第一章 緒論
1.2 臺灣東北海域 CODAR 系統簡介
臺灣位於東亞海運樞紐，週遭有幾道重要海流，如黑潮、黑潮支流、大陸沿 岸流、南海暖流等通過，另外鄰近海域海底地形崎嶇(圖 1-3)，風場多變，更增加 了流況的複雜性(Jan et al., 2002)。由於運用 CODAR 雷達即時監測海流可以獲得空 間以及時間解析度均甚高的流況資料，我國海洋學界多年前即倡議使用此系統來 建立臺灣四周海域表層海流即時觀測網，所獲資料除可強化海洋資料庫外並可結 合數值模式發展預報技術，以提供各界在研究、防災、救難及海上休憩活動等方 面上的需求，目前觀測網建置作業已初步完成(環台各 CODAR 雷達站分佈如圖 1-4，
參見國研院臺灣海洋科技中心網站，http://www.tori.org.tw/)。
圖 1-3 臺灣周圍海底地形變化示意圖(海底地形資料來源：國科會海洋學門資料 庫)。
圖 1-4 臺灣四周海域表層海流即時觀測網各 CODAR 雷達站站位分佈示意圖(站 位地點與名稱係參考國研院臺灣海洋科技中心海洋資料庫之CODAR 資料庫)。
在圖1-4 所示之環臺 CODAR 觀測站中，蘇澳與漢本二站係由國立臺灣大學海 洋所、海軍軍官學校以及海軍大氣海洋局共同合作建置並維持，詳細情形可參見
「臺灣東北海域海流觀測」(Surface Currents Observation North East of Taiwan, SCONET)網頁(http://www-codar.oc.ntu.edu.tw)。二站量測區涵蓋範圍包括臺灣東北 部宜蘭海脊以及和平海盆交界處一帶海域，當地海底地形變化相當劇烈(圖 1-3)，
亦是黑潮流經之處。二站中，蘇澳站(Suao)位於北方澳海邊的海岬上，經度 121.8825oE，緯度 24.6002oN，漢本站(Han-Ben)則位於和平溪北岸海邊，經度 121.7695oE，緯度 24.3301oN；二雷達站均使用長距型 CODAR 系統(Long-Range SeaSonde)，各具有一支直立的發射天線以及三支相互垂直的接收天線，所用頻率 均為4.3~5.4 MHz，空間解析度則取決於所用之頻寬，目前蘇澳與漢本二站均為 8.16 km (Fang et al., 2011)。
雖然長距型 CODAR 系統在最佳情況下理論上的量測距離可達 220 km，但 Fang et al. (2011)發現蘇澳、漢本二站均會受到與那國島(Yonaguni，與二站距離均 為 110 km 左右)以及電離層干擾影響，尤其是後者在本地時間晚上 6 點到凌晨 2 點之間其效應最為嚴重。此外，雷達天線場型也會受到周遭環境的影響，若是雷 達接收天線設置的位置不佳，例如附近有較高的樹木或是建築物等之類的高大物 體，都會對天線場型產生不良效應(Kohut and Glenn, 2003; Ramp et al., 2008)，有可 能導致系統在估算流速時發生誤差(Fang et al., 2011)。Fang et al. (2011)經由海流比 對、校正，並依資料統計結果以及考慮兩站徑向交角大小等效應後，將蘇澳和漢 本二站CODAR 系統合成海流之產出結果限定在如圖 1-5 所示之 70 個站點內。在 此觀測範圍內約有 26 個觀測點位於宜蘭海脊上，另外 44 個觀測點則位於較深處 的和平海盆。為了簡化，以下將蘇澳、漢本二站 CODAR 系統之觀測海域簡稱為 SCONET 海域。
圖 1-5 蘇澳及漢本二雷達站(紅色方塊)及合成海流資料點位(深橘色十字)示意圖 (海底地形資料來源：國科會海洋學門資料庫)。
蘇澳、漢本二站自2011 年 4 月正式開始連線觀測以來，迄 2012 年 12 月所收 到的海流資料中，不免會因雷達站斷電、儀器故障，或是電離層、環境雜訊干擾 以及雷達波被遮蔽等因素影響，致使回波訊號太弱或接收不到雷達回波訊號，因 而造成此70 個觀測點合成海流資料中不時會發生有些點位無資料的情形，此期間 內各觀測點之資料缺漏數量統計如圖1-6 所示。整體而言，此期間內每個觀測點缺 漏資料之組數約介於 600~900 組之間，其數量與觀測點和雷達站之距離似乎呈正 比關係，距離雷達站越遠處之資料缺漏情形則越嚴重(圖 1-6)。如何填補觀測資料 缺漏值是發展高頻雷達海流現報作業化系統過程中一個實際的問題，因此也構成 了一個有意義的研究課題。
圖1-6 合成海流資料點位之資料缺漏數量(組數)統計(2011 年 4 月 14 日至 2012 年 12 月 31 日，每組為一小時)。