4-1 臺灣東部海域深海水分層斜率
從 OKTV 的溫鹽圖(圖 2-4)中分辨出黑潮深層水的密度區間，經斜率分析 後，圖 4-1(A)內黑線為密度對 OKTV 計畫溫鹽資料的平均斜率，黃色區域為每 一密度的斜率標準差，(B)則為深度 800 公尺以下至網格資料有限範圍 2000 公 尺之間，大約為 1027~1027.68 kg m-3密度區間的平均斜率放大圖。本研究並根 據此圖挑出了五個反曲點(inflection point)，分別位於 1027.6、1027.4、1027.55、
1027.6 及 1027.65 kg m-3。第二章資料分析方法內有述及，若水團的溫鹽性質呈 穩定線性變化，則應呈現一穩定固定的斜率值，如同 1027.4~1027.55 kg m-3的 區間一般，但若水文性質呈非線性的改變，則其斜率呈一直變化的情況，呈現 在斜率分析上為不停變化的區段，如 1027.26~1027.4 kg m-3所示。是故，由斜 率變化的分析可以推論 1027.26~1027.4 kg m-3及 1027.55~1027.6 kg m-3的區間為 可能的斜率變化層，而 1027.4~1027.55 kg m-3及 1027.6~1027.65 kg m-3則因其斜 率較為穩定成一定值，應是為可供分析的深層水層。
圖 4-1 (A)黑色曲線為 OKTV 溫鹽資料平均斜率，黃色部分為標準差，5 條直線分別為 1027.26、1027.4、1027.55、1027.6 及 1027.65 kg m-3的分隔線。(B)OKTV 溫鹽資料平均 斜率 1027~1027.68 kg m-3密度區段的放大圖。
再將以上幾個反曲點繪在 OKTV 溫鹽圖上，海水深度 1000 公尺以深，即 密度大約 1027.26 kg m-3以下的區域中，如圖 4-2 所示。從圖 4-2 內可觀察到 1027.26~1027.4 kg m-3及 1027.55~1027.6 kg m-3的密度區段，平均溫鹽度曲線 呈現一條略微彎曲的曲線，而 1027.4~1027.55 kg m-3及 1027.6~1027.65 kg m-3 密度區段則是較為穩定的直線段。
(A) (B)
圖 4-2 OKTV 溫鹽資料密度 1027.26 kg m-3以下之溫鹽圖，中間黑線為平均溫鹽線，藍點 為反曲點，旁標明的數字為此反曲點之密度(kg m-3)。
因此，本研究定義 1027.4~1027.55 kg m-3及 1027.6~1027.65 kg m-3為供下一 階段網格資料分析的「深海水第一層」及「深海水第二層」，而 1027.26~1027.4 kg m-3及 1027.55~1027.6 kg m-3則為「斜率變化第一層」及「斜率變化第二層」，將 不在本研究分析之內，至於總體深海水的範圍應是密度 1027.4 kg m-3以降至底 1027.75 kg m-3。以上各區間之水文性質如表 4-1 所示。
表 4-1 各深層水區段定義與性質
區間 密度(kg m-3) 鹽度 溫度值(℃) 斜率變化第一層 1027.26~1027.4 34.420~34.487 4.595~3.763 深海水第一層 1027.4~1027.55 34.487~34.551 3.763~2.701 斜率變化第二層 1027.55~1027.6 34.551~34.578 2.701~2.349 深海水第二層 1027.6~1027.65 34.578~34.610 2.349~2.040 深海水 1027.4~1027.75 34.487~34.681 3.764~1.304
若是將前述幾個反曲點畫在臺灣東部外海北緯 22.5°，東經 122°至 138°的
海洋鹽度垂直剖面上，如圖 4-3，可以更清楚瞭解其密度範圍所對應到的深度，
其中東經 126°以東 1027.4 及 1027.5 kg m-3的密度線幾乎呈現水平的情況，底下 1027.6 和 1027.65 kg m-3密度線則在臺灣東部海域有傾斜的情況產生，代表該地 有 熱 風 關 係 造 成 的 地 轉 流 流 場 。 除 此 之 外 ， 也 可 以 看 出 深 海 水 第 一 層 1027.4~1027.55 kg m-3 以及深海水第二層 1027.6~1027.65 kg m-3密度線彼此成 平行狀態，為二相對穩定的水層。
圖 4-3 北緯 22.5°，東經 122°~138°的海洋鹽度垂直剖面。黑線為密度值。
4-2 水團分析結果
本小節就擁有完整 KTV1 測線資料之航次，OR1-1012、OR1-1017、
OR1-1042、OR1-1051、OR1-1066、OR1-1081 及 OR1-1088 共七個航次分別執 行水團分析的結果，以及所有結果平均取標準差的結果，其各航次以及平均航 次的每層水團比例列如下表 4-2 及圖 4-4 所示，並也於其中列出水團比例之標準 差。
表 4-2 各航次水團組成比例
深海水第二層 2.03% 0.69% 2.71%
總體水層 1.35% 0.42% 1.72%
註：此表中所示之總體水層定義為從深海水第一層之上層密度邊界至深海水第二層之下 密度邊界之範圍，即深海水第一層加上混合層第一層以及深海水第二層的總體結果。
圖 4-4 各航次水團比例圖。綠色為 CDW，紅色為等溫鹽點，藍色為 NPIW。
從表 4-2 及圖 4-4 的結果可知，不論是各個航次的水團分析結果抑或綜合 各航次的平均結果，在深海水第一層當中，深層水 CDW 的比例(43.13%)會相當 於中層水 NPIW 的比例(40.58)，而等溫鹽點所佔的比例最小(16.29%)，而到深海 水第二層之中，深層水 CDW 的組成比例(54.87%)則大於中層水 NPIW 的比例 (32.55%)。詳細各航次水層比例剖面請見附錄一。若是觀察附錄一內各航次平均 之水團分析結果，也可以看出相同的比例情況，其標準差皆在 3%以下，如表 4-2 最下方的標準差結果。
圖 4-5 為各航次 KTV1 測線平均之水團分析結果，(A)為等溫鹽點從 1000 公尺深至 2000 公尺深的比例剖面，(B)為 NPIW 從 1000 公尺深至 2000 公尺深 之比例剖面，(C)為 CDW 從 1000 公尺深至 2000 公尺深之比例剖面。不論是(A)
圖等溫鹽點的比例剖面或者(B)圖 NPIW 的比例剖面，皆可以明顯觀察出這兩種 水團的比例隨著深度的加深而下降，至於(C)圖 CDW 的比例剖面則呈現相反的 情況，水團比例隨著深度的加深而升高，此結果也與 Emery (2003)的全球水團 描述中的結果相符。另外，不論哪一個航次水團分析的結果，NPIW 及 CDW 的 比例組成皆有與等密度線平行之趨勢，此亦可表示如第三章研究方法內述及，
水團皆沿著等密度面移動。
(A)
圖 4-5 OKTV 平均航次之 KTV1 測線 OMP 水團比例剖面圖。(A)為等溫鹽點之比例剖面，
(B)為 NPIW 比例剖面，(C)為 CDW 比例剖面。
(B)
(C)
4-3 地轉流結果
以動力高度計算各層密度區間內所得之地轉流流場，如圖 4-6、圖 4-7。圖 4-6 (A)為深海水第一層的地轉流場，(B)則為深海水第一層北緯 18~32°、東經 120~134°放大圖之地轉流場，圖 4-7 (A)為深海水第二層的地轉流場，(B)則為深 海水第二層北緯 18~32°、東經 120~134°放大圖之地轉流場，此兩流場皆以 2000 公尺深為不動層計算所得。
圖 4-6 (A)深海水第一層之地轉流場，(B)深海水第一層之地轉流場北緯 18~32°、東經 120~134°放大圖。
(A) (B)
圖 4-7 (A)深海水第二層之地轉流場，(B)深海水第二層之地轉流場北緯 18~32°、東經 120~134°放大圖。
(A) (B)
4-4 RMS 結果
第二章所處理之平面網格資料在經過密度 界 定為深海水第一層 (密度 1027.4~1027.55 kg m-3)以及深海水第二層(密度 1027.6~1027.65kg m-3)後，本節就 兩層 RMS 做一描述與比較。圖 4-8 (A)為深海水第一層之 RMS 結果，(B)為深海 北緯 23.5°~24°、東經 121.5°~122°為鹽度參考值後，RMS 的分佈基本上是呈經 向變化、等緯一致的分佈，RMS 10-3 以下的低值之區域集中在北緯 16°～25°
圖 4-8 (A)深海水第一層 RMS 結果，(B)深海水第二層 RMS 結果，兩層背景皆為該層地轉 流流場。
(A)
(B)
深海水第二層則呈現與第一層不太相同的鹽度相似度分佈型態。圖 4-8 (B) 當 中 ， 不 同 於 深 海 水 第 一 層 ， 以 臺 灣 東 部 黑 潮 流 域 北 緯 23.5°~24°、 東 經 121.5°~122°為鹽度參考值後，深海水第二層的低 RMS 區域包含整個菲律賓海盆 從北緯 16°以上的北半部，尤以北緯 23°以北至 30°之間呈現近乎於 0 的 RMS 值，
接連至北緯 23°的菲律賓海盆東方出口，由此可推論此一區域皆有相同的海水性 質。
4-4 PV 結果與水層厚度
本小節觀察 PV 於菲律賓海盆內的分佈情況以推測深海水之可能來源，由 於本研究計算 PV 的方式依賴水層厚(h)此一變數，因此於此須先計算各層密度區 間之內的水層厚度。圖 4-9 (A)為深海水第一層的 PV 分佈，藍色表示低 PV 值，
紅色表示高 PV 值，範圍從-0.001 至-0.0042 PVU (1 PVU 為 10-8m-1s-1)，(B)則為 深海水第二層之 PV 分佈，範圍從範圍從-0.0005 至-0.002 PVU，兩層背景皆為該 層地轉流流場。
圖 4-9 (A)深海水第一層 PV 分佈，(B)深海水第二層 PV 分佈，背景流場皆為該層地轉流。1 PVU=10-8 m-1 s-1 。
(A)
(B)
以 4-9(A)圖而言，類似於深海水第一層 RMS 的分佈情況(圖 4-8(A))，PV
現了水層厚度略為增加至 360 公尺高的情形，比對前圖 4-9(A)，可見其 PV 值於 此區域的升高狀況，另外，從地轉流場中也可以觀察到此地的流速約為 5 cm/s，
大於其他地區 1 cm/s 或以下之流速。
圖 4-10 (B)深海水第二層的水層厚度，與前述 RMS 或者 PV 分佈不同，在 菲律賓海盆內北緯 16°至 24°之間產生了水層厚度增加至 280 公尺，另外，可以 從此圖中觀察到相對較強的邊界水層增厚情形，臺灣東部海域的水層厚度相較其 他地方為高，大約於 280 至 300 公尺高左右，其與上述水層堆高區北方的水層厚 有相似性，依照地轉流場所示，當深海水從伊豆-小笠圓弧之外進入菲律賓海盆 之後，碰撞到琉球島弧，延著琉球島弧邊界南下至臺灣東部海域，在臺灣東部海 域型成水層厚度的增加，而這水層厚度稍微增加的情形皆可在菲律賓海盆的西方 邊界上看到。
圖 4-10 (A)深海水第一層水層厚度分佈情形，(B)深海水第二層水層厚度分佈情形。背景流 場皆為該層地轉流。
(A)
(B)