經濟效益(經濟產業促進)

(一) 異常海水溫預警與海洋熱含量監測技術

本工作項目目標發展臺灣海域海象監測及預警技術，改進目前技 術的瓶頸之外，以期進行作業化之預報，進而改善目前預報技術之不 足，提供政府相關單位執行災防決策之依據，期能達到防災或減災之 目的。以養殖漁業為例，其生產過程與所需條件較農業生產嚴苛，當 寒流來到時，容易發生魚凍死事件，因此業者須時時關切海/氣象預報，

根據水產試驗研究所 101 年報告指出，最為國人所熟知的海溫寒潮災 害應是發生於 97 年 2 月間的澎湖海域海溫驟降事件，澎湖遭逢了近 30 年以來最嚴重的災害，影響所及包括海上箱網養殖魚類大量暴斃，也 造成澎湖附近海域的生態浩劫，養殖漁業損失達到 1,500 公噸，損失 金額將近 2 億，若加上天然漁業資源損失，總估約 3,000 公噸，該年 的第 1 季漁獲也因此較往年降低了 50 至 80%。目前臺灣的養殖產業 約占全國漁業產值的 36%，對經濟產值占一定比重，更顯示海洋異常 水溫變化對社會、民生各層面影響程度則愈來愈為深廣，因此海象預 警資訊的提供更是有其必要性。

海洋熱含量與颱風強度、氣候變遷更是息息相關，面對極端天氣 事件發生頻率增加，臺灣暴露於氣候變遷導致的高風險中，如海上的 颱風所引起的暴雨、湧浪及暴潮等現象，亦可能危及陸域及海域的安 全，社會大眾與政府防救災權責單位，對於各種即時的海象與氣象資 訊需求亦與日俱增，如何掌握更多與更精確的颱風動向顯得更加重要，

因此增加對颱風在海上的觀測數據與臺灣周遭海洋熱含量變動的了解，

可提升政府執行各項災害性海象與氣象事件的預警及防災能力，達到 有效降低各種災害的影響及經濟的損失。另外，本計畫發展之浮標觀 測系統整合機電、海上作業及海洋工程技術，可承受颱風時期惡劣海 況之嚴峻考驗，技術發展已日益成熟，未來因應災防及科學研究需求，

或可發展商業模式，推廣使用。

(二) 發展與建置臺灣地區(含金門、馬祖)之 3 維波潮耦合暴 潮模式

目前 3 維海流作業化預報模式，考慮風、潮汐、海流之間交互作 用，如加上波浪之影響，在季節性變化及極端事件時，導致的水位異

常(暴潮)造成損失。在考慮波浪與海流交互影響之下，建置臺灣地區 3 維波潮耦合暴潮模式，以提供社會大眾波浪預報產品資訊服務，減少 災害所造成之損失。運用海象模式資訊發展湧升流數值預報雛型系統，

新增海象及漁業應用資訊：澎湖海域海表溫度、溫躍層，提供相關漁 業業者使用。

(三) 建置暴潮系集預報作業系統

國內外針對暴潮系集預報系統之發展已行之有年，各領域專家和 學者們投身於此研究；但綜觀各國或國內所建置之暴潮系集預報系統，

部分模式解析度低於 2 公里，無法完整掌握風暴潮所近岸地區之溢淹 行為和較為複雜且非線性之潮汐和暴潮交互作用，對於臺灣複雜水深 地形和陸地高程變化無法較好地掌握，若直接採用系集成員之氣象場 答案進行計算，恐無法有準確之暴潮預報結果，也無法計算由風暴潮 所造成之潛在溢淹範圍。

本計畫針對臺灣地區，已成功發展具備較高解析度計算網格之暴 潮系集預報模式，並基於氣象局現有暴潮預報系統下發展相關機率預 報產品，除了有效縮短模式建置時間，並避免因採用其他模式所導致 之操作問題，延誤預報員於颱風期間進行預報之寶貴時間；現有之暴 潮預報機率產品及相關暴潮預報資訊，將協助災防單位訂定未來風暴 潮之減災或災防措施，保護沿海地區居民之財產安全並降低颱風災害 對沿岸經濟之衝擊。

而這些暴潮預報展示系統的災防科研成果透過作業化程序，定期 產製暴潮預報產品傳送至中央氣象局官方網頁，提供從事航運、觀光、

休閒、海域工程等產業人員相關參考，減少自然災害所致經濟損失風 險。

(四) 海岸遊憩作業技術發展

為了達到促進經濟產業效益，開發救災環境資料即時品管技術、

整合國內外海洋預報模式、船舶、岸基波流儀、氣象觀測、它機關海嘯 水位資料即時處理作業、檢校歷史防災資料並建立海洋災防資料庫。

開發具有災害警示產品與發展海洋環境反應區域特性分析作業，作為 海洋環境反應區域特性等海洋氣候特性分析。對於經濟效益的方面，

可運用海岸遊憩及航行海象等產品的運用，對於海上之航行安全及海 上運動之遊憩，除提供一個更安全的海域活動資訊，更可促進經濟產 業之發展。

近年來國人從事海岸、海岸遊憩活動與日俱增，在警示資訊不足 下也帶來了危險，例如海灘遊憩民眾在風和日麗的天氣下被浪捲走的 事件層出不窮。為提升從事水域遊憩活動的安全性，掌握區域海岸氣 象特性及動態資訊成為必要手段。除了建置海上或岸邊測站以匯集歷 史與即時觀測波、潮、流資料，取得預測資料來進行海域遊憩管理亦 是相當普遍且有效的方式。本年度完成建置海岸遊憩作業技術發展，

該研究結合全球公開的實測、預測及遙測等巨量且多元海洋氣象資料，

發展海岸遊憩作業技術，產製警示資訊提供海洋事務相關機關與民眾 多元應用，以提高航行與海域遊憩活動安全。

海上運動風險功能

該功能能自動依模式預報資料啟動警示功能，以氣象局的作 業化 WW3 波浪預報資料為資料來源，當預報波浪超過警示標準 時，以不同的顏色反映安全性，並於臺灣周圍海岸線描繪對應之指 標顏色。於介面上則透過11 個風景區來做快速引導，讓使用者可 以切換到該國家風景區局部區域。為了更擴大警戒範圍，使長浪預 報警戒從早期的資料浮標站「點」到海岸「線」，進而延展為海岸 區域範圍之「面」。

海岸遊憩技術的發展主要提供海上運動風險警示、衝浪指數、

潛點海況等資訊，以提高水域遊憩活動，為確認海上運動風險警示 標準是否合宜，本研究透過正反向驗證對警示標準進行分析。海上 運動風險技術已於 107 年選取過去發生於近岸的 49 筆船難事件，

使用雙變數常態分布分析各種波浪相關參數組合，結果顯示當海 況符合湧浪平均週期(Tswell)大於 4.3 秒，風、湧浪平均週期差(dT) 小於 4.8 秒且風、湧浪波向差(dD)小於等於 77.6 度等三項警戒指 標時，可視為較容易發生危險之海況。

為了驗證上述警戒標準的合理性，透過正反向驗證作檢驗；正 向驗證方面，107 至 109 年臺灣沿岸船隻翻覆共 16 筆事件，僅有 1 事件發生期間未達警示標準，然該事件已超過氣象局訂定的長浪 標準許多，危險程度亦極高。在反向驗證的部分，本案團隊利用過 去無船隻翻覆意外的大型賽事期間測站資料來進行驗證，擇取108 至 109 年交通部觀光局大鵬灣國家風景區管理處辦理風帆橫渡小 琉球的活動檢驗，活動舉辦期間並無船隻意外翻覆的事件發生，比 對小琉球資料浮標的風、湧浪資料，與本訂定之警示標準比對後，

結果均不符合，故此反向驗證成立。

為精進警戒標準合理性，臺灣週邊富貴角、新竹、鵝鑾鼻及臺 東等4 座資料浮標 2019 年的湧浪資料套用至該標準，結果超過警戒 的情況平均達66.0%(圖 49)，顯示該警戒標準尚有調整的空間。經討 論後參考澳洲南威爾斯政府 NSW 網頁所提出不同波高與船隻大小 間之關係，擬新增示性波高100 cm 作為標準之一。同樣套用前述 4 座資料浮標實測湧浪資料，超過警示的情況平均降低至33.6%(圖 49)。

進一步將 109 風帆賽事期間的風、湧浪資料套用於調整後的標準進 行比對，結果全數(扣除波譜異常的 2 筆)未符合警示(表 8)，此結果 代表反向驗證成立。同樣將調整後之標準套用於 108 年至 109 所收 集的所有案例進行驗證，僅有一例未符合警示標準，故建議未來可 使用調整後之標準。

表8：109 年風帆活動期間風湧浪資料驗證調整後海上運動風險標準。

時間 Tswell>4.3

秒 dT<4.8 秒 dT≤77.6∘ Hs≧100cm 是否符合標準 2020092610 4.8 () 0.4 () 22 () 48.6 (×) 否

2020092611 波譜異常 -

2020092612 4.8 () 1.8 () 11 () 47.5 (×) 否 2020092613 5.3 () 1.7 () 34 () 43.9 (×) 否

2020092614 波譜異常 -

2020092615 5.0 () 1.8 () 23 () 43.5 (×) 否

圖 49：實測湧浪資料套用海上運動風險標準之警示機率。

使用者自訂警戒值功能

根據 108 年度拜訪墾丁國家公園管理處時所得到的回饋，該管 理單位希望能依特定的適用標準客製化示警條件，例如活動區域浪 高 1 公尺時，泳區應插上紅旗禁止遊客下水游泳、浪高 1.5 公尺則 禁止任何潛水活動等。該管理單位即可透過介面顯示的情況得知轄 區內哪些地點可能會需要插紅旗示警。因此本項工作將依此需求規 劃使用者自訂警戒值的功能，使不同的海岸管理單位能依各自管轄 海岸之適用條件進行警戒值的設定。

功能使用上，由於單一管理單位轄區內可能不只一處水域遊憩 活動景點，故設計成讓使用者自訂點位名稱，並利用輸入經緯度坐 標或直接於地圖上點選點位，預設浪高、週期、風速、流速及海溫等 5 種物理量，視實際情況進行單選或複選並輸入警戒標準及相對應 的警語標示(供使用者快速確認該警示旗幟代表的意義)。完成設定後 利用查詢功能進行點位及警語的顯示，以確認設定是正確的。也由 於單位管理單位轄區內可能有多處水域遊憩活動地點，設計提供新 增點位功能，點位新增完成後則可於點位管理中點擊進行修改或刪 除。原則上，此項功能僅提供予系統管理者以及海岸管理機關所屬 帳號使用，除此之外，其餘帳號均無設定警戒值條件以及觀看結果

功能使用上，由於單一管理單位轄區內可能不只一處水域遊憩 活動景點，故設計成讓使用者自訂點位名稱，並利用輸入經緯度坐 標或直接於地圖上點選點位，預設浪高、週期、風速、流速及海溫等 5 種物理量，視實際情況進行單選或複選並輸入警戒標準及相對應 的警語標示(供使用者快速確認該警示旗幟代表的意義)。完成設定後 利用查詢功能進行點位及警語的顯示，以確認設定是正確的。也由 於單位管理單位轄區內可能有多處水域遊憩活動地點，設計提供新 增點位功能，點位新增完成後則可於點位管理中點擊進行修改或刪 除。原則上，此項功能僅提供予系統管理者以及海岸管理機關所屬 帳號使用，除此之外，其餘帳號均無設定警戒值條件以及觀看結果