台灣海峽重要商港的流場分析

之 主 要 週 期 ， 我 們 做 了 浮 球 流 速 的 旋 轉 能 譜 分 析 (Thomson &

Emery,2014)。圖 4-20 是浮球的 v 對 u 分量 scatter plot，其中 25980 浮 球由於被卡住不動了一段時間，因此將其分成兩段時序個別做處理，

由圖可知 u 的最大速度為±150 cm/s，v 則為±100 cm/s，這應該是受到 黑潮往東北方向快速流動的影響。圖 4-21 為流速的順鐘向(S+)和逆鐘 向(S-)能譜對角頻率圖，可知這四個浮球的流動均呈現出非常顯著的 半日潮 M2 頻率，其次是慣性頻率 f，而且 M2 的能量佔了絕對主導的 地位，這也指出台灣北部沿近海域是以 M2 為主。圖 4-22 能譜對時間 以及頻率作 contour 圖，可知在浮球下放之後約 40 天內，M2 是這段 期間和海域的主要海流特性，40 天之外，也就是離開台灣東岸越遠，

M2 的能量已大幅減弱，但是仍然為當地主要的海流特性。

浮球的漂流軌跡與量測水溫可以和模式結果做比對，圖 4-23 為 ATOP 模式計算 2017 年 2 月 6 日和 16 日的 TS 北部流場，2 月 6 日東北 季風很強，2 月 16 日東北季風停歇，反映在表面流場上面就可看到明 顯的轉變，由朝南轉朝北流，與浮球的漂流軌跡也吻合。圖 4-24 是 ATOP 模式計算 2017 年 3 月 6 日和 9 日的 TS 北部表面流場與表水溫分 佈，並將浮球 16680 的漂流軌跡也重疊在圖上。此浮球於 3 月 6 日漂入 黑潮流域，通過水團鋒面，並於 3 月 9 日捲入棉花峽谷氣旋冷渦，浮球 的觀測結果大致 都和模式的計算結果相似。

分析各大國際港滿潮前後 1-6 小時的平均流速流向變化，圖 4-25 為港 研中心國際港海流儀 AWCP 放置地理位置圖。

基隆港位於台灣北部，東南西三面環山，為天然良港，屬於偏 半日潮之混合潮型。圖 4-26 基隆港外海滿潮前後 1-6 hr 平均流矢圖，(a) 為 漲 潮(b) 為 退潮 期 間 ， TOROS( 紅 色 箭頭 )與 港研 中心 (藍 色 箭 頭)2016 年資料平均。結果顯示漲潮流向以西向流入 TS 為主，退潮流 向為東南向流出 TS，流向約與海岸線平行。潮流約在基隆港滿潮之後 1~2 小時開始轉向，平均速度在滿潮之後約 3-4 小時最強。而流速的大 小，以基隆嶼附近的海流流矢來看，平均流速約介於 5 至 50 cm/s 間，

最大流速約可達 138 cm/s。而港研中心海流資料顯示漲潮以朝西流向 為主，退潮以朝東流向為主，平均流速約介於 3 至 30 cm/s 間，最大流 速約可達 118 cm/s。圖 4-27 基隆港外海 2016 年港研中心測站(藍色線) 與 TOROS 平均(紅色線)海流棍棒圖、u 方向流速、v 方向流速、總流 速和潮位，(a)為 2 月(b)為 7 月，港研中心與 TOROS 海流資料皆顯示出 基隆港外海漲退潮以東西向為主的潮流型態，海流運動方向主要集中 在沿海岸平行方向。

高雄港是一狹長海灣，總長度 12 公里，寬度約為 1 至 1.5 公里，入 口寬度則只有 100 公尺，有兩個入海通道，進出港航道長 18 公里。高雄 港潮型屬偏全日潮之混合潮型，圖 4-28 是高雄港外海滿潮前後 1-6hr 平均流矢圖，(a)為漲潮(b)為退潮期間，TOROS(紅色箭頭)與港研中 心(藍色箭頭)2016 年資料平均。漲潮流向以東南向流出 TS 為主，退潮 流向為西北向流入 TS，潮流約在滿潮之後 1 小時開始轉向，平均速度 在滿潮之後約 3-4 小時最強。而流速的大小，以最接近高雄港的海流流 矢來看，平均流速約介在 2 至 20 cm/s 間，最大的流速約可達 69 cm/s。

而港研中心海流資料顯示漲退潮皆以朝南流為主，平均流速約介於 6

至 15 cm/s 間，最大流速約可達 91 cm/s。圖 4-29 高雄港外海 2016 年 港研中心測站(藍色線)與 TOROS 平均(紅色線)海流棍棒圖、u 方向流 速、v 方向流速、總流速和潮位，(a)為 7 月(b)為 12 月，港研中心夏季 和冬季資料顯示出高雄港外海漲退潮皆以南向流為主，特別在冬季更 為明顯，而 6 月和 12 月的 TOROS 平均海流方向以西北-東南向為主，

海流運動主要集中在沿海岸平行方向。由兩者結果可以看出似乎不太 一致，可能與上下層海水分層明顯，流向不同步所致。TOROS 以表 面海流為主要探測取向。

臺中港位在臺灣西海岸的中央，距離北部的基隆港約 110 浬；

南部的高雄港約120 浬航程。是台灣西部平直沙岸上，由國人自行設 計、施工的國際港。台中港潮型屬半日潮為主之混合潮型，圖 4-30 是 台中港外海滿潮前後 1-6 hr 平均流矢圖，(a)為漲潮(b)為退潮期間，

TOROS(紅色箭頭)與港研中心(藍色箭頭)2016 年資料平均，兩者間的結 果比較可以解釋為漲退潮流向皆以北向為主，但東西向有些許差異。這可 能與儀器設置上導致的屏蔽效應有關，且TOROS主要呈現海表面2公尺內，

而AWCP取近水面下約5-10公尺的觀測結果。而流速的大小，以最接近台 中港的海流流矢來看，平均流速約介在 16 至 25 cm/s 間，最大的流 速約可達 108 cm/s。而港研中心海流資料顯示出漲退潮流向皆以北向 偏西為主，平均流速約介於 18 至 22 cm/s 間，最大流速約可達 157 cm/s。

圖 4-31 台中港外海 2016 年港研中心測站(藍色線) 與 TOROS 平均(紅色 線)海流棍棒圖、u 方向流速、v 方向流速、總流速和潮位，(a)為 2 月(b) 為 7 月，港研中心與 TOROS 海流資料顯示出冬季受到東北季風影響有 部分朝南流外，夏季則以朝北流為主，並顯示出台中港外海漲退潮以 北向流為主的潮流型態。由此可知在台中港的港研 AWCP 定點實測 資料與環台雷達的遙測結果具有相當程度一致性，而兩者平均流速相

差不大。

綜上所述，位在台灣海峽內國際港的環台雷達的遙測站與港研中 心 AWCP 測站實測結果並非具有一致性，但是大致上 TOROS 的遙測 流速大於 AWCP 的實測流速。由 TOROS 海流資料分析結果，顯示基 隆港海域與高雄港海域的海流比較有潮流特性，其它港口則不明顯。

港研中心資料與 TOROS 海流資料在潮流方向的變化部分以基隆港較 為吻合，而以夏季和冬季的棍棒圖來看兩者的海流趨勢則是台中港的 結果較為一致。各大港口海流或許是受到近岸遠近、周遭地形深淺起 伏、季風或黑潮所影響，使得漲退潮變化也變得更為複雜。