9 月

Lanyu

圖 4 - 3 - 3 【測線 III】OR3-1470 及 OR3-1489 各測站溫-鹽圖。

黑粗線為蘭嶼與各測站的相對位置。

圖 4 - 3 - 5 【測線 I】OR3-1234 水文(溫、鹽)及流速(U、V)垂直深度剖面圖。

虛線為密度的等值圖，溫度的黑色實線為28 °C；鹽度的黑色實線為 34 ‰；

U、V 方向流速的黑色實線為正負 0.5 m s^-1，流速剖面部分。

圖 4 - 3 - 7 【測線 II】OR3-1275 水文(溫、鹽)及流速(U、V)垂直深度剖面圖。

虛線為密度的等值圖，溫度的黑色實線為28 °C；鹽度的黑色實線為 34 ‰；

U、V 方向流速的黑色實線為正負 0.5 m s^-1，流速剖面部分。

圖 4 - 3 - 9 【測線 III】OR3-1489 水文(溫、鹽)及流速(U、V)垂直深度剖面圖。

虛線為密度的等值圖，溫度的黑色實線為28 °C；鹽度的黑色實線為 34 ‰；

U、V 方向流速的黑色實線為正負 0.5 m s^-1，流速剖面部分。

120.5 121 121.5 122 122.5 123 123.5 21

21.5 22 22.5 23

Longitude (

^o

E) Latitude (

o

N)

K1 K2 K3 K4

T1 T2 T3 T4

25 26 27 28

21.5 22 22.5 23

Latitude (

o

N)

T1 T2a T2 T3 T4 30

30.5 31

圖 4 - 3 - 10 【測線 I】OR3-1217 平均衛星海表溫度(SST)分佈圖。

黑色框框為研究區域；黑點為測站位置。

°C

°C

120.5 121 121.5 122 122.5 123 123.5 21

21.5 22 22.5 23

Longitude (

^o

E) Latitude (

o

N)

S1S3 S5 S2S4S6

27 27.5 28 28.5

120.5 121 121.5 122 122.5 123 123.5 21

21.5 22 22.5 23

Longitude (

^o

E) Latitude (

o

N)

S1 S3 S2 S4

23.5 24 24.5 25 25.5 26 26.5

圖 4 - 3 - 12 【測線 II】OR3-1250 平均衛星海表溫度(SST)分佈圖。

黑色框框為研究區域；黑點為測站位置。

圖 4 - 3 - 13 【測線 II】OR3-1275 平均衛星海表溫度(SST)分佈圖。

黑色框框為研究區域；黑點為測站位置。

°C

°C

120.5 121 121.5 122 122.5 123 123.5 21

21.5 22 22.5 23

Longitude (

^o

E) Latitude (

o

N)

K1K2K3K4 K5 K6 K7

27.5 28 28.5 29 29.5 30 30.5

21.5 22 22.5 23

Latitude (

o

N)

K1K2K3K4 K5 K6 K7

29 29.5 30

圖 4 - 3 - 14 【測線 III】OR3-1470 平均衛星海表溫度(SST)分佈圖。

黑色框框為研究區域；黑點為測站位置。

°C

°C

0 0.5 1 100

200

300

400

500

600

10

³

S

⁻²

Depth (m)

N

²

0 0.5 1

10

³

S

⁻²

S

²

10

⁻²

10

⁻¹

10

⁰

10

¹

N

²

/S

²

Ri

0 5 10 15

100

200

300

400

500

600

LT

(m)

Depth (m)

−6 −4 −2

K

ρ

(m

²

s

⁻¹

)

圖 4 - 3 - 17 在黑潮流域內 LT、Kρ 垂直深度剖面圖。

紅線為平均值，藍線為圖 4 - 3 - 17 中 Ri 的變化趨勢線。

圖 4 - 3 - 16 在黑潮流域內 N²、S²、Ri 垂直深度剖面圖。

N²、S²圖中黑線為各資料平均線；Ri 圖中黑線為 Ri=0.25，藍線為 Ri 的變化趨勢線。

圖 4 - 3 - 18 測線 I OR3-1217 之 Kρ 空間變化圖。

黑色虛線框框最靠近黑潮主軸的測站(T3)。

圖 4 - 3 - 19 測線 IT OR3-1250 之 Kρ 空間變化圖。

黑色虛線框框最靠近黑潮主軸的測站(S4)。

−7 −6 −5 −4 −3 200

400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

(m

²

s

⁻¹

)

Depth (m)

log

10

(K

ρ

)

Mean TP01a TP02 N4 N6 N8

−7 −6 −5 −4 −3

200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

(m

²

s

⁻¹

)

Depth (m)

log

10

(K

ρ

)

Mean S3 S4 S6 S7 S8

圖 4 - 3 - 21 南海 OR5-1306-2 航次 Kρ 垂直深度剖面圖。

圖 4 - 3 - 22 西太平洋 OR5-1307-3 航次 Kρ 垂直深度剖面圖。

−11 −10 −9 −8 −7 −6 200

400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

Depth (m)

(Wkg

⁻¹

) log

10

(

ε

)

Mean TP01a TP02 N4 N6 N8

200 400 600 800 1000 1200 1400

Depth (m)

log

10

(

ε

)

Mean S3 S4 S6 S7 S8

圖 4 - 3 - 23 南海OR5-1306-2 航次ε垂直深度剖面圖。

五、結論

5-1. 三方法的比較

以目前估算密度渦流擴散係數(Kρ)三種方法之中，以 Thorpe Scale 方法解析 尺度最好，可以觀察紊流混合現象1 公尺的解析度，但當沒有發生密度翻轉的情 況，無法計算Kρ 大小，所以在做時間或空間統計分佈時，平均值容易所偏差失 真，比較適合在局部性的垂直深度變化做討論。

Parameterization 的兩種方法解析度為 50~100 公尺，雖無法看到細微的紊流 混合變化，但可以觀察海水垂直深度分層的整體變化，在討論時間或空間統計分 佈時，數據比較穩定，平均值較不會因此偏大或偏小，適合用在觀察大範圍現象 的紊流混合情形。Parameterization of Strain 方法與 Thorpe Scale 方法，計算結果 的變化趨勢比Parameterization of Shear 方法來的相似，並且資料取得及探測深度 長度要求(>256 公尺)也較容易達到。在此研究中討論紊流混合機制時，由於使用 歷史水文資料，其資料已被處理成 1 公尺的深度平均，以及Thorpe Scale 容易產 生缺值造成資料不連續，故在此部分利用Parameterization of Strain 方法為最好的 方法；而在討論黑潮流域內變化，為了更了解黑潮內部的紊流混合現象，則利用 Thorpe Scale 方法最為適合，可估算 1 公尺解析度的紊流強度變化。在斜溫層時，

如果流速穩定，而剪切平方和(S²)就會小，若溫度此時還處於強烈混合的情況，

兩方法的計算上就會發生差異。

5-2. 紊流混合機制

在此研究顯示，台灣東南海域的上層海洋邊界層(水深 30~200 公尺)造成紊 流混合季節變化可以分為兩個部分。(1)當遠離黑潮流域內的區域(> 122°E)，有 可能受到風應力的影響，因此區域受到風驅慣性能量造成的紊流混合，此外，此 區域經常發生氣旋式渦旋(冷渦旋)和反氣旋式渦旋(暖渦旋)，由於氣旋式渦旋將下層

的冷水帶至上層，所以可能造成此區域溫度對Kρ 及ε有負相關的情形。(2)位於黑 潮流域影響區域(121.3~122°E)，可能受到黑潮的高溫、流速影響，Kρ 達到 10^-4~10^-2 m²s^-1，並且隨著黑潮主軸的季節性擺盪造成空間上的紊流強度變化。統 計結果發現常發生強烈紊流混合的區域為北呂宋海槽、南縱海槽北方、蘭嶼南方 及北方處，造成此區域混合的機制之一為黑潮的高流速，V 方向平均流速對 log10( )及 log10( )呈現線性分佈的趨勢，線性回歸方程式為 y=0.78X−3.7±0.5 及y=0.49X−7.5±0.5，其決定係數 r²為0.46 及 0.25。

台灣東南海域的底層海洋邊界層(海底上 100 公尺)造成紊流混合的因素之一 流為受地形變化影響，導致海流受到阻擋及抬升作用，其log10( )及 log10( )與 地形斜率均方根呈現線性趨勢，相關性為0.65 及 0.57，線性回歸方程式為

y=9.02X−4.58±1 及 y=8.1X−8.4±1，決定係數r²為0.42 及 0.32。並且有可能在此 區域被隨著潮汐往返運動與崎嶇地形的交互作用下產生了內潮現象，當內潮在此 區域傳遞能量時，碰到較陡峭的地形時，能量波動受到阻擋，所以造成該區域能量 消散及紊流混合現象。

5-3. 黑潮流域內變化

在此研究顯示，黑潮表層(0～200 公尺)的紊流混合強度在西太平洋比南海海 域大(、圖 4 - 3 - 16、圖 4 - 3 - 23、圖 4 - 3 - 24)，當水深超過 200 公尺後在西 太平洋及南海海域皆呈現穩定的情形（對Kρ 及 做垂直深度平均西太平洋為 10^‐4.7 m²s^‐1及10^‐9.2 W kg^‐1；南海為10^‐5 m²s^‐1及10^‐9.7 W kg^‐1）。黑潮流域內，位於

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