南海內孤立波之紊流擴散

4.3 南海內孤立波之紊流擴散

過後)的流速剖面，下放時量測到內波的剖面流速相對較大，表層最 大值可接近 -0.5 m/s 於深度 100 m 處，比照上圖 Sb-ADCP 的流速不 盡相同，主要的原因是 LADCP 資料的後續處理 LEDO 的演算法，此演 算是先假設為穩定的海洋，所以是採用將下放與上收所量測的到流速 平均的算法，而內孤立波的型波速度快，導致第一次測量僅下放時有 量測到內孤立波，而流速經過平均後，就會形成此失真的現象，但流 向應該不會受到影響，同樣是以 U 方向的變化較明顯，上、下層海洋 的流向呈現完全相反的現象，此為第一斜壓模內波的特性，根據前人 相關文獻，南海所盛行的內孤立波為第一斜壓模下降型內波(Yang et al., 2004)。

圖 4-24、4-25 分別為下放與上收各自的 Kz 剖面，下放時極值發 生在表層及中底層，約為 5~6×10^-3 m²s^-1，750 m 處也有一較大值超過 5×10^-3 m²s^-1，此時正值內孤立波通過，且此內孤立波位於較表層的位 置，其 Kz 在表層內孤立波存在的位置和中底層皆偏大，表示其內孤 立波造成的紊流混合能量往下傳遞與底部摩擦作用，形成水深 700m 以下有強烈的混合作用；上收時的剖面也可明顯看出中底部的強烈混 合，此所代表的是經過內孤立波攪動後的 Kz 剖面，表層幾乎沒有混 合作用，水深 500 m 以下陸續出現超過 6×10^-3 m²s^-1的值，明顯略大於 內孤立波通過時，經過內孤立波作用後中底層的紊流混合更為強烈。

測站 1 的第三次量測則是在兩個較大的內孤立波(圖中 8 點 05 分 及 9 點 36 分兩個流速遽增事件)通過後，約半小時開始下放觀測，流 速上已無太大變化，但 Kz 剖面(圖 4-26)於表層、中層及底層，各超 過 10^-2 m²s^-1，從中底層開始有接近 10^-3 m²s^-1的值延續至底層，雖然最 大值存在深度並不多，但比起前述的南海 SEATS 測站 Kz 剖面較高，

表示內孤立波通後半小時後，所造成的強烈混合作用還存在著。

4.3.2 陸棚區內波與擴散率

測站(3)已來到陸棚區，此站水深不到 400 m，圖 4-27 為測站(3) 時 Sb-ADCP 所觀測到的流速時間序列圖，在五號 5 點 5 分與 6 點整個 有二與一個流速遽增事件，以 U 方向為例，5 點 5 分的事件有兩個流 速最大值的中心點，流速最大約可達到 -1.2 m/s；6 點整的事件最 大流速約達到 -0.6 m/s，兩次的中心點皆在深度 100 m 處，比較第 一站的流速遽增事件，內波傳遞至大陸棚，流速有明顯削弱的現象。

此站同樣完成三次的 CTD/LADCP 測量，第一次測量是內波通過前 (5 日 15 點 45 分~6 點 15 分)的背景資料；第二次則是在 5 點整至 20

圖 4-28 為第二次下放與上收的溫度剖面，此次的下放與上收皆 有量測到內波，下放為溫度較低的曲線，兩條線只相隔 25 分鐘但經 內孤立波攪動後差異極大，特別於水深 100~250 m 間，溫差最大可達 到 6℃，混合層也明顯增長為 250 m；第三測量測是將 CTD/LADCP 放 至水深 150 m 處等待內波通過，圖 4-29 為溫度與鹽度的時間序列圖，

顯示內波通過時溫度從 17℃升高至 23℃，內孤立波通過後則是回復 至 17.5℃；鹽度是由 34.7 PSU 減少至 34.5 PSU，此內孤立波造成深 度 150 m 處溫度提升、鹽度降低，推測此為下降型內波，把表層高溫 低鹽的海水帶往下層混合。

圖 4-30 為測站 3 時第一次量測的 Kz 剖面，已在較淺的陸棚區，

此次量測是於內波前的背景資料，垂直混合的範圍並不大，其 Kz 僅 在表層、中層及底層各有一接近 10^-2 m²s^-1的較大值，但此次最大值以 外並無其他混合出現，所延伸的範圍就有所差異，可當作背景資料討 論；圖 4-31 為第三次量測的 Kz 剖面，比起內波前就明顯變大，尤其 從表層至中層 200 m 處，即為內孤立波存在的位置，皆超過 0.1 m²s^-1， 底層則無太大的變化，最大值出現於 180 m 可接近 1 m²s^-1，更大於特 殊地形的內潮或是深水區內孤立波所量側的值，且不同於前兩者的是 出現在中層處，推測是受內波能量受到陸棚區地形影響，產生破碎後 的消散作用。