台灣附近海域之季節流場-Lagrangian 觀測

4-1 觀測結果

為了進一步了解台灣附近海域的流場型態並完成待釐清的課 題，本研究於 2006 年 6 月~2007 年 7 月於台灣海峽附近海域施放 30 顆 SVP 浮標，圖 4-1 為我們施放的 30 顆 SVP 浮標所有漂流軌跡 圖，大部份的軌跡都集中在台灣海峽南部、南海北部、東海與台灣海 峽東部海域，流過台灣海峽內部的浮標不多。

圖 4-2 與圖 4-3 為 2006 年 6 月施放的四顆浮標軌跡與流速分布 圖，施放在台灣西南沿岸海域的兩顆浮標順著台灣西南的順時針套流 (Centurioni et al, 2004)繞過台灣南端，其中一顆隨黑潮北上進入東 海與黃海陸棚，進入陸棚後流速微弱，約只有 0.1~0.3 m/s。另外一 顆浮標受到颱風影響而往東南漂流。在呂宋海峽西邊施放的兩顆浮標 都流到台灣東南端海域，編號 63101 軌跡的浮標也是受到不只一個 颱風影響，9 月 15 日附近有明顯的慣性週期軌跡，並在太平洋打轉 多日，最後才併入黑潮北上流往琉球群島，另一顆則壽命很短無資料。

圖 4-4 是 2006 年 7 月施放於台灣西南的五顆浮標軌跡圖，一顆

施放在較南邊的浮標(編號 63192)沒有進入順時針套流而直接穿越呂

宋海峽進入黑潮。編號 63089 浮標直接北上通過台灣海峽，另外三

顆浮標也是順著順時針套流繞出台灣南端北上進入東海陸棚。

圖 4-5 為 2006 年 11 月施放在台灣西南海域及呂宋海峽的 9 個 浮標軌跡，秋冬季有 6 個浮標從台灣海峽西南外海向西南方向流進南 海，形成西南向的東沙海流甚至延伸到越南外海的強勁南流，有 3 個 浮標則從呂宋海峽先向東北流進台灣東南端再隨著黑潮北上，其中一 顆擱淺在花蓮岸邊，另外兩顆穿越琉球群島往東形成 Kuroshio Extension。

圖 4-6 為 2006 年 12 月在澎湖水道施放的 6 個浮標軌跡與流速，

編號 63194 的浮標軌跡從 PHC 直接南下繞過台灣南端從台灣東岸北

上最後又繞過台灣北端進到台灣海峽最後擱淺在台灣西海岸，幾乎快

要環繞台灣一週，是很難得又有趣的漂流軌跡，其中在台南外海、恆

春東南方以及台灣東北角皆有打轉一圈的軌跡。其他的 5 個浮標從澎

湖水道往西南漂流進入南海，可見台灣海峽在 12 月的東北季風籠罩

下使得澎湖水道的海流受到阻擋無法繼續北上轉向西南或向南，另外

多個浮標在一月中下旬進到一個位於 21°N,119°E 的順時針渦漩向西

移動。編號 63105 的浮標則在東沙島的南方盤旋了將近兩個月，其

軌跡顯示出潮汐的影響與順時針方向的渦漩。圖 4-7 是 2007 年 1 月

19~25 日 NLOM 模式的 SSH 分布圖，結果也顯示當時存在有一個高

水位順時針渦漩。

圖 4-8 與圖 4-9 為 2007 年 1 月利用合富輪在台灣海峽北端施放 的 5 顆浮標軌跡與流速分布，編號 63102、63103、63191 三顆浮標 是同一天施放的(2007 年 1 月 11 日)，施放位置稍有不同，紅色浮標 63102 施放點最靠近大陸，63191 浮標最靠近台灣，63102 浮標直接 南下進入台灣海峽，擱淺在外傘頂洲，向南平均流速約 0.22 m/s，

63103 與 63191 浮標先往台灣北部海岸，63191 浮標擱淺在基隆海 岸附近，63103 浮標則轉而向北流到東海。編號 63190 浮標於 2007 年 1 月 25 日施放，浮標沿著大陸沿岸持續往北漂流，流速介於 0.1~0.3 m/s，流速相當微弱，浮標軌跡與 63103 浮標相同，在歷史浮標資料 庫內是相當少見的漂流路線。

圖 4-10 是中央氣象局 2006 年 12 月~2007 年 2 月彭佳嶼與東吉

島的每小時平均風速資料，風速資料顯示在 12 月下旬到 1 月下旬期

間，東吉島風速東北季風強勁，風速大部分時間介於 10~20 m/s，最

大風速超過 20 m/s，而 12 月施放在澎湖水道的浮標皆無法向北漂流

而紛紛南下，此結果似乎與這段期間強勁的東北風有關。在 2 月初開

始東吉島風速開始減弱到 2~3 m/s，2 月中旬甚至出現微弱南風，另

外彭佳嶼的風速則在 2 月初開始經常有東南風出現，風速有時達到

10 m/s，可能因為這段期間冬季東北季風的暫時減弱才會導致 2007

年 1 月施放的幾個浮標向北漂流進入東海。

4-2 表層流場的季節性變化

圖 4-11 是歷史浮標資料所有漂流軌跡圖，資料庫中已包含本研 究施放的 30 顆浮標資料，紅色十字點為浮標資料的起始點或施放 點，資料庫很多浮標施放點是在呂宋海峽，另外一部分的浮標是從太 平洋漂流進此區域。圖 4-12 是歷史浮標資料點的流速分布圖，可明 顯看到幾處流速最強(大於 1.2 m/s)的區域，分別是台灣東部黑潮的 主軸位置、呂宋海峽流速較強的區域與入侵至南海的路線，還有澎湖 水道等海域。台灣海峽西邊的流速不大，通常小於 0.4 m/s。

圖 4-13~4-16 是四個季節在水下 15 m 的所有浮標(0.5°×0.5°)平 均流速(箭頭)與流速變異量橢圓（variance ellipses），變異量橢圓在 類似太平洋上的開放海洋常發現主軸與次軸的長度是差不多的，在沿 岸或水道內主軸長度多數大於次軸長度，意謂沿岸網格內的流速變化 常常是受地形影響而沿著海岸方向，而開放海洋的流速變化方向較不 受地形影響。在夏季平均流速方面，台灣海峽流速主要皆朝北流動，

海峽東邊流速較強，平均流速約 0.6~1.0 m/s，海峽內的北流北上到

了北緯 24.5 度附近會匯流到東側繼續北上，澎湖水道與匯流後的海

域(新竹至桃園海域)流速較強，約 1 m/s。另外平均流速箭頭也顯示

夏季台灣海峽的表層水大部分是源自於南海陸棚上的水，而且南海陸

棚和東海陸棚上的流速變異量橢圓長度都很小，顯示出此海域在夏季

期間的海流相當一致。圖 4-17 為 NRL Dr. Ko 提供的 EASNFS 在 2006 年 7 月 1 日模式計算的質點漂流軌跡圖，也顯示當天台灣海峽 的表層水來自南海陸棚上。Wang and Chern (1992)指出西南季風開 始盛行時，南海水隨著西南季風進入南海東北部海域，此時南海東北 部海域均盛行著東北向的西南季風流，這些東北向的海流在通過台灣 灘後受到陸地地形的影響分成兩部分，一部分北上進入澎湖水道，一 部分轉向東南向，沿著高雄、屏東海岸南下而從台灣南端流出巴士海 峽。本研究夏季歷史浮標資料的流速資料結果(圖 4-3)與 Wang and Chern(1992)所述南海東北部夏季環流相當一致。另外，王和陳(2000) 指出夏季期間南海東北部海盆內主要應仍為氣旋環流所盤踞，所述氣 旋環流也出現在本研究的夏季平均流速分布圖上。台灣東岸的黑潮最 大的平均流速約 1.5 m/s，最大平均流速出現在綠島與台灣之間的海 域。呂宋海峽的夏季表層海流流向主要為北北東，菲律賓西邊有一股 0.5~0.7 m/s 的東北流穿越呂宋海峽後匯入黑潮。

冬季平均流速圖(圖 4-14)顯示黑潮表層最大平均流速約 0.9

m/s，出現在緯度 24.5 度附近，部份黑潮海水在台灣東北外海轉向西

北進入東海陸棚。台灣海峽東北部流場主要受東北季風主導，海流沿

著台灣北端南下進入台灣海峽東邊，流速約只有 0.3~0.4 m/s，許多

浮標資料也都顯示浮標會擱淺在台灣西岸，另外海峽北部也有少許向

南漂流的流速資料，流速更微弱，約只有 0.1~0.2 m/s。東海南部的 部份海流仍然為朝北，流速很小，這可能就是冬季的台灣暖流，其來 源可能便是黑潮。台灣西南有兩個渦流，澎湖正南方有逆時針渦流，

渦流直徑約 110 km，逆時針渦流南端有順時針渦流，直徑約 200 km。呂宋海峽的表層流速達到 0.7~0.9 m/s，流向主要為西北向或西 北西向，而南海北部的流場主要為西流或西南流。Shaw(1989)指出 黑潮入侵水出現機制與東北季風的強弱有著密切的關係。秋末時，黑 潮水從巴士海峽北上，出現在南海東北部上層海域，冬季黑潮水佔據 的範圍逐步擴大，春季則達到全盛時期，且發展成暖心高壓環流結構 (王和陳, 1987)。另外，冬季東海陸棚上的流速幾乎都是相當微弱的，

流速幾乎都小於 0.2 m/s。

秋季澎湖水道的表層流(圖 4-15)仍為向北流，過了澎湖群島後就

無法繼續北上，轉而向南或西南流動，而澎湖群島以北海域的環流類

型很類似 Jan et al. (2002)與 Wu et al. (2007)所描述海峽北部的 U 型

流場，流場主要是海峽東側為北流，西側為南流。呂宋海峽秋季的表

層流速也達到 0.7~0.9 m/s，流向主要為西北向，入侵的角度沒有冬

季時大，而南海北部的流場主要也是西流或西南流。王與陳(2000)

指出秋季時，當東北季風吹襲後，水文資料顯示在呂宋海峽北緯 21

度以南的海域內，黑潮海水幾乎是整體向西移入南海，而在恆春海脊

西測則會出現反氣旋型態的環流。王與陳(2000)所述之環流形態與本 研究秋季的表層平均環流分布趨勢相當吻合。春季台灣海峽內的浮標 資料較少(圖 4-16)，只有少數的北流，呂宋海峽的流速流向與秋季近 似，主要為北北西，呂宋島西北方有一個逆時針的渦漩，流況主要為 冬季轉為夏季的過渡時期。

綜合四季的表層水下 15 m 的平均流場，呂宋海峽的表層流速大

部份達到 0.5~0.8 m/s，春、夏、秋與冬季的流向分別為北北西、北

北東、北北西與西北向。冬季台灣海峽北部表層平均漂流流速為南

流，平均流速約 0.3~0.4 m/s。夏季台灣海峽的表層水幾乎是源自於

南海陸棚上的水，此結果與 NRL EASNFS 模式模擬結果相同，菲律

賓西邊有一股 0.5~0.7 m/s 的東北流穿越呂宋海峽後匯入黑潮，呂宋

海峽西方存在一個微弱的氣旋環流，因此夏季黑潮的表層水沒有入侵

南海，而是由南海表層水匯入黑潮。秋季海峽內流場主要是海峽東側

為北流，西側為南流，海峽北部很類似 Wu et al.(2007)描述的 U 型

流場，春季海峽內的浮標資料較少，只有少數的北流。圖 4-18 是浮

標漂流流速(15 m depth)與 Sb-ADCP 流速(30 m depth)季節流場比

較圖，Sb-ADCP 流速圖取自 Liang et al. (2003)，Liang 是綜合

1991~2000 年間的所有 Sb-ADCP 資料平均之後得到的結果。兩者流

速深度雖然稍有不同，但是夏季流場的分布趨勢與流速大小相似性是

不錯的，至於冬季流場分布除了台灣海峽內分佈不大一樣以外，其餘 地區流速流向的分布也大致相同。

4-3 台灣海峽附近的漂流軌跡類型

林(2006)指出在東北季風微弱或西南風時期，台灣海峽內存在兩 股北向的海流。當東北季風強勁的時候，整個海峽出現順風的南向海 流。由於秋冬季節常受到約雙週週期鋒面南下的影響，有時是微弱東 北風有時是強勁東北風，因此本研究分析歷史浮標軌跡資料後(包含 本研究施放的 30 顆浮標)，將台灣海峽的浮標軌跡大致分為四種類型 (圖 4-19~4-22)，圖 4-19 是第一種軌跡類型發生於西南季風盛行的時 候，浮標從南海北上進入台灣海峽，並通過台灣海峽北上進入東海，

浮標在台灣海峽的時間皆落在 6~8 月期間。

第二種跟第三種為東北季風強勁的時候，圖 4-20 是第二種浮標 軌跡類型，浮標軌跡從黑潮或東海出發進入東海陸棚，然後南下進入 台灣海峽，有些浮標會擱淺在台灣西海岸，有些浮標會直接南下穿越 台灣海峽進入南海，浮標出現在海峽內的月份落在 10 月至 1 月期 間，為秋冬季節。圖 4-21 是第三種浮標軌跡類型，也是在秋冬季節，

浮標軌跡從呂宋海峽出發，北上進到台灣海峽，但最多只能北上至澎

湖群島後就沒辦法再北上，而向南或西南漂流進入南海，浮標在海峽

沿岸水因東北風的驅動會沿著中國大陸海岸往南流，與高溫高鹽的黑 潮水在海峽中部形成一道溫鹽鋒面，使得黑潮水無法穿越海峽北上，

須待東北季風減弱才能流至海峽北方。詹(1995)也指出澎湖水道流量 受風應力阻滯而逐漸減少，澎湖水道內高溫高鹽水則被東北風壓制於 澎湖附近，第三種軌跡類型進一步證實這些理論。

圖 4-22 是第四種浮標軌跡類型，此漂流類型發生在秋季九月至 十一月，先是微弱東北季風而後變成強勁東北季風，浮標從南海北上 進到台灣海峽，但是沒有繼續北上進入東海，而是反轉南下再回到南 海，浮標反轉的時間也是介於 9 月底至 11 月初之間。幾乎所有於台 灣海峽內反轉的浮標軌跡皆是由海峽東側北上，反轉發生時浮標會慢 慢往西漂流而後南下，此漂流軌跡於過去文獻中是相當罕見的觀測資 料。Ko et al. (2003)利用數值同化模式探討台灣海峽流量的反轉現 象，根據台灣海峽內四組錨碇 ADCP 的時間序列資料顯示強的流量 反轉週期約兩個禮拜，風應力被認為是造成反轉的主因，此機制應該 就是第四種浮標軌跡類型反轉的動力機制。

本研究施放 30 顆浮標大部分都符合上述四種標流軌跡類型，只

有 2007 年 1 月利用合富輪於台灣海峽北部施放的幾顆浮標漂流類型

是之前歷史浮標資料庫不曾出現過的漂流類型，也就是在冬季微弱東

北季風的軌跡類型，浮標在 2007 年 1~2 月期間持續往東漂或往北漂