海平面上升速率與加速度之計算

本計畫將利用兩種方式估算台灣周圍海平面變化速率與加速度，

一為利用六參數分別擬合改正後之衛星測高與潮位站資料，並估算出 台灣周圍絕對海平面變化速率與加速度；另一方法為利用 Zhang and Church [2012]提出的多變量線性擬合法為基礎，結合六參數與氣候指標 擬合海平面變化，估算出未受或降低氣候因子影響之海平面上升速率 與加速度，期望能夠更精確了解台灣周圍海平面上升情形。

3.2.1 六參數擬合

台灣周圍海平面變化的季節性訊號非常明顯，在計算海平面上升 速率a₁時須同時考慮季節性(年周期與半年週期)訊號，因此以六參數擬

合海平面變化，並以最小二乘法解算未知參數。為了避免如颱風或其

Trend: 8.50±0.65 mm/yr Trend: 4.81±2.56 mm/yr

(式(3.4))、Six-parameters trend 為六參數擬合之斜率(式(3.3))、

Six-parameters+Acceleration trend 為六參數加上加速度擬合之斜率 3.2.2 多變量擬合

由第三期(104 年度)計畫成果可知，聖嬰-南方振盪(ENSO)與太平 洋年代際振盪(PDO)現象對台灣周圍海平面變化有相當的貢獻量，因此 今年度計畫結合六參數線性方程式(式(3.3))與氣候指標擬合台灣周圍 海平面變化(後續簡稱為多變量擬合)。多重 ENSO 指數(MEI)以及太平 洋年代際振盪(PDO)指數分別表示年際間變化(Interannual variability)與 年代際變化(Decadal variability)，然而兩指數皆為月平均資料。為降低 氣候因子間相互之影響，需將多重 ENSO 指數(MEI)以及太平洋年代際 振盪(PDO)指數中季節性訊號移除，且多重 ENSO 指數(MEI)代表年際 間變化(Interannual variability)，因此再將多重 ENSO 指數(MEI)分別進 行 5 個月與 65 個月移動平均，自 5 個月移動平均成果扣除 65 個月移 動平均成果，即可得到年際間變化(Interannual climate index, ICI)(圖 4.3) 。 太 平 洋 年 代 際 振 盪 (PDO) 指 數 代 表 年 代 際 變 化 (Decadal variability)，因此將移除季節性訊號的太平洋年代際振盪(PDO)指數經 65 個月移動平均處理，降低週期 10 年以下之訊號(圖 3.3)。上述使用 的參數(5 個月移動平均與 65 個月移動平均)均是參照於 Zhang and Church [2012]。

多變量線性公式如下: 其中 ICI(Interannual climate index)與 DCI(Decadal climate index)為經濾 波和正規化(正規化=原始資料/原始之料之標準偏差)處理後之多重 ENSO 指數(MEI)與太平洋年代際振盪(PDO)指數成果(圖 3.3)，g 與 h 分別為 ICI 與 DCI 係數，係數正負號表示海平面變化與對應氣候指標 (ICI 與 DCI)間為正相位或負相位，其大小表示該氣候指標對於海平面 變化影響量。

以宿霧(Cebu)潮位站周圍 2^。範圍內之測高資料平均為例，將測高 資料帶入式(3.5)中並依最小二乘法求解未知參數，再將求出未知參數 帶回式(3.5)中擬合海平面變化。比較衛星測高資料與擬合海平面可以 清楚看出(如圖 3.4 所示)，兩時間序列非常吻合，尤其是聖嬰-南方振 盪(ENSO)現象特別顯著的 1997-1998 年。另外，比較多變量擬合速率 與六參數之速率可以清楚看出(圖 3.4)，低頻氣候因子對於宿霧周圍海

圖 3.3 濾波和正規化(正規化=原始資料/原始之料之標準偏差)處理後多 重 ENSO 指數(MEI)與太平洋年代際振盪(PDO)指數成果。ICI (Interannual Climate Index)為多重 ENSO 指數(MEI)經分別經 65 個月 移動平均以及 5 個月移動平均，自 5 個月移動平均成果扣除 65 個月移

動平均之成果。DCI (Decadal Climate Index)為太平洋年代際振盪 (PDO)指數經 65 個月移動平均後之成果

圖 3.4 宿霧(Cebu)潮位站周圍 2^。範圍內之測高資料平均。ALT 為衛星 測高資料、Multivariable fitting 為多變量擬合成果、Six-parameters

Trend: 8.50±0.65 mm/yr Trend: 2.53±0.67 mm/yr

trend 為六參數擬合之斜率(式(3.3))、Multivariable trend 為多變量擬 合之斜率(式(3.5))

圖 3.5 宿霧(Cebu)潮位站周圍 2。範圍內之測高資料平均。ALT 為衛 星測高資料、Multivariable+Acceleration 為多變量擬合+加速度成果

(式(3.6))、Multivariable trend 為多變量擬合之斜率(式(3.5))、

Multivariable+Acceleration trend 為含加速度項的多變量擬合之斜率。