颱風造成之慣性運動

運用旋轉能譜分析 2016 年兩站浮標中位於水深 75 m 每 10 分鐘一筆的流速資 料。其中 NTU1 站與 NTU2 站資料筆數分別為 15568 筆和 14943 筆，取基礎頻率 (fundamental frequency)為 6.25 × 10^-6 cpm 經快速傅立葉轉換後，再經卷積 (convolution)平均後，其自由度(degree of freedom)為 13，分析結果如圖 4-26 與圖 4-27 所示。從圖中看到在順時鐘的分量上有 3 個極值，頻率由小到大分別是近慣 用 T-Tide 調和分析程式套件(Pawlowicz et al., 2002)進行潮汐訊號濾除，從這四張 圖皆可看到，流向是隨著時間增加而呈線性遞增的，因為濾波的頻段本就只有順 時鐘的分量，所以流向必為隨時間遞增的，但因為這裡的運動僅受慣性運動主導，

因此流向變化呈線性遞增。此外，在圖中可以發現慣性運動在颱風逐漸靠近就開 始成長，而非 Geisler (1970)所提及的慣性流在半個慣性週期(Inertial Period, IP)後才 生成。

在慣性週期的估算部分，因為流向角度的改變量除以時間的改變量代表頻率，

而2π除以頻率就是週期，因此只要求出圖 4-32 到圖 4-35 中最下方的直線之斜率，

進而可求得慣性週期。在求該線之斜率時，為了避免流速較小時，流向變化的誤

差轉移到週期估算之上，因此設定了閾值避免此現象的發生，在尼伯特颱風影響

(Progressive Vector Diagram, PVD)，根據慣性運動之解析解，流的路徑應該是正圓，

然而有些的 PVD 接近正圓而有些卻不是，這是因為慣性流速不是常數所致。

圖 4-26、NTU1 站 75 公尺流速資料之旋轉能譜圖。藍線是順時鐘的旋轉能譜；綠線則是 逆時鐘的旋轉能譜；虛線代表頻帶選取範圍。

圖 4-27、NTU2 站 75 公尺流速資料之旋轉能譜圖。藍線是順時鐘的旋轉能譜；綠線則是 逆時鐘的旋轉能譜；虛線代表頻帶選取範圍。

圖 4-28、NTU1 站 75 公尺 U 分量流速資料之頻譜強弱圖，圖中橫軸為時間；縱軸為周期。

黃線為當地慣性週期 33.185 小時，紅線框出來的區域分別是尼伯特、莫蘭蒂與馬勒卡影 響期間。

圖 4-29、NTU1 站 75 公尺 V 分量流速資料之頻譜強弱圖，圖中橫軸為時間；縱軸為周期。

黃線為當地慣性週期 33.185 小時，紅線框出來的區域分別是尼伯特、莫蘭蒂與馬勒卡影 響期間。

圖 4-30、NTU2 站 75 公尺 U 分量流速資料之頻譜強弱圖，圖中橫軸為時間；縱軸為周期。

黃線為當地慣性週期 32.011 小時，紅線框出來的區域分別是尼伯特、莫蘭蒂與馬勒卡影 響期間。

圖 4-31、NTU2 站 75 公尺 V 分量流速資料之頻譜強弱圖，圖中橫軸為時間；縱軸為周期。

黃線為當地慣性週期 32.011 小時，紅線框出來的區域分別是尼伯特、莫蘭蒂與馬勒卡影 響期間。

圖 4-32、尼伯特颱風經過 NTU1 站前後之時序圖。上圖中的藍線是氣壓；綠線是風速。

中圖是上層 500 公尺海溫剖面圖，其中粗黑線是 26°C等溫線；灰線是以 1°C為間距之等 溫線。下圖藍線是流向；綠線是流速；虛線是定義計算流向線性迴歸時的流速閾值。

0.5 IP

圖 4-33、尼伯特颱風經過 NTU2 站前後之時序圖。上圖中的藍線是氣壓；綠線是風速。

中圖是上層 500 公尺海溫剖面圖，其中粗黑線是 26°C等溫線；灰線是以 1°C為間距之等 溫線。下圖藍線是流向；綠線是流速；虛線是定義計算流向線性迴歸時的流速閾值。

0.5 IP

圖 4-34、莫蘭蒂和馬勒卡颱風經過 NTU1 站前後之時序圖。上圖中的藍線是氣壓；綠線 是風速。中圖是上層 500 公尺海溫剖面圖，其中粗黑線是 26°C等溫線；灰線是以 1°C為 間距之等溫線。下圖藍線是流向；綠線是流速；虛線是定義計算流向線性迴歸時的流速閾 值。

0.5 IP

圖 4-35、莫蘭蒂和馬勒卡颱風經過 NTU2 站前後之時序圖。上圖中的藍線是氣壓；綠線 是風速。中圖是上層 500 公尺海溫剖面圖，其中粗黑線是 26°C等溫線；灰線是以 1°C為 間距之等溫線。下圖藍線是流向；綠線是流速；虛線是定義計算流向線性迴歸時的流速閾 值。

0.5 IP

圖 4-36、尼伯特颱風影響期間 NTU1 站 75 公尺 U 分量流速資料之頻譜強弱圖。圖中橫軸 為時間；縱軸為周期。黃線為當地慣性週期 33.185 小時；白線為颱風最靠近浮標時；綠 線為颱風最靠近後 0.5 IP 的時間點。

圖 4-37、尼伯特颱風影響期間 NTU1 站 75 公尺 V 分量流速資料之頻譜強弱圖。圖中橫軸 為時間；縱軸為周期。黃線為當地慣性週期 33.185 小時；白線為颱風最靠近浮標時；綠 線為颱風最靠近後 0.5 IP 的時間點。

圖 4-38、尼伯特颱風影響期間 NTU2 站 75 公尺 U 分量流速資料之頻譜強弱圖。圖中橫軸 為時間；縱軸為周期。黃線為當地慣性週期 32.011 小時；白線為颱風最靠近浮標時；綠 線為颱風最靠近後 0.5 IP 的時間點。

圖 4-39、尼伯特颱風影響期間 NTU2 站 75 公尺 V 分量流速資料之頻譜強弱圖。圖中橫軸 為時間；縱軸為周期。黃線為當地慣性週期 32.011 小時；白線為颱風最靠近浮標時；綠 線為颱風最靠近後 0.5 IP 的時間點。

圖 4-40、莫蘭蒂與馬勒卡颱風影響期間 NTU1 站 75 公尺 U 分量流速資料之頻譜強弱圖。

圖中橫軸為時間；縱軸為周期。黃線為當地慣性週期 33.185 小時；白線為颱風最靠近浮 標時；綠線為颱風最靠近後 0.5 IP 的時間點。

圖 4-41、莫蘭蒂與馬勒卡颱風影響期間 NTU1 站 75 公尺 V 分量流速資料之頻譜強弱圖。

圖中橫軸為時間；縱軸為周期。黃線為當地慣性週期 33.185 小時；白線為颱風最靠近浮 標時；綠線為颱風最靠近後 0.5 IP 的時間點

圖 4-42、莫蘭蒂與馬勒卡颱風影響期間 NTU2 站 75 公尺 U 分量流速資料之頻譜強弱圖。

圖中橫軸為時間；縱軸為周期。黃線為當地慣性週期 32.011 小時；白線為颱風最靠近浮 標時；綠線為颱風最靠近後 0.5 IP 的時間點

圖 4-43、莫蘭蒂與馬勒卡颱風影響期間 NTU2 站 75 公尺 V 分量流速資料之頻譜強弱圖。

圖中橫軸為時間；縱軸為周期。黃線為當地慣性週期 32.011 小時；白線為颱風最靠近浮 標時；綠線為颱風最靠近後 0.5 IP 的時間點

圖 4-44、尼伯特颱風經過 NTU1 站前後之時序圖。上圖中的藍線是氣壓；綠線是風速。

中圖是上層 500 公尺濾波過後的海溫剖面圖。下圖藍線是流向；綠線是流速；虛線是定義 做流向線性迴歸的閾值。

圖 4-45、尼伯特颱風經過 NTU2 站前後之時序圖。上圖中的藍線是氣壓；綠線是風速。

中圖是上層 500 公尺濾波過後的海溫剖面圖。下圖藍線是流向；綠線是流速；虛線是定義 做流向線性迴歸的閾值。

圖 4-46、莫蘭蒂和馬勒卡颱風經過 NTU1 站前後之時序圖。上圖中的藍線是氣壓；綠線 是風速。中圖是上層 500 公尺濾波過後的海溫剖面圖。下圖藍線是流向；綠線是流速；虛 線是定義做流向線性迴歸的閾值。

圖 4-47、莫蘭蒂和馬勒卡颱風經過 NTU1 站前後之時序圖。上圖中的藍線是氣壓；綠線 是風速。中圖是上層 500 公尺濾波過後的海溫剖面圖。下圖藍線是流向；綠線是流速；虛 線是定義做流向線性迴歸的閾值。

圖 4-48、75公尺之流矢圖。上二圖為尼伯特颱風經過 NTU1 和 NTU2 站前後，下二圖為 莫蘭蒂和馬勒卡颱風經過 NTU1 和 NTU2 站前後。圖中綠虛線為颱風最靠近浮標時；圖中 紅虛線為颱風最靠近浮標後 0.5 個 IP 時。

圖 4-49、累進矢量圖。左上和右上分別為尼伯特颱風經過 NTU1 和 NTU2 站前後，左下 和右下分別為莫蘭蒂和馬勒卡颱風經過 NTU1 和 NTU2 站前後。