第四章 結果與討論
4.1 澎湖水道 澎湖水道背景 澎湖水道背景
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除了能觀測水道上游到下游水層的混合空間分布外，還多了 40 小時的長時間定 點觀測，能夠了解當地潮汐消長對水道中混合的影響。
澎湖水道流場與水層結構
(圖 4-2)為澎湖水道 S2 站的垂直背景流速分布，是根據 LADCP 6 m 間隔平
均的垂直剖面流速 U V，水平流速 U 在高潮時有向東最大流速 0.35 m/s 在低潮
時則有最大向西流速 0.2 m/s，隨著漲退潮來回反覆，流速 V 同樣在高潮時有向
北最大流速 1.65 m/s ，低潮時流速約為 0 m/s ，且在 80~90 m 處 U V 上下流
場方向相反。(圖 4-10;4-11)為澎湖水道南北的流場空間分布，流速 U 有上下流
場相反的情形，流場 U 則是往北為主。
(圖 4-3)為澎湖水道 S2 站利用 16 次下放約 40 小時的 LADCP 流速資料所做
的潮流橢圓，此區潮汐主要受半日潮(M2 分潮)影響，周期約 12.42 hrs，橢圓大
小代表流速，橢圓越扁往復運動越明顯，而澎湖水道整層水深南北反覆運動明顯，
走向和水道地形一致。(表 4-1)為 9 月澎湖馬公港利用每小時一筆的潮位資料所
做的調和分析結果，由表可知此處 M2 振福為 1.6054 m 相位為 105.85(deg)，M2 在此區所佔之比重最重。
在水層結構方面，澎湖水道在夏季時水團有較明顯的分層現象，在水深 50
公尺以上水團呈現高溫低鹽，而在 80 公尺以下水團則呈現低溫高鹽的現象(圖 4-4)。垂直密度結構在 0~75 m 逐漸由 21 kg/m3增加至 24kg/m3，在 75 m 到底部
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則無明顯變化，可見在 0~75 m 分層緊密，75 m 以深則為容易產生水層翻轉的底
部混合(圖 4-12)，其中底部混合厚度又受到潮汐影響，在漲潮時底部混合厚度
達到 40 m，退潮時則減至 20 m，在高潮到低潮時，底部混合厚度前後約有 20 m
的差距。
澎湖水道紊流混合空間與時間分布
在澎湖水道時間分布上，(圖 4-5)為s2 站 16 次下放之 Thorpe 位移，水團 翻轉集中在底部，並且有著規律性的變化，當底部強流發生與地形的配合下，水 層垂直翻轉尺度高達 20 m。(圖 4-6)為 S2 站經過 40 小時共下放 16 次的紊流混 合情形，圖中〝。〞代表下放的時間，每次間隔約 2.5-3 個小時不等。配合上澎
湖馬公每小時一筆的潮位資料發現，其底層混合強度與厚度明顯隨著潮汐上下來
回反覆，為了解紊混合與流速的關聯性，(圖 4-7)將 s2 站 16 次下放的紊流擴散 係數、流速 V 與潮位畫在一起比較，發現在底部流場最大與最小時，底部紊流混
合係數會出現最大值10−2m2s−1，但是底部混合厚度最厚是出現在流速在最大與
最小值中間，上層混合與流速則較無明顯關聯性。故我們可知底層的紊流混合強
度 最 強 可 以 達 到10−2m2s−1最 弱 則 也 有10−4m2s−1，上 層 及 中 層 則 約 在 10−5m2s−1到10−4m2s−1之間。另外，為了比較 MicroRider 與 Thorpe 所求結果
之可靠性，本研究將 s2 站 16 次下放中的後面 10 次資料利用 Thorpe 與
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MicroRider(圖 4-9)所求之紊流係數時間分布結果放在一起比較(圖 4-8)。結果 發現兩方法在定性上的比對結果良好，除了底部混合都明顯隨著潮位的反覆消長 外，兩個方法在隨機出現混合的中上層深度上也都能將紊流混合的現象表現出 來。，如第 23、25 與 27 小時下放中，兩方法在同深度中的在整個剖面紊流混合 表現一致，而定量上量級差約在一個量級以內。
在澎湖水道的空間分布上，(圖 4-13)為利用 Thorpe 方法求出沿著澎湖水道
的混合強度剖面，隨著緯度的增加，澎湖水道底深由 120 m 深增加到 160 m，紊
流混合明顯發生在底部，並且在緯度 23.1~23.3 的區域底部紊流混合明顯小於緯
度 23.3~23.6 的底部，上層則相反。在緯度23.1~23.3 處上層有較大的紊流混合，
在緯度 23.4 度底部混合厚度則明顯高於其它地方，此區亦是澎湖水道底深最淺
與水道較狹窄處。若改以 MicroRider直接量測所得的垂直紊流擴散係數去比對 (圖 4-14)，除了在緯度 23.15 度 80m處MicroRider 有別於 Thorpe 有量測到強 度為10−2.5m2s−1的紊流擴散係數外，兩方法所量測的結果在中層下層上則頗為
相似， Thorpe method 與 MicroRider 所量測的結果都是在水道南方入口紊流混
合較小，水道北方尾處則較強，並且在同樣都在緯度 23.4 度底部有較厚的混合
厚度。
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