第四章 討論
4.1 溫度-鹽度（T-S）分佈圖
台灣周遭海域水文變化複雜，主要有南海水、黑潮水、長江沖淡 水和台灣河川溪水等不同來源的水相互混合的結果。這些不同性質之 水體，會因季節性的不同，水團消長運動亦不同，因此構成了台灣周 遭海域的特殊水文特性。本研究於南海、西菲律賓海、台灣西部近岸 和東海有基本水文採樣的測站，分別有14、3、24 和 33 站，其表水 溫度與鹽度之相互關係如圖4.1 所示。溫鹽圖（T-S diagram）之結果 顯示在東海海域有著明顯的海、淡水混合，溫鹽較低的測站，主要是 受到大陸長江和閩江溪水匯入所致。台灣海峽的水則是南海水、黑潮 支流和河川沖淡水的混合結果，其測值分佈南海水及黑潮典型的溫鹽 特徵附近，鹽度小於南海水的部分，則是受到河川注入淡水之影響。
南海水及菲律賓海水則明顯分佈於南海水及黑潮典型的溫鹽特徵線 上或之間。
由於東海水團主要隨洋流影響以外，還牽涉到本身地理環境的影 響；本研究為了細部探討各個局部區域的二氧化碳變化，因此將歧異 度高之水團的溫鹽特性呈現於表4.1，主要將東海區分成高溫高鹽
（27.5 < T < 29.1, 34.0 < S < 34.5）的黑潮水、低溫高鹽的沿岸湧升水
（24.4 < T < 26.4, 33.2< S < 34.5）、低溫低鹽（22.7< T < 27.7, 19.1 <
S < 31.0）的長江沖淡水、及次低溫次低鹽的（26.4< T < 27.3, 32.0 < S
< 33.2）閩江沖淡水和混合過程後所構成的陸棚混合水（26.4 < T <
27.7, 31.0 < S < 34.0），其水團型態之分佈情況如圖 4.2 所示。
圖4.1 台灣周遭海域表水溫度與鹽度之關係圖（SCSW：南海水，KW
：黑潮水；(a)以溫度 24~31℃、鹽度 20~36 作為邊界，表示所有採樣 測站的值，(b)為(a)之局部放大。以溫度 24~31℃、鹽度 31~35 作為邊 界，主要為顯現南海水與黑潮水間的T-S 分佈情況）
（a）
（b）
表4.1 東海水團的溫鹽特性（2008 年 7 月 3 ~13 日）
Water type Temperature（T） Salinity（S）
Kuroshio Water（KW） 27.5 < T < 29.1 34.0 < S < 34.5 Costal Upwelling Water（CUW） 24.4 < T < 26.4 33.2< S < 34.2 Changjiang Diluted Water（CDW） 22.7 < T < 27.7 19.1 < S < 31.0 Changjiang Upwelling Water（CUW） 22.7 < T < 25.7 21.3 < S <28.6 Minjiang Diluted Water（MDW） 26.4 < T < 27.3 32.0 < S < 33.2 Taiwan Strait Warm Water（TSWW） 27.1 < T < 27.9 32.4 < S < 33.7 Shelf Mixing Water（SMW）
（including Taiwan Strait Warm Water, Kuroshio Water and Diluted Water）
26.4 < T < 27.7 31.0 < S < 34.0
（Kuroshio(KW):黑潮水, Coast Upwelling Water(CUW):沿岸湧升水, Changjiang Diluted Water(CDW):長江沖淡水, Changjiang Upwelling Water(CUW):長江湧升水, Minjiang Diluted Water(MDW): 閩江沖淡 水, Shelf Mixing Water(SMW): 陸棚混合水; Taiwan Strait Warm Water(TSWW):台灣海峽暖水。由於台灣海峽暖水與陸棚混合水之特 性相近，因此本研究將此兩者水團合併討論）
圖4.2 東海水團型態之分佈示意圖（2008 年 7 月 3 ~13 日）（以表 4.1 中各水團的溫鹽特性繪製而成）
4.2 二氧化碳航跡時序與水文及化學參數之關係
利用二氧化碳航跡時序（Cruise time-series profile）與各水文及化學參 數（溫度、鹽度、透光度、葉綠素a）之關係，觀察海水和大氣二氧 化碳隨航跡時間變化與各參數間變化的關係。另外，本文也對海水中 之二氧化碳作正規化（Normalized）處理，將其標準回規至基準溫度
（各海域航次期間之平均溫度）下的含量(NfCO2W)，以扣除各個海域 二氧化碳受溫度作用的影響，每個二氧化碳測值在同一基準溫度下作 比較並研判與各參數的關係，如式4.1 所示（Takahashi, 2002）
NfCO2W = fCO2Wobs × exp [0.0423(TWmean-TWobs)] ……4.1 NfCO2W：fCO2之觀測值
Tmean：測量期間溫度的平均值 Tobs：溫度之觀測值
同時將正規化前與後的海水二氧化碳分佈作比較，判斷海水二氧 化碳變化受控於溫度或非溫度作用的影響，其結果均呈現於圖4.3~
圖4.6 的（d）圖。
4.2.1 南海
南海擁有著開放性大洋及邊緣海（陸棚）的特性，靠近陸棚區域 容易受到海底地形影響，依據附錄一可得知，越靠近陸棚地區混合層 深度的比率越高，造成在部分測站有擾動的現象，故此海水二氧化碳 和其他的參數有明顯的空間變化（圖4.3）。一般來說，靠近大陸及 台灣（水深小於2000 m）的區域（測站 11、14、26、12、14、16、4
、2 及 1），其表水二氧化碳濃度低；近南海 SEATS（KK）測站（
南海海盆）和巴士海峽附近（測站6、4），表水二氧化碳呈現高值
。海水中二氧化碳的分壓（fCO2w）分佈與正規化在航次平均溫度28.4
℃下海水中二氧化碳分壓（NfCO2）的整體趨勢大略一致，除了航跡 從測站18 到 12 之間（Julian day（j-d）=154.4~155.8）表水二氧化碳 分壓明顯的隨溫度遞減而下降外，其餘的溫度變化並不明顯，故溫度 所造成的效應也較一致。
此航次從台灣經測站11 到 18 之間（j-d= 149.7），溫鹽及透光度 有明顯上下跳動。海水二氧化碳似隨鹽度跳動，並向SEATS 站逐漸 遞增。從測站18 到 SEATS 站（j-d=151.8~153.6），顯示 fCO2w也隨 著鹽度上升而提高，推測兩邊水團性質不同，兩者混合的效應所致，
而在SEATS 站停留了約兩天（j-day=151.8~153.6），水溫隨日夜變 化略有起伏有0.6℃差異（T=28.5~ 29.1 ℃），fCO2w也隨著溫度而有 日夜的改變約7.2 μatm（408.4～415.6 μatm）。
在SEATS 站啟航回程，行經測站 18，因整體區域與 18 站到 SEATS 站區域相近，亦發現 fCO2w與鹽度有相似的變化。在測站 18 到12 之間（j-d=154.4~155.8），主要為陸棚地區並受到鋒面影響，
大量降雨、溫度下降、鹽度受擾動及期間葉綠素 a 的濃度較高並有三 個峰值，峰值的出現都似乎對應fCO2w的低值。整體來說，在此期間 fCO2w隨溫度下降而遞減，亦即fCO2w的變化主要受溫度控制。
於測站12 到 16（j-d=155.8~156.6），開始遠離鋒面地區，降雨 量下降，溫度回升，並遠離陸棚，底深加深，葉綠素 a 的濃度略微降 低，而fCO2w 與 NfCO2趨勢一致，推測此區域fCO2w之變化主因並 非是溫度，其fCO2w濃度提升可能是因為遠離陸棚地區造成葉綠素a 濃度下降，生物消耗二氧化碳的能力降低所致；也可能是因為測站
航跡中，測站16 到 6 間（j-d=156.6~157.0），fCO2w呈現一個下 凹的低值，期間溫度變化不顯著，反應出 NfCO2趨勢與 fCO2w一致，
溫度並非其期間主要的控制因素，同時期間遠離陸源，底深大於三千 公尺，底層的DIC 不易帶入表層，而葉綠素的值呈現上凸峰值，推 測浮游生物吸收，使得fCO2w變低。
最後，由測站6 回到測站 1（j-d=157.0~158.2），在此期間底深 有明顯的變化，過測站3 之後進入陸棚地區，葉綠素 a 的濃度趨勢越 靠近陸棚值越高，而溫度在測站6 到 4 間變化並不明顯，但到陸棚區 域有降溫的現象，溫度與生物兩者效應的加乘，使區域中測站6 到測 站4，fCO2w逐漸上升，但靠近陸棚區域 fCO2w呈現低值。
Light (%)
NfCO2 (uatm)
340
4.2.2 西菲律賓海
二氧化碳及水文及化學參數之航跡時序資料，如圖4.4 所示。主 要從台灣近岸到西菲律賓海的開放性大洋，再從大洋回到高雄港，整 體航跡近似於來回的一條測線，各水文參數如透光度、葉綠素a、溫 度、鹽度等幾乎呈左右對稱的趨勢。在近岸地區，深度有大的梯度變 化，並且為西菲律賓海、南海、台灣海峽的交界地帶，受到高溫高鹽 的黑潮水、溫鹽較低的南海表層水與陸源的淡水互相混合。
從高雄港到測站1（j-d=170.6~170.8）為近岸地區，受陸源淡水 的影響，溫鹽明顯較低，鹽度最低值為32.9，而葉綠素 a 濃度較高，
最高值可達1 mg/m3，透光度受陸源物質影響，最低約81 %，fCO2w 有明顯的低值，主要是因為近岸地區水溫較低並且生物作用較強烈。
從測站1 到 S1（j-d=170.8~ 171.7），過程有不同水團混合及分 佈的現象，測站越往東邊，溫、鹽的變化越趨向西菲律賓海水的性質
，葉綠素a 濃度維持在一個低值約為 0.15 mg/m3，因此生物造成的效 應較低，fCO2w的變化可能與溫度有關。。
測站S1 到 S2 （j-d=171.7~175.0），整體為穩定的高溫、高鹽的 西菲律賓海水，其葉綠素a 及透光度亦相當穩定分別為 0.11 mg/m3 及94.4 %以上。水溫隨著日夜變化略有起伏，造成 fCO2w隨著水溫而 有週期性的日夜變化。而在S1 到 S2 間的測站 A1 到 A2（
j-d=174.1~174.4），因受到鋒面的影響，帶來大量的降雨，造成鹽度
、溫度在短時間內大幅度的降低。最後測站S2 回到高雄港，航跡其 間的變化與高雄港到測站S1 的結果相同，有水團混合之變化，造成 水文及生物參數的改變與陸源物質傳輸所造成的影響。
fCO2 (uatm)
NfCO2 (uatm)
340
4.2.3 台灣西部近岸
台灣西部近岸二氧化碳及水文及化學參數之航跡時序關係圖，如 圖4.5 所示。台灣西部近岸地區，在夏季有台灣海峽暖水由主要由南 海表層水組成和河川的淡水所影響，各水文參數整體趨勢變化不大，
除了在測站1 及 2（河口區）和 3（湧升區）。
測站1（j-d=178.6）為曾文溪出海口，測站 2（j-d=178.9）為大 甲溪出海口，因為淡水注入造成鹽度降低，分別為32.3 和 32.9，並 河水營養鹽輸入，葉綠素a 呈現高值，分別為 2.7 mg/m3和 2.9 mg/m3
，且河川帶來的泥沙顆粒等物質造成透光度的降低。測站 3（j-d=181.5
）為基隆外海的湧升區，溫度明顯下降，最低溫度約26 ℃，然鹽度 和葉綠素a 略為提高。
fCO2w整體變化不大，高值出現在測站3，因測站 3 為一個湧升 區，把底層富含二氧化碳的海水帶入表層；於測站3 之後的 fCO2w測 值呈現不穩定的震盪現象，推測此區的黑潮洋流與湧升區之間相互交 換及擴散所造成的擾動現象。
相較於南海及菲律賓海域，此區域的 fCO2A分佈並非穩定，有幾 個明顯的峰值，主要原因是本次的航跡與海岸相當接近，受到陸源二 氧化碳排放之影響，主要峰值對應台灣沿岸的主要設施，分別為台中 火力發電廠、通霄火力發電廠和大譚火力發電廠等。
fCO2 (uatm)
NfCO2 (uatm)
340
4.2.4 東海
在夏季時期，東海水文主要受到黑潮水與長江沖淡水的影響，使 得黑潮侵入陸棚區域有著消長之變化，由於受控於西南季風的影響，
則帶來豐沛的水氣，造成河川的流量也在夏天時期達到最高點，為東 海的河口地區提供了大量的淡水，並挾帶了大量的陸源物質輸送進入 東海，相對的造成鹽度、透光度和葉綠素a 有著明顯的變化。而靠近 沖繩海槽的區域主要受到黑潮水的影響，各水文參數在此區域也有較 為穩定的特性。而在中間陸棚區域，主要是反映了黑潮入侵混合的情 況。
台灣西部近岸二氧化碳及水文及化學參數之航跡時序關係圖，如 圖4.6 所示。於測站 6（j-d=187.2）和 30（j-d=187.8）是兩個鄰近大 陸沿岸的湧升流區域，由於湧升作用將底層較低溫的水帶至表層，有
台灣西部近岸二氧化碳及水文及化學參數之航跡時序關係圖，如 圖4.6 所示。於測站 6（j-d=187.2）和 30（j-d=187.8）是兩個鄰近大 陸沿岸的湧升流區域，由於湧升作用將底層較低溫的水帶至表層，有