3.8 子計畫五:聲納偵測參數可靠度分析
3.8.3 偵測距離不確定性分析
偵測距離在前述空間與時間上分析後,接著進行定性及定量的不確定分析。
依據圖 3-23 方式,將台灣週邊海域以 2 度經緯線劃分 15 個統計方格,分別針對 方格內之偵測距離進行不確定性分析。
定性分析
在圖 3-23 中,配合 GDEM 水文資料的網格密度,以 15 分之間隔為格點,進 行每一格點八方位的聲納偵測距離計算,將 2 度經緯線方格內之所有偵測距離,
計算其平均值與標準差,以瞭解偵測距離的不確定變化特性。圖 3-24 為 1 月份之 主動聲納統計結果,由於有層次深度作用,其偵測距離平均多為 9-11 公里,如同 之前的分析,在地形變化較大且水深較淺的區域,例如西岸大陸棚(work9~10、
work14~15)、東北之琉球島弧(work11~work12)等區域其偵測離不確定性亦較 大(標準差多在 2 公里以上),位於東南深水海域(work4)之偵測距離變動性 則較少(標準差在 1 公里以下)。到了春季如圖 3-25 之 4 月份統計資料所顯示,
隨著表面海水溫度升高,層次深度變淺,表面聲音之效應減低,使得偵測距離縮 短,約為 6-9 公里,其變動性幅度亦較冬季時為大,標準差由冬季之 1~2 公里,
增加至 3 公里左右。到了 7 月份之夏季,整體的偵測距離已縮短為 3-7 公里,如 圖 3-26 所示,其標準差亦增加為 3~4 公里左右,其變動幅度幾乎為平均值之一半,
如此一來在聲納的運用上應要特別注意。進入秋季時,如圖 3-27 顯示,由於表面 海水溫度降低,偵測距離逐漸增加為 7-10 公里,標準差亦略為減少。
由上述的分析可知,秋、冬季期間,由於上層海水溫度較低,容易形成層次 深度,使得偵測距離較遠,在春、夏季期間,表層海水溫度升高,不易形成層次 深度,連帶使得偵測距離較短,其不確定性(標準差)亦較秋冬期間為高,聲納 偵測效益不佳。此外,在淺水海域部分,較不容易受海水溫度變化影響,均具有 較遠的偵測距離,惟淺水海域的偵測距離不確定性亦較大。
圖 3-23 偵測距離統計分析網格位置示意圖
圖 3-24 台灣週邊海域 1 月份(冬季)主動聲納統計分析圖
圖 3-25 台灣週邊海域 4 月份(春季)主動聲納統計分析圖
圖 3-26 台灣週邊海域 7 月份(夏季)主動聲納統計分析圖
圖 3-27 台灣週邊海域 10 月份(秋季)主動聲納統計分析圖
定量分析 C : 表示 Covariance Matrix
由圖 3-28 的分析可知,地形的變動性與聲納偵測距離不確定性在 4~9 月份
圖 3-28 地形變動性(藍線)與聲納偵測距離不確定性(紅線)關係圖 3.8.4 結論
最後,在台灣周邊海域偵測距離的定性不確定分析上,冬季時由於有層次深 度作用,在地形變化較大且水深較淺的西部及東北之琉球島弧海域,其偵測距離 平均多為 9-11 公里,使得的其偵測距離不確定性亦較大(標準差多在 2 公里以 上)。位於東南深水海域之偵測距離變動性則較少(標準差在 1 公里以下)。到 了春季,隨著表面海水溫度升高,層次深度變淺,表面聲管之效應減低,使得偵 測距離縮短為 6-9 公里,其變動性幅度亦較冬季時為大,標準差由冬季之 1~2 公 里,增加至 3 公里左右。到了 7 月份之夏季,由於無層次深度作用,整體的偵測 距離已縮短為 3-7 公里,其標準差亦增加為 3~4 公里左右,其變動幅度幾乎為平 均值之一半,如此一來在聲納的運用上應要特別注意。進入秋季時,由於表面海 水溫度降低,偵測距離逐漸增加為 7-10 公里,標準差亦略為減少。
在分析地形的變動性與聲納偵測距離不確定上,由於地形的變動量對於聲納 偵測距離的影響程度隨著水層厚度(水深的深淺)的不同而有所改變,在淺水海
域的聲納偵測距離變化,受到地形變化的敏感度要高於深水海域,故在分析地形 就利用 Hamilton Model 方式建立一套適合求台灣周遭地音參數的模型(而地音模 型輸入參數部分之一,主要由本子計畫中之第一年成果報告所反算出之衰減係 同的計算模式(依照 Hamilton 衰減係數與粒徑大小之回歸曲線作分類,1980),模 式一為沈積物粒徑小於4.5φ、模式二為粒徑大於 4.5φ。也就是由沈積物粒徑大小