CHAPMAN 邊界條件中訊號會以淺水波(shallow-water wave) 的速度離開邊界,
而 RADIATION 邊界條件下訊號在邊界上的傳輸要滿足於以下的傳輸方程式: 接著在二維流速邊界條件(M2),我們測試了 FLATHER 與 GRADIENT 兩邊 界條件,在 FLATHER 邊界條件中訊號會以外重力波(external gravity wave)的速 度離開邊界,而 GRADIENT 邊界條件則限制邊界內外的梯度為零,表示內外場 的訊號值要一樣,在三維流速邊界條件(M3)與溫度與鹽度邊界條件(T)中,本研 究僅測試了 RADIATION 邊界條件。
圖 21: 左邊開始的第一列為表面鹽度,圖中的白色曲線代表 34.5 psu 的鹽度邊 界。第二列為沿岸流的最大厚度。第三列為沿岸流的最大寬度。圖中的藍線代表 TL07 所預測的最大厚度ℎ0和最大寬度𝑤0。紅線為模式沿岸流最大厚度ℎ𝑚和模式 沿岸流𝑤𝑚。由上到下依序為 case5-8。
圖 22: 左邊開始的第一列為表面鹽度,圖中的白色曲線代表 34.5 psu 的鹽度邊 界。第二列為模式模擬的最大厚度除上 TL07 理論所預估的最大厚度(ℎ𝑚⁄ℎ0),
第三列為模式模擬的最大寬度除上 TL07 理論所預估的最大寬度(𝑤𝑚⁄𝑤0),由上 到下依序為 case5-8。
4.1 河流輸出淡水鹽度
首先,本研究將 case5 與 case6 中的 TL07 預測和數值模式的沿岸流最大厚 度和最大寬度進行比較(圖 21a 與 21b),沿岸流最大厚度及最大寬度的計算方式 可參考 3.1。如圖 21a 與 21b,可以發現與 3.1 中的觀察大致相同,最大厚度的 預測結果很合理,然而,在最大寬度上皆為預測的結果低於模式模擬,且越接近 Bulge 兩者差異越大,接著,利用ℎ𝑚/ℎ0和𝑤𝑚/𝑤0的結果來量化差異的大小(圖 22a 與 22b),與 3.1 中的實驗結果相同,最大厚度的誤差都介於 10~20%之間或是 更低,而在最大寬度的誤差大約是介於 10~50%。由此可知,在不同淡水鹽度條 件下,TL07 對沿岸流的結構依然具有第一階(first order)的可預測性。因此,為了 瞭解不同的河流輸出淡水鹽度情況下,3.3 所提到的誤差值𝐴0與𝐵0大致上互相抵 銷的結果是否依然符合,如圖 23 可以看到,在輸入淡水鹽度 10 psu 的模擬中,
誤差值𝐴0的範圍介於 0.01~0.15 之間,而誤差值𝐵0的範圍介於 0.01~0.25 之間,
並且,在輸入淡水鹽度 20 psu 的模擬中,誤差值𝐴0的範圍介於 0.01~0.15 之間,
而誤差值𝐵0的範圍介於 0.01~0.25 之間,另一方面由圖 23 可以發現,鹽度 10 psu 與 20 psu 的資料點也大致上都分布在 x=y 的直線附近,因此,由上述的分析告 訴我們,在不同的淡水鹽度條件下,本研究依然可以發現同於 3.3 中所提及的零 位渦假設與兩層流體近似所產生對應的誤差值𝐴0與𝐵0互相抵銷導致 TL07 理論 具有第一階(first order)的可預測性。
圖 23: x 軸為兩層流體近似所產生的誤差值𝐵0,y 軸為零位渦度假設所產生的誤 差值𝐴0,圖中紅色圓形代表不同流量(case1-4)模式實驗,藍色星形代表 case5(𝑄𝑟 = 5000𝑚3𝑠−1, 10𝑝𝑠𝑢) ,綠色方形代表 case6(𝑄𝑟 = 5000𝑚3𝑠−1, 20𝑝𝑠𝑢)。
4.2 南北模式邊界條件
同 4.1 的分析,本研究將 case7 與 case8 中的 TL07 預測和數值模式的沿岸流 最大厚度和最大寬度進行比較(圖 21c 與 21d),可以發現與 3.1 中的觀察大致一 樣,最大厚度的預測結果很合理,然而,在最大寬度上皆為預測的結果低於模式 模擬,且越接近 Bulge 兩者差異越大,接著,利用ℎ𝑚/ℎ0和𝑤𝑚/𝑤0的結果來量化 差異的大小(圖 22c 與 22d),與 3.1 中的實驗結果相同,最大厚度的誤差都介於 10~20%之間或是更低,而在最大寬度的誤差大約是介於 10~50%。由此可知,
在不同南北邊界的條件下,TL07 的理論依然具有第一階(first order)的可預測性。
更進一步,同樣為了檢查是否誤差值𝐴0與𝐵0能夠大致上互相抵銷,如圖 24 可以 看到,在南北邊界為 RGRR 的模擬中,誤差值𝐴0的範圍介於 0.01~0.15 之間,而 誤差值𝐵0的範圍介於 0.01~0.2 之間,並且,在南北邊界為 CGRR 的模擬中,誤 差值𝐴0的範圍介於 0.01~0.15 之間,而誤差值𝐵0的範圍介於 0.01~0.2 之間,更進 一步,由圖 24 可以發現,不論是南北邊界條件為 RGRR 或是 CGRR,資料點的 分布也大致上落在 x=y 的直線附近,因此,由上述的分析告訴我們,在不同的南 北邊界條件下,本研究依然可以發現同於 3.3 中所提及的零位渦假設與兩層流體 近似所產生對應的誤差值𝐴0與𝐵0互相抵銷。
圖 24: x 軸為兩層流體近似所產生的誤差值𝐵0,y 軸為零位渦度假設所產生的誤 差值𝐴0,圖中紅色圓形代表不同流量(case1-4)模式實驗,藍色菱形代表 case7(𝑄𝑟 = 5000𝑚3𝑠−1, 𝑅𝐺𝑅𝑅) ,綠色三角形代表 case8(𝑄𝑟 = 5000𝑚3𝑠−1, 𝐶𝐺𝑅𝑅)。