環台資料浮標的海流特性

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。

綜合上述台灣海峽內的各氣象浮標資料顯示結果，多與前述其 他儀器觀測結果大致吻合。雖然氣象浮標與前一節各港口 AWCP 海 流儀等這類固定單點的觀測結果代表的是點訊息不同於高機動性且 持續性佳的浮球或是有即時且全面的 HFRs 觀測系統，但仍具代表在 該觀測區域的特性，也可增加不同系統的觀測資料的比對與驗證可信 度。

4.5 台灣西南海域反氣旋渦流統計與分析

AVISO 衛星高度計資料衍生產品 Mesoscale Eddy Trajectory Atlas product 是由 DUACS 系統下 CNES/CLS 處理，此資料分析方法由 Oregon State University (USA)的 Chelton and M. Schlax 發展並品管，由 AVISO+協助發布。當初版本 1是每週資料分析，目前已經升級到版本 4 的每日再分析資料，可以找出渦流軌跡。目前分析 1993/01-2017/01 資料的結果如表 4-3。統計以出現在台灣西南海域順時針方向旋轉的 暖渦 3 天以上為對象，自呂宋海峽的西北方向到 PHC 以南到高雄外海，

西到台灣淺灘。初步發現以季節分布以冬季最為明顯，頻率次數最多。

總計有 77 個反氣旋渦流產生，大部分是在冬季所產生的，可能是受 到較強的東北季風加強所致。表 4-4 為台灣西南海域出現持續時間最 長天數之反氣旋渦流的物理特徵分析統計，可知渦流持續時間大約為 35~108 天，最大速度 36~91cm/s，最大半徑 95~160 公里，強度振幅 7~41 公分。以下便以此反氣旋渦流實測資料最完整的兩段期間加以 說明:

4.5.1 2011年 4-5 月

2011 年 4-5 月發生的西南暖渦周圍有一顆 SVP 浮球經過，ID 為：

79034，且被捲進去渦流中呈現順時針轉圈軌跡(圖 4-44)，浮球#79034

在渦流中轉了 5 圈(Loop)(圖 4-45)，將每個 Loop 的中心、週期(T)、旋轉 速度、平均流速(Umean)以及最大流速(Umax)紀錄於表格中。Loop 半 徑為大約估計，如為橢圓則以其 1/2 長軸值與 1/2 短軸值之和的一半，

(1/2 長軸+1/2 短軸)/2，作為 Loop 的半徑值；最大流速(Umax)為單一 Loop 中最大的流速值。浮球#71417 打轉 5 圈，總共約 30 日，其中心向 西南 移動約 39 公里，平均水平傳遞速度約為 1.3km/day。(如表 4-5)Loop1~Loop5 的旋轉速度介於 0.2~0.5m/s，半徑約為 12~47 公里，平 均海流速度約 0.5m/s，該其間內流速最大值出現在 Loop4(2011 年 4 月 19 日至 26 日)且達到 1.2m/s，Loop4 與 Loop5 最大流速值皆達 1.0m/s 以上。5 個 Loop 的旋轉週期(轉一圈的時間)約為 3~8 日。將浮球資料 和 AVISO 的 SLA 海面高度變異與 ADT 絕對地轉流資料結合，(圖 4-45)可以看出浮球流速略大於地轉流速，而兩者方向則都是呈現順鐘向，

而 5 個 Loop 的海面高度介於 10~20cm。(圖 4-46)為同一顆浮球所紀錄 的流速、風速以及海水表面溫度時序圖。實測的渦流最大流速 2011 年 4 月 22 日達到 1.2m/s，打轉期間平均流速約 0.5m/s，且浮球流速也隨 著不同 Loop 有著週期性變化。從浮球紀錄的風速可知此時以北風為 主，期間風速最大可達到10m/s，而水溫皆於 24 度。

另外再2011年 4 月於高雄錨碇 ADCP 測站由表層(2m)、中層(58m) 和下層(114m)所紀錄的流速時序棍棒圖(圖 4-47)，顯示測站海流受到 西南暖渦影響，海流流向往南為主，表層流速平均約 1.0m/s，最大流 速於 2011 年 4 月 24 日達到 1.9m/s，流向朝東南，中層流速平均約 0.5m/s，最大流速於 4 月 22 日達到 1.0m/s，流向朝東南，下層流速平 均約0.3m/s，最大流速於 4 月 26 日達到 0.8m/s，流向朝東南，由此可見 高雄外海從海面到 114m 深的水層皆受到西南暖渦的影響。

4.5.2 2016年 12 月-2017 年 2 月

2016 年 12 月到 2017 年 2 月發生的西南暖渦周圍也有一顆 SVP 浮 球經過，ID 為：127384，且被捲進去渦流中呈現順時針轉圈(圖 4-48 所 示)，該浮球在渦流中轉了 16 圈，總共約 66 日，其中心向西南移動約 247 公里，平均水平傳遞速度約為 3.7km/day(如表 4-6)。

圖 4-49 為該浮球所紀錄的流速、風速以及海水表面溫度時序圖。

實測到渦流最大流速於2016 年 12 月 14 日達到 1.4m/s，打轉期間平均 流速約 0.7m/s，且浮球流速也隨著不同 Loop 有著週期性變化。從浮 球紀錄的風速此時以東北風為主，風速最大可達到 14m/s，而水溫皆 大於24度。另外將 SVP浮球、環台雷達 TOROS的表面海流和 AVISO 高度計資料結合，由圖可以看出浮球流速略大於地轉流速，環台雷達 TOROS 的遙測表面海流則與地轉流速相當，而三者方向則都是呈現 順鐘向，16 個 Loop 的海面高度介於 25~59cm，表示此 西南渦流較為 強勁。

圖4-50 為 2016 年 12 月至 2017 年 2 月的反氣旋渦流 AVISO 資料 的最大流速 vs 最大海面高度圖，本文定義渦流最大高度即為中心，以 距離中心位置正負半徑 55 公里內的最大流速與最大高度做相比，得 到高度與最大流速呈現出正比關係，本案例中最大流速達到 1.2m/s，

而對應的高度約為 0.5m。

搭配TOROS 海表面流分析(如圖 4-51 所示)發現各 Loop1~Loop16 的旋轉速度介於 0.4~0.8m/s，半徑約為 29~45 公里，平均海流速度約 0.7m/s，該其間內流速最大值出現在 Loop2(2016 年 12 月 14 日至 12 月 18 日)且達到 1.4m/s，其餘 15 個 Loop 最大流速值介於 0.7~1.2m/s。16 個 Loop 的旋轉週期(轉一圈的時間)約為 3~6 日。

台灣西南海域受到複雜地形，黑潮入侵或套流流經，此海域經常

有反氣旋渦流存在，由 SVP 浮球、環台雷達、高屏外海錨碇以及 AVISO 衛星遙測等多種實測資料交互比對，可以得知渦流中心高度差較大的 暖渦，流速較強勁，旋轉周期短，旋轉速度較大，而暖渦中心皆是朝 著西南方移動，特別在冬季產生的暖渦會受到風的強化效應，經由歷 年 AVISO 高度計資料統計可知西南暖渦每一個季節皆會出現，其中 又以冬天的出現頻率最高，此暖渦常駐對於台灣西南外海的流況影響 很明顯，在冬季常可發現自巴士海峽下半部近呂宋島側自東向西，進 入SCS 北部的黑潮分支於台灣西南海域的台灣淺灘附近結合反氣旋渦 流出現，翻轉流向沿著台灣西南海岸地形而流，然後於巴士海峽上半 部向東流出回黑潮主流北上，形成套流。而夏季時當西南季風轉弱時，

此暖渦偶有出現，但不如冬季多，推測其暖渦出現機制可能與冬季季 風的風應力作用、黑潮入侵與周遭海域地形有關。本研究除了證實該 海域暖渦的長期性存在，以及瞭解其物理特徵及季節性統計特性，未 來將進一步探討暖渦的生成機制及動力過程分析的方向。

4.6 台灣東北角冷渦

浮球資料顯示台灣東北角海域冬季常有氣旋渦流常駐出現並向 西衝上東海陸棚。而夏季時氣漩渦流中心則往東邊外海移動。而在 TOROS 雷達資料顯示不論在夏季、冬季及全年平均流場顯示都有氣 旋渦流產生。氣旋中心夏季偏往外海明顯，冬季則因為東北季風作用 下，偏移向台灣北部海岸邊。東北季風的風應力、海底地形變化應 為主要因素。

4.7 台灣海峽流場討論

台灣海峽的平均流況在夏季時比較單純而且沒有爭議的觀點就是 幾乎朝北流的流場，但是冬季時的平均流況就比較複雜而且前人研 究所得到的結論不太一致。Qiu et al., (2011)分析 1989-2007 的 110 個

歷史浮球資料，指出台灣海峽冬天的流況可分為四種型態，分別為 (1)through flow, (2)looping, (3)blocked northward intruding, (4)southward drifting，如圖 4-52 所示。本研究則收集了 1979-2016 年冬季期間通過 台灣海峽總計 220 個歷史浮球資料，參考 Qiu et al., (2011)的方法，將 流場型態做更仔細的分類，如 圖 4-53 所示，並歸納出幾點結果於後 討論說明: 範例(TxA)為各型態代表小圖編號

(1)throughflow 這種型態又可分成兩種，一(T1A)是直接由 LS 向 西進入南海北部並繼續沿著陸棚往南流，二(T1B)是由 LS 向西進 入南海，先順鐘向打圈(loop)之後再向沿著南海北部陸棚等深線 往西南流去，總共有 36 個浮球。

(2)自 LS 西進南海北部後(T2)，遇上反氣旋渦流形成 loop 後，再 由台灣南端沿著海岸線，再次東流穿越巴士海峽，轉進黑潮和台灣東 部海域，有 17 個浮球。

(3)blocked northward intrusion 這種型態也可分成兩種，從 LS 向西 進來的浮球，會先伴隨或不伴隨套流(without(T3A) or with(T3B) loop)，

再沿著 PHC 北上，但是在澎湖附近就無法繼續往北，轉而向西或西 南流入南海，有 9 個浮球。

(4)在台灣海峽北端的浮球可能會有數種不同的流向:

a.是沿著台灣海峽南下時，在彰雲隆起北側呈 U 型轉向東北，最 後擱淺(grounded)於桃竹苗海岸，有 7 個浮球(T4A)。

b.是 Southward drifting，就是受到晚秋颱風的威力(T4D)或是東北 季風的強力影響(T4B)，在強烈的風作用力下，浮球沿著表面海流沿 著台灣海峽西側經由澎湖群島西邊，不到 1 日時間，便可通過 TS 南 下進入南海，有 9 個浮球。。

c.是徘徊(lingering)於台灣北部外海，有 2 個浮球加上今年佈放的

4 個浮球。分析指出潮汐作用為主要因素，與東北季風交互作用下的 現象(T4E)。

(5)是 NE drifting，表示台灣海峽北部的海流會先沿台灣北部海岸 線往東北流到台灣東北角外海，再併入黑潮流往東北方向。2007/01 有 3 個浮球觀測結果，再加上 2017/02 佈放的 4 個浮球也觀測到相類似的 結果如 圖 4-54。分析其原因可能是東北季風作用逐漸減弱，自 TS 北 上的海水加上北方南下的 CCC 不強的作用下，先向東流到東北角後 再入黑潮北上。

綜上所述，分析的冬季浮球資料顯示出(1)through flow 這種型態 的出現比例最高，表示在冬季東北季風作下，黑潮海水從呂宋海峽向 西進入北南海之後，會沿著北南海台灣淺灘陸棚的等深線向西流，再 轉向西南流入南海內部。以及(5)NE drifting型態特別在 2017佈放在 TS 北部海域的浮球發現都在經過向東漂流到東北角海域後，會被帶入到 氣漩渦流漂流一陣時間後，在被黑潮主軸帶往東北漂流。