第三章 研究結果
3.2 Eddy-Rich Year 及 Eddy-Poor Year
渦漩動能 ( EKE ) 的定義為:
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圖 3-3 渦漩動能及流速分布平均圖
底圖顏色代表為 20 年的渦漩動能(單位: m2/s2 ) 平均,箭頭同樣代表 20 年的流 速平均值,粉紅色箭頭表示其流速大於 0.5 m/s,黑色則是小於 0.5 m/s,白色線 為測線 S1 至 S6,由 JCOPE2 資料合成。
首先利用 Okubo-Weiss [Okubo, 1970] [Weiss, 1991]的方法計算 W 參數,W 參數的定義為:
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偵測到渦漩後,再根據 [Chang and Oey, 2014] 文章中的定義,計算渦漩的 總面積在副熱帶反流區域面積 (130oE -180oE,17 oN -27 oN) 所占的比例,來決定 渦漩的活躍程度。圖 3-4 顯示了 20 年間每個時間點的渦漩活躍程度。本研究定 義,若該時間的渦漩的面積占副熱帶反流區域面積的比例大於 1 個標準差,該時 間即歸類為 Rich Year,相反地,若該時間的比例小於 1 個標準差則是 Eddy-Poor Year。此外藉由兩個時期的差異便能夠突顯出渦漩對於測線上傳輸量的影響,
也能夠了解測線上的流速剖面在渦漩的影響之下,有什麼樣的變化及特徵。
圖 3-4 渦漩活躍程度時間序列
X 軸為時間(年),Y 軸為渦漩在副熱帶反流區域的面積比例距平值,虛線表示 為 0,紅線為+1 標準差,藍線為-1 標準差,紅線以上表示該時間渦漩較活 躍,藍線以下則相反。
20 則為兩個時期的流速差異分布圖 (Eddy-Rich Year-Eddy-Poor Year )。圖 3-5b 的 紅色及藍色實線分別是代表 Eddy-Rich Year 以及 Eddy-Poor Year,而圖 3-5c 的 紅色及藍色區塊則表示流速在 Eddy-Rich Year 的時候較 Eddy-Poor Year 增強或是 減弱。
21 弱,而且黑潮主軸在 Eddy-Rich Year 時的深度比 Eddy Poor Year 來得淺,除此之 外,黑潮主軸有往西邊移動的趨勢。在兩時期的流速差異 (圖 3-10c) 中更可以清 楚地發現黑潮主軸的位置,其流速是減弱的。另外在 131oE-132oE,水深 0-100 米 的範圍內,流速有較明顯增強的現象。
由 Eddy-Rich & Eddy-Poor Year 的分析結果來看,S1、S5、S6 在兩時期的流 速差異類似,其中 S1 距離台灣較近,且有較多的文獻進行探討,因此將會以 S1 作為代表進行接下來的分析。
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[Ichikawa, 2001] 指出在圖克拉海峽的渦漩路徑與台灣東方的 Eddy Zone 距 離太遠,因此推論台灣東方及圖克拉海峽兩地區的影響是由不同的渦漩所引起。
[Soeyanto, 2014] 的文章也指出,中尺度渦漩對於黑潮傳輸量的影響有明顯區域 性獨立的特徵。由台灣東方算起至中國東海大陸斜坡的中間,其黑潮傳輸量主要 是受到台灣東南方的渦漩所影響;而由東海大陸斜坡中間算起至圖克拉海峽的黑 潮傳輸量,則主要是受到沖繩島東北方的渦漩影響。
此外 27o N 以北的渦漩主要是來自於黑潮延伸流,而位在日本東南方的 S4,
所在的緯度為 31oN,並且在 Eddy-Rich Year 時主軸流速為減弱的現象,和其他 黑潮主軸測線的影響不同,因此推測為不同區域的渦漩影響所導致。
由於本研究著重在副熱帶反流渦漩區中,渦漩對黑潮主軸以及沖繩島海域的 海流所帶來的影響,所以日本東南方的測線 S4 將不納入以下的研究。
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圖 3-5 Eddy-Rich & Eddy-Poor Year 分析-S1
(a)測線 S1 地理位置 (b)測線 S1 在 Eddy-Rich & Eddy-Poor Year 的流速剖面圖 (c)兩時期的流速差異分布圖 (Eddy-Rich Year-Eddy-Poor Year )。b、c 圖的 X 軸為經度,Y 軸為深度,b 圖紅色和藍色實線分別表示 Rich Year 及 Eddy-Poor Year (b、c 圖為同一單位: m/s)。
(a)
(b)
西 東
(c)
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圖 3-6 Eddy-Rich & Eddy-Poor Year 分析-S5
(a)測線 S5 地理位置 (b)測線 S5 在 Eddy-Rich & Eddy-Poor Year 的流速剖面圖 (c)兩時期的流速差異分布圖 (Eddy-Rich Year-Eddy-Poor Year )。b、c 圖的 X 軸為緯度,Y 軸為深度,b 圖紅色和藍色實線分別表示 Rich Year 及 Eddy-Poor Year (b、c 圖為同一單位: m/s)。
(a)
(b)
南 北
(c)
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圖 3-7 Eddy-Rich & Eddy-Poor Year 分析-S6
(a)測線 S6 地理位置 (b)測線 S6 在 Eddy-Rich & Eddy-Poor Year 的流速剖面圖 (c)兩時期的流速差異分布圖 (Eddy-Rich Year-Eddy-Poor Year )。b、c 圖的 X 軸為經度,Y 軸為深度,b 圖紅色和藍色實線分別表示 Rich Year 及 Eddy-Poor Year (b、c 圖為同一單位: m/s)。
(a)
(b)
東 西
(c)
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圖 3-8 Eddy-Rich & Eddy-Poor Year 分析-S2
(a)測線 S2 地理位置 (b)測線 S2 在 Eddy-Rich & Eddy-Poor Year 的流速剖面圖 (c)兩時期的流速差異分布圖 (Eddy-Rich Year-Eddy-Poor Year )。b、c 圖的 X 軸為緯度,Y 軸為深度,b 圖紅色和藍色實線分別表示 Rich Year 及 Eddy-Poor Year (b、c 圖為同一單位: m/s)。
(a)
(b)
南 北
(c)
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圖 3-9 Eddy-Rich & Eddy-Poor Year 分析-S3
(a)測線 S3 地理位置 (b)測線 S3 在 Eddy-Rich & Eddy-Poor Year 的流速剖面圖 (c)兩時期的流速差異分布圖 (Eddy-Rich Year-Eddy-Poor Year )。b、c 圖的 X 軸為緯度,Y 軸為深度,b 圖紅色和藍色實線分別表示 Rich Year 及 Eddy-Poor Year (b、c 圖為同一單位: m/s)。
(a)
(b)
南 北
(c)
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圖 3-10 Eddy-Rich & Eddy-Poor Year 分析-S4
(a)測線 S4 地理位置 (b)測線 S4 在 Eddy-Rich & Eddy-Poor Year 的流速剖面圖 (c)兩時期的流速差異分布圖 (Eddy-Rich Year-Eddy-Poor Year )。b、c 圖的 X 軸為經度,Y 軸為深度,b 圖紅色和藍色實線分別表示 Rich Year 及 Eddy-Poor Year (b、c 圖為同一單位: m/s)。
(a)
(b)
西 東
(c)
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