ไมล์ทะเล

การคำนวณระยะทางภูมิศาสตร์ (ภาพจาก Bowditch “The American Practical Navigator”)

การคิดระยะการมองเห็นของไฟ จะใช้ค่าที่น้อยกว่าระหว่างระยะการส่องสว่าง กับระยะทางภูมิศาสตร์ ดังนั้นในตัวอย่างของกระโจมไฟชุมพรเขตอุดมศักดิ์ ซึ่งมีระยะการส่องสว่าง 18 ไมล์ทะเลในทัศนวิสัย 10 กม. กับระนะทางภูมิศาสตร์ 23 ไมล์ทะเลเมื่อผู้สังเกตอยู่บนดาดฟ้าเรือสูง 15 เมตร จะมีระยะการมองเห็นของไฟ 18 ไมล์ทะเล

ประโยชน์ของการคำนวณระยะการมองเห็นของไฟ ช่วยให้นักเดินเรือสามารถประมาณจุดที่สามารถมองเห็นไฟจากประภาคารได้เป็นครั้งแรก ซึ่งช่วยให้สามารถตรวจสอบที่หมายสำคัญได้แต่เนิ่นๆ ทั้งนี้ระยะการมองเห็นของไฟขึ้นอยู่กับทัศนวิสัย (ระยะการส่องสว่าง) และความสูงของผู้สังเกต (ระยะทางภูมิศาสตร์) ซึ่งเป็นปัจจัยที่เปลี่ยนแปลงไปตามแต่ละวันและเรือแต่ละลำ และไม่สามารถกำหนดล่วงหน้าในแผนที่เดินเรือได้ ทำได้เพียงกำหนดระยะส่องสว่างไกลสุดและความสูงของไฟ นักเดินเรือจึงควรทำการคำนวณระยะการมองเห็นของไฟไว้ในแผนการเดินเรือทุกครั้ง เพื่อให้การเดินเรือเป็นไปโดยปลอดภัย

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s