六、 模擬結果
6.2 模式結果
6.2.3 風應力的效應
本小節主要是要探討風應力在高雄港海域裡所產生的效應。因為在實 測的結果當中的兩次測得的流場有同進同出的情形，再從氣象資料(表 1) 中發現這兩次觀測時間內的平均風速風向分別在 10 月有較強北風及在 6 月有較強的南風，風速為 11.9m/s 及 12.7m/s，所以本論文也把風應力的效 應作為研究的一部份，而風應力的計算公式則使用半經驗公式，如下:
τ = 0 . 002 W 2
W
:風速，m/s本實驗 C 分為兩個部份，一為實驗 C-1，就是當北風以 2dyne/cm
2
的風應 力吹拂，相當於風速 10m/s；二為實驗 C-2，當南風以 2dyne/cm2
的風應力 吹拂，也是相當於風速 10m/s；另外，本論文也取自實驗 B-6 的結果，因 為實驗 B-6 只有以真實地形並使用單純的混合潮來驅動模式海流，以此實 驗來作對照組。在這三個實驗(實驗 B-6、C-1 和 C-2)的模式設定上只差別 是否有南北風應力的加入，藉此才能清楚看出風應力對於流場的影響程 度。6.2.3.1 風應力—北風
先從實驗 B-6(圖 36)與實驗 C-1(圖 38)來作比較，其結果再細分為外 海的部份與港內的部份。在外海的部份發現當有比較強的北風吹拂時，近
岸的海流除了在退潮的潮流最大時，其流向向北外，其餘的時刻均向南。
因為較靠近岸的海流受到與海岸固體摩擦力的影響，因而速度較慢又加上 較強北風的效應，使得原先流速較慢的近岸海流流向南邊。相反地，漲潮 時倒是有加強海流流向南的流速。在港內的部份，退潮時航道海流的流速 有減慢的情形；漲潮時，航道內的流速也有增快的情況；大致來看，港內 的海流仍是以潮流為主，所以整體來說北風的效應仍小於潮汐的效應。除 此之外，在這兩個實驗(實驗 B-6 與實驗 C-1)差異較明顯的地方是在二港 口附近。退潮時，因為北風的作用阻礙二港口的海流往北流，所以在二港 口處的海流流速很小；漲潮時，就恢復跟實驗 B-6 相似，由一港口進二港 口出。再從一二港口海水進出的情形來看，退潮轉成漲潮時，一港口海水 從往外流轉成往港內流；二港口內因北風的影響，阻礙了原先要從港外流 進的海流，所以流速則很小，處於類似的平潮階段，形成一港口進二港口 不明顯的情形；但在漲潮轉成退潮時，一港口海水從流進港內轉成流出港 外，而二港口海水仍處於原先漲潮時往外流的方向，形成海流一港口出二 港口也出的情況。而在北風盛行下的殘餘流 (圖 39) ，外海只有沿岸有較 明顯的向南流，而離岸的淨流則與實驗 B-6 相似；在港灣內的一、二港口 流速很小，前鎮河區域的海水表層上只有一個流速不大的渦流存在。
6.2.3.2 風應力—南風
在此實驗 C-2 與實驗 C-1 所作的實驗完全一樣，只是實驗 C-2 是加入 南風，而不是北風。因為從實驗 C-1 得知，北風的效應會造成退潮時，會 抑制二港口往北的海流，而破壞了原先在實驗 B-6 中退潮的一出二進的機 制；漲潮時，其機制就不受影響。在實驗 C-2(圖 40)中，南風盛行，所以 會造成在漲潮初期時，抑制一港口往南流的海水，而二港口的海流則受南 風的牽引，仍持續往港內流，造成一進二進的流況。不過，在漲潮中後期，
南風所抑制的海流仍不敵漲潮流，所以此時漲潮流馬上佔優勢；而二港口 的海流則受到一港口內的漲潮影響，而往港內的流速大大地減低。另外，
在退潮時，因一港口海流立即反應成流向港外，而原先二港口海流是受一 港口海流的牽引，此時再加上南風的作用，造成北出南進的海流機制更為 明顯了。而以殘餘流來看(圖 41)，南風的盛行助長外海的退潮流，港內一、
二港口的二進一出的海流機制更是明顯了。
綜合以上的結果得知，轉潮期間在較強的北風作用的情況下，會造成 一出二出的機率些微增加；相反地，在較強的南風作用下，造成一進二進 的機率也些微增加。另外，風對港內海水的影響從圖 42 也可以明顯地看 出來。圖 42 是在實驗 B-6、實驗 C-1 和實驗 C-2 的所繪成一二港口水位時 間序列圖，從圖 42b 與圖 42c 中箭頭所指的地方可知當北風存在時，退潮 期間很明顯二港口的水位比一港口高，但漲潮期間就不明顯了；南風存在 時，漲潮期間很明顯一港口的水位比二港口高，退潮期間不明顯。綜合圖
42、圖 43 和圖 44 可得到一港口在北風盛行下，其助長漲潮流向港內流，
但也抑制了退潮流；那二港口規則地漲退潮進出港口。在南風盛行的情況 下，一港口則與北風的效應恰好相反，是助長退潮流抑制漲潮流；二港口 的海水則是受到風的牽引增加了海流流向港內的機率。造成這樣的原因是 因為退潮流強度比漲潮流大—Tidal pumping，在南風盛行下，助長退潮流 抑制漲潮流，使得漲潮流強度減弱，退潮流因而大大增加，這樣使得港內 的海水不斷地流出，迫使二港口的海水不斷地從二港口補充流進港內。然 而北風盛行下對於抑制退潮流的作用影響不大，故在二港口的海流維持著 流進流出的情況。不過整體來看的話，風對於潮汐的影響似乎只有加減的 作用，對於港灣內的流場影響不是很大。對於這樣的結果與蘇(1997)的報 告相同，因為在其報告中指出，在高雄港區，由於冬季風向大多偏西北，
風速較小，又加地理位置的特殊和海堤的阻擋，所以北風對於高雄港港內 流場影響很小；但是在夏季，經常有颱風出現，平均每年至少有 2 個以上 的颱風影響到台灣，故在夏季裡，主要是受颱風的影響，對於南風產生的 湧浪則是受海提的阻擋，故風主要影響高雄港的外海，港內則除了颱風外，
影響也不大。