為瞭解最佳快速環境評估(Adaptive Rapid Environmental Assessment, AREA)運作方式,本計畫採用林勝豐博士 TCONFS 模式輸出結果進行模擬,TCONFS 模式可以獲得每一小時的海水溫度變化,本計畫設定範圍在東北海域緯度 25~26 度,經度 122~123.5 度,時間為 2008 年 8 月 30 日至 9 月 1 日(以 GMT 時間為準), 並以此範圍及時間設定為預定的反潛操演區。
依據傳統作法僅能統計該區域所有時段的歷史觀測資料,加以平均後,作為 該操演區的水文預報,如圖 23 是 TCONFS 模式 2008 年 8 月 30 日 24 小時變化的平 均值,用以模擬操演區歷史平均值的資料。但是一天之內海水溫度變動受各種因 素影響,會有不同程度變化,實際在操演時,海水溫度與平均的歷史溫度一定有 若干差異,如圖 24 是 TCONFS 模式於 2008 年 8 月 30 日 0800 時的模擬結果,可以 視為操演當時的水文狀況。由圖 23 與圖 24 比較可知,在部份區域仍有溫度差異 存在,也說明了水文環境是時時變動的。
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圖23 模擬操演區歷史平均值
圖24 模擬操演當時的水文狀況
為了進一步獲得海水溫度變動性資料,圖 25 為上述操演區域 24 小時的海水 表面溫度標準差變化,由圖中可知在北棉花峽谷附近海域,受到地形變化影響,
有較高的溫度變動,另外在大陸棚斜坡上,也有稍高的溫度變動。
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圖25 操演區域 24 小時的海水表面溫度標準差變化
雖然海水溫度變化會影響水下偵測效能,但是影響程度為何?是否還有其它 環境因素影響?
依據 TCONFS 模式輸出資料,利用本年度所開發的水下偵測效能整合計算模 組,進行上述操演區的水下偵測效能計算,圖 26 是依據 TCONFS 模式 8 月 30 日 0800 時的輸出,經整合模組計算後所獲的操演區在 20 公尺的音傳損耗(以 400Hz 音源、水深 20 公尺處發射,於 000 方位 18000 公尺外之音傳損耗),配合圖 27 操演區海底地形圖分析可知,大陸棚因水深較淺,音傳損耗較低,操演區右下方 因水深較深,音傳損耗較高。值得注意的是,在大陸棚斜坡區域,有更高的音傳 損耗。進一步依據 TCONFS 模式 24 小時結果,計算 24 小時之音傳損耗後,圖 28 為 24 小時之音傳損耗標準差,與圖 25 溫度變動標準差比對後,在溫度變動性最 高的區域,並未發現有較高的音傳損耗;再與圖 27 海底地形圖比對後可以發現,
在大陸棚斜坡區域,有較高的音傳損耗變動。
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圖26 操演區在 20 公尺的音傳損耗圖
圖27 操演區海底地形圖
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圖28 操演區 24 小時之音傳損耗標準差
所以利用整合計算模組分析後,可以瞭解海水溫度變化雖然會影響水下的偵 測效能,但是它的變動性並不會造成水下偵測效能劇烈變動,反觀海底地形的變 化,不僅影響海流運動,造成海水溫度的變動,也會影響水下聲波的傳遞路徑,
造成較大的偵測效能變化。
完成上述的整合計算後,在 AREA 運用上,參考圖 1AREA 運作概念圖,在設定 操演區進行反潛操演前,為了掌握操演區水下偵測效能的最新變動狀況,並有效 運用寶貴的海洋探測艦資源,應先運用海洋數值模式(例如 TCONFS 模式)進行操 演區海洋環境及水下偵測效能的變動性計算,優先針對水下偵測效能(音傳損耗)
變動大的區域,派遣海洋探測艦進行快速的海洋環境實測資料蒐集後,例如上述 大陸棚斜坡區,將最新的海洋環境資料回饋至 TCONFS 模式中,以重新計算操演區 最新的海洋環境預測資料,並配合整合計算模組,更新水下偵測效能變動性的資 料,以獲得最新且可靠的水下偵測效能值,以及相關可信區間的資料,提供艦隊 於反潛操演時,掌握操演區最新的水下偵測效能,以提昇聲納裝備的運用效益,
強化反潛偵測的戰力。
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