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潮流佔總海流的比例

第一章 前言

3.4 潮流佔總海流的比例

了解各浮標區域之潮流大小、方向及潮型的不同後,潮流對於海流上的影響 也不容忽視。由於不同地區的潮流方向皆不盡相同,所以先知道潮流來回運動的 方向角度,是有利於後續的研究。將馬祖站、富貴角站、龍洞站、小琉球站及七 美站分成四季,利用U-tide(Codiga,2011)之程式在 Matlab 中重建出當地的潮流大 小,最後可計算出潮流對海流所佔的比例,比例越大表示潮流主導越多。

圖3-7 為 2019 年冬季時馬祖浮標水下第一層(3.5 公尺處),原始海流(紅色線) 及重建潮流(藍色線),上下分別為 u、v 分量的流速。從圖 3-1 的潮流橢圓得知,

馬祖站潮流軌跡較橢圓。且流速達到100cm/s,重建潮流流速可達 90cm/s,u 分量 潮流所佔的海流比例為80.47% ,而 v 分量潮流流速顯得比較小,v 分量潮流所佔 海流比例為55.33%。從圖 3-7 上圖的海流趨勢也可以發現明顯的半日潮週期。

圖3-8 至圖 3-10,則為馬祖站 2019 年春季、夏季、秋季,說明同圖 3-7。其 中春、夏兩季,潮流流速約在+100cm/s 至-60cm/s 之間,表示潮流往實際東北東的 方向較強,秋、冬季時則移動的較平均。潮流佔海流比例分別是78.24%、69.94%、

74.89%,在 2019 年時冬季潮流佔的比例較高,夏季較低。

圖3-11 至圖 3-14,則為富貴角站 2018 年冬季、春季、夏季及秋季。其中夏、

秋兩季,潮流流速將近200cm/s,且潮流往實際的西方向較強,潮流佔海流比例分 別是95.83%、95.09%、94.94%以及 90.57%。

圖3-15 至圖 3-18,則為龍洞站 2018 年冬季、春季、夏季及秋季。冬季時潮流 流速約在+70cm/s 至-30cm/s 之間,在春、夏、秋季時潮流流速則明顯較小,表示 潮流往實際的東北方向較強,尤其在冬季時。潮流佔海流比例分別是 75.12%、

48.54%、43.88%以及 46.63%,龍洞在 2018 年時冬季潮流佔的比例較高。

圖3-19 至圖 3-22,則為小琉球站 2014 年秋季及 2015 年冬季、春季、夏季,

因為小琉球資料較短,故使用前一年秋季資料來分析。。小琉球的潮流在夏、秋 季時潮流流速約在+55cm/s 至-48cm/s 之間,在冬、春季時潮流流速則在+42cm/s

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至-44cm/s 之間,表示冬、春季時的漲退潮流速較平均。小琉球潮流佔海流比例分 別是46.84%、44.95%、50.59%以及 51.09%,小琉球在秋季潮流佔的比例較高,春 季較低。

圖3-23 至圖 3-26,則為七美站 2015 至 2016 年冬季、2019 年春季、夏季及 2016 秋季,因為七美站部分時間無觀測資料,故選擇完整資料來分析。七美潮流佔海 流比例分別是80.08%、75.8%、73.18%以及 76.81%,七美在秋季潮流佔的比例較 高。

海流 重建潮流

圖 3-7 馬祖浮標在冬季時之海流流速圖

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表 3-6 馬祖浮標在冬季時主軸旋轉的角度及海流變異數資訊

馬祖2018-2019 冬季 U 分量 V 分量 原始海流變異數(cm2/s2) 1841.7 879.95 重建潮流變異數(cm2/s2) 1482 486.92

重建潮流/原始海流(%) 80.47 55.33

圖 3-8 馬祖浮標在春季時之海流流速圖

表 3-7 馬祖浮標在春季時主軸旋轉的角度及海流變異數資訊

馬祖2019 春季 U 分量 V 分量

原始海流變異數(cm2/s2) 1554.6 413.91 重建潮流變異數(cm2/s2) 1216.2 224.48

重建潮流/原始海流(%) 78.24 54.23

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圖 3-9 馬祖浮標在夏季時之海流流速圖

表 3-8 馬祖浮標在夏季時主軸旋轉的角度及海流變異數資訊

馬祖2019 夏季 U 分量 V 分量

原始海流變異數(cm2/s2) 1669.8 372.69 重建潮流變異數(cm2/s2) 1167.8 210.43

重建潮流/原始海流(%) 69.94 56.46

圖 3-10 馬祖浮標在秋季時之海流流速圖

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表 3-9 馬祖浮標在秋季時主軸旋轉的角度及海流變異數資訊

馬祖2019 秋季 U 分量 V 分量

原始海流變異數(cm2/s2) 1591 881.38 重建潮流變異數(cm2/s2) 1191.5 409.38

重建潮流/原始海流(%) 74.89 46.45

海流 重建潮流

圖 3-11 富貴角浮標在冬季時之海流流速圖

表 3-10 富貴角浮標在冬季時主軸旋轉的角度及海流變異數資訊 富貴角2017-2018 冬季 U 分量 V 分量 原始海流變異數(cm2/s2) 5858.6 410.67 重建潮流變異數(cm2/s2) 5614.3 341.78

重建潮流/原始海流(%) 95.83 83.22

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圖 3-12 富貴角浮標在春季時之海流流速圖

表 3-11 富貴角浮標在春季時主軸旋轉的角度及海流變異數資訊

富貴角2018 春季 U 分量 V 分量

原始海流變異數(cm2/s2) 5059.6 361.09 重建潮流變異數(cm2/s2) 4811.2 263.73

重建潮流/原始海流(%) 95.09 73.04

圖 3-13 富貴角浮標在夏季時之海流流速圖

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表 3-12 富貴角浮標在夏季時主軸旋轉的角度及海流變異數資訊

富貴角2018 夏季 U 分量 V 分量

原始海流變異數(cm2/s2) 6732.9 308.62 重建潮流變異數(cm2/s2) 6391.9 217.92

重建潮流/原始海流(%) 94.94 70.61

圖 3-14 富貴角浮標在秋季時之海流流速圖

表 3-13 富貴角浮標在秋季時主軸旋轉的角度及海流變異數資訊

富貴角2018 秋季 U 分量 V 分量

原始海流變異數(cm2/s2) 7112.2 419.37 重建潮流變異數(cm2/s2) 6441.6 276.83

重建潮流/原始海流(%) 90.57 66.01

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海流 重建潮流

圖 3-15 龍洞浮標在冬季時之海流流速圖

表 3-14 龍洞浮標在冬季時主軸旋轉的角度及海流變異數資訊 龍洞2017-2018 冬季 U 分量 V 分量 原始海流變異數(cm2/s2) 186.58 539.24 重建潮流變異數(cm2/s2) 101.07 405.1

重建潮流/原始海流(%) 54.17 75.12

圖 3-16 龍洞浮標在春季時之海流流速圖

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表 3-15 龍洞浮標在春季時主軸旋轉的角度及海流變異數資訊

龍洞2018 春季 U 分量 V 分量

原始海流變異數(cm2/s2) 73.2487 198.3183 重建潮流變異數(cm2/s2) 34.6582 96.2551

重建潮流/原始海流(%) 47.32 48.54

圖 3-17 龍洞浮標在夏季時之海流流速圖

表 3-16 龍洞浮標在夏季時主軸旋轉的角度及海流變異數資訊

龍洞2018 夏季 U 分量 V 分量

原始海流變異數(cm2/s2) 60.7349 227.2137 重建潮流變異數(cm2/s2) 16.1963 99.7078

重建潮流/原始海流(%) 26.67 43.88

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圖 3-18 龍洞浮標在秋季時之海流流速圖

表 3-17 龍洞浮標在秋季時主軸旋轉的角度及海流變異數資訊

龍洞2018 秋季 U 分量 V 分量

原始海流變異數(cm2/s2) 72.7225 210.0843 重建潮流變異數(cm2/s2) 22.1301 97.9678

重建潮流/原始海流(%) 30.43 46.63

海流 重建潮流

圖 3-19 小琉球浮標在秋季時之海流流速圖

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表 3-18 小琉球浮標在秋季時主軸旋轉的角度及海流變異數資訊

小琉球2014 秋季 U 分量 V 分量

原始海流變異數(cm2/s2) 733.46 301.76 重建潮流變異數(cm2/s2) 343.51 113.44

重建潮流/原始海流(%) 46.84 37.59

圖 3-20 小琉球浮標在冬季時之海流流速圖

表 3-19 小琉球浮標在冬季時主軸旋轉的角度及海流變異數資訊 小琉球2014-2015 冬季 U 分量 V 分量 原始海流變異數(cm2/s2) 789.64 217.17 重建潮流變異數(cm2/s2) 354.91 71.78

重建潮流/原始海流(%) 44.95 33.05

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圖 3-21 小琉球浮標在春季時之海流流速圖

表 3-20 小琉球浮標在春季時主軸旋轉的角度及海流變異數資訊

小琉球2015 春季 U 分量 V 分量

原始海流變異數(cm2/s2) 815.2 250.94 重建潮流變異數(cm2/s2) 412.37 103.49

重建潮流/原始海流(%) 50.59 41.24

圖 3-22 小琉球浮標在夏季時之海流流速圖

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表 3-21 小琉球浮標在夏季時主軸旋轉的角度及海流變異數資訊

小琉球2015 夏季 U 分量 V 分量

原始海流變異數(cm2/s2) 1046.5 329.25 重建潮流變異數(cm2/s2) 534.69 120.68

重建潮流/原始海流(%) 51.09 36.65

海流 重建潮流

圖 3-23 七美浮標在冬季時之海流流速圖

表 3-22 七美浮標在冬季時主軸旋轉的角度及海流變異數資訊 七美2015-2016 冬季 U 分量 V 分量 原始海流變異數(cm2/s2) 780.57 1434.3 重建潮流變異數(cm2/s2) 328.11 1148.6

重建潮流/原始海流(%) 42.03 80.08

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圖 3-24 七美浮標在春季時之海流流速圖

表 3-23 七美浮標在春季時主軸旋轉的角度及海流變異數資訊

七美2019 春季 U 分量 V 分量

原始海流變異數(cm2/s2) 394.4 940.66 重建潮流變異數(cm2/s2) 153.28 713.04

重建潮流/原始海流(%) 38.87 75.8

圖 3-25 七美浮標在夏季時之海流流速圖

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表 3-24 七美浮標在夏季時主軸旋轉的角度及海流變異數資訊

七美2019 夏季 U 分量 V 分量

原始海流變異數(cm2/s2) 531.12 1188.3 重建潮流變異數(cm2/s2) 184.72 869.62

重建潮流/原始海流(%) 34.78 73.18

圖 3-26 七美浮標在秋季時之海流流速圖

表 3-25 七美浮標在秋季時主軸旋轉的角度及海流變異數資訊

七美2016 秋季 U 分量 V 分量

原始海流變異數(cm2/s2) 1487.4 1810.4 重建潮流變異數(cm2/s2) 728.64 1390.5

重建潮流/原始海流(%) 48.99 76.81

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東北季風

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