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近岸海流空間變化特性

在文檔中 特刊引言 海洋遙測 (頁 57-60)

關鍵詞:微波雷達、空間海流分布、裂流、潮流發電、渦漩

4. 近岸海流空間變化特性

4.1 富貴角海域的急流

富貴角海域觀測範圍內,20 米等水深線約離 岸 500 公尺,60 米等水深線約離岸 2 公里,該處 海域之平均坡度約 4%。該處海域沿岸為岬角地形,

使往返的潮流受到地形擠壓產生急流。觀測結果顯 示(圖 4),最大流速主要發生於漲潮二~四分期間,

以及退潮二~四分之間,其中漲潮時的最大流速較 退潮時大。在前述較大流速期間,最快流速達 3.92m/s,發生大潮漲潮三分時刻,而平均流速為 1.89m/s,應是目前台灣沿岸觀測到海流最強之海 域。

流速空間分布,從圖上發現,漲退潮間海流主 要沿海岸線向西北方向運行,在離岸 2 公里以外的 海域流速達 2m/s 以上,部分區域達到 3m/s 以上;

乾潮與滿潮期間,因為流速偏小近乎停止,因此部 分海域的流向計算結果紊亂。另外,本文也發現,

無論漲退潮,富貴角東側灣內常駐一股強流,其流 速可達 3m/s 以上。將觀測期間內每個分析網格的 流速資料進行統計分析,計算流速大於 1m/s 的累 積機率,如圖 8 所示,在貴角海海域水深超過 40 米處之累積機率超過 70%,顯示該海域有長時間大 範圍的急流,以潮流為主體。另外,計算觀測範圍 內的平均流速,僅繪出平均流速大於 1.0m/s 之分 佈位置如圖 9 所示,可見富貴角灣外海域之平均流 速皆大於 1m/s,可作為未來的潮流發電研究基地。

圖 7 富貴角海域各潮時流速分布圖

董東璟、蔡政翰、陳盈智、顏志偉、馬名軍:應用岸基微波雷達量測近岸海流空間分布 199

圖 8 觀測期間內流速大於 1 m/s 之累積機率

圖 9 富貴角海域平均流速超過 1.0m/s 位置分布圖 (觀測時間:2013/9/14-10/18)

4.2 富貴角海域的裂流

在富貴角海域的海流觀測中,本文發現在富貴 角西側麟山鼻附近海岸觀測到一股速度較大的海 流,此現象除了受到潮流影響,可能是入射的波浪 撲向海岸時,受到水深變化或海岸地形影響而形成 強勁的沿岸流(longshore currents),當這些沿岸流匯 合時,形成了一股往外海移動的裂流(rip currents),

本研究觀測期間多次發現類似的流況出現,圖 10 為其中之一例,該例顯示在麟山鼻西側岬頭有一股

很強的海流流向外海,流速達 3.2m/s(六節)以上,

它可能是來自西側的沿岸流在流經岬頭時產生的 向外水流,類似的岬頭裂流在林美雪(2007)的研究 中也在衛星影像中發現,在北部和東北角海岸時常 發生,微波雷達獲得了裂流流況變化的時序列,有 助於未來提供模式驗證與特性分析。

4.3 基隆海域的渦漩

除富貴角外,本研究還將微波雷達安裝在基隆 海洋大學觀測基隆嶼附近海域流況。台灣四周海流

200 航測及遙測學刊 第十八卷 第三期 民國 103 年 07 月

受潮汐影響為主,通常是規律的往復運動,但是在 基隆海域受到基隆海檻(Sill)等地形作用,令此處之 沿岸流較為複雜,過去在此處僅有短時間的船測紀 錄,從雷達觀測結果(如圖 11),漲潮時流向為由東 南往西北,退潮時流向則相反,但本研究觀測到,

在 基 隆 嶼 東 南 方 海 域 出 現 了 一 個 逆 時 針 渦 漩 (Eddy),研究結果發現,此渦旋在小潮或大潮期間 或在不同季節都會發生,它通常出現於退潮近乾潮 前而結束於底潮轉漲潮後,推測其出現的原因應與 海域之地形與漲退潮時之流向變化有關,當基隆海 檻西側強勁的退潮流遭遇海檻阻隔時,向南擠入水

深超過 60 公尺深的和平島水道,這股水流有一部 分在海檻東側緩坡上向北偏,與遭遇海底陡坡阻礙 的外海強大退潮流會合而形成渦漩,漲潮開始時,

漲潮流增強,此現象消失,如圖 12,此結果與推 論和胡建驊(2002)、陳在賦(2004)用船測的觀測結 果相近。觀測結果顯示,渦漩中心處之流速近乎靜 止,統計自 2012 年 8 月至 2013 年 4 月期間的所有 雷達觀測資料,發現渦漩發生次數有 260 次,此現 象約略在乾潮前一小時開始發生,延續至漲潮後 1 小時,歷時約 2 小時,其半徑約為 1 公里,此外在 乾潮轉漲潮時發生渦漩的機率高達 95%以上。

圖 10 富貴角西側麟山鼻海域裂流觀測案例

(a)漲潮流況(2012/9/30 17:58) (b)退潮流況(2012/2/10 02:59) 圖 11 基隆海域流場空間分佈

121.45 121.46 121.47 121.48 121.49 121.5 121.51 121.52

25.26 25.27 25.28 25.29 25.3 25.31 25.32

1km

1km 1km

董東璟、蔡政翰、陳盈智、顏志偉、馬名軍:應用岸基微波雷達量測近岸海流空間分布 201

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