行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告
台灣西南海域動力及營養鹽通量數值模式建立之研究
計畫類別: 個別型計畫 計畫編號: NSC91-2611-M-110-006- 執行期間: 91 年 08 月 01 日至 92 年 07 月 31 日 執行單位: 國立中山大學海洋環境及工程學系(所) 計畫主持人: 于嘉順 報告類型: 精簡報告 處理方式: 本計畫可公開查詢中 華 民 國 92 年 10 月 31 日
NSC 91
2611
M
110
006
91
8
1
92
7
31
!
"
#
$
%
&
'(
)
*
'+
,
-
'.
/
0
'1
2
3
4
5
6
7
89
:
;
<
=
>
?
@
=
A
B
C D
E
6
7
F
6
7
G
4
5
6
7
H
I
J
K
L
A
B
M
N
O
P
Q
R
S
T
U
V
W
X
6
7
Y
Z
P
[
\
]
^
R
S
T
U
V
W
X
6
7
Y
Z
R
_
`
a
b
c
d
W
X
6
7
e
f
g
M
h
i
j
Y
Z
`
k
U
l
Q
U
l
6
7
m
Y
Z
n
o
p
q
r
s
a
k
U
l
't
u
s
v
w
b
e
x
y
z
U
l
'{
|
e
K
{
}
~
Q
X
e
T
s
Y
?
[
a
e
92
10
31
! " # $ % & ' ( ) * + , -. / 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 : ; 1 < = ( > ? @> * % A B C D E F G > 8 H I J K L H M N , -OP Q R S T U V W X Y Z [ . / 6 \ 9 : ]? ^ _ ^ ` M a b 0 1 c ! -d e f g h ( i j k l m OP Q n % o p qY e ) * + , r s t 9 : u v b M a b w x -= y z OP Q R COHERENSQ n { ! | % } oQ n M 1 ~ & ' ) * + , -Q n z ! | 8 6 X % { ! | -k @ @COHERENS@{ ! |
In this project, a three-dimensional numerical model is applied to model the eco-hydrodynamics of the southwest Taiwan continental shelf seas. The model is constructed base on a fine resolution baroclinic hydrodynamics model COHERENS. Tidal dynamics and temperature-salinity structres are the basic hydrodynamic process to be included in the simulation. The processes and the interactions among planktons and nutrients will also be included in the model for the planed 3 year phase. The model will integrate the data collected through LOICZ project from the Kaohping undersea canyon, and collect seasonal data for seting up the model boundaries and calibration processes. The research will focus on the transport and the seasonal variations of nutrients due to the influences of the continental shelf slope upwellings, and the plankton variations along the thermocline due to the nutrient dynamics.
= E j Ò ( · ) * + , ª l 9 : ¡ ¢ - Û s t £ î1996ò 9 : S 8 6 { ¤ ] ? H ¥ Ì ! p ¦ 8 I ó B 6 { ¤ Î f ø g 8 ! | ¦ < r ]§ ? F x ¨ ó B { p ¦ 1 f ø { ¤ g 8 © ! | L A § ? { # $ 1 { ª « ¬ A ¯ j Ò ® ¯ { ¤ = y L H + Á ° h` a-= y Õ $ H ± Q Ø ö y ² { ! | - ¨ ö { 0 ) ? ´Îâ ² ¨ X ³ 1 â c ² ` ¥ Ì { F ´ Ý ¾ ! G ´µ ¶ m l -Ò â ² ¨ õ ö ó B ¨ · Û { Ø F ( -´ LOICZîIò Î ` aå ý CTD { { ¸ h¹ { ~ 1 © îu 2000ò -§ ? ´Îº ¨ 9 » ¼ ~ à ½ ¾ { 1 å ¿ K { À Y ç L M f ø îLOICZîIòÁ Î à º ¨ 9 » º M 1 òîu 2000ò-§ ? ¨ Ä m w Å \ Ø Á ó B ¨ · A p ö c ! { G ´Æ Ç { ú L p ¦ h È · 9 : É - \ Þ ¾ å= Õ Ù w L H j Ò : [ Ê c \ Þ L À r { c \ Þ ä ¾ å æ H 80%V W ¾ ? M ~ L à ½ ¾ { 1 K { å ¿ õ ö K f ø ! | Û À ~ ö å= K { Ï Ð L É µ ¶ ¢ -L f ø K Ë õ ö Û H â ã @Ì b Í -hÎ Î \ Þ ´Ï Ð K Ñ K z Î Ò ¾ Ó Ô { Õ ¼ h Î ã G ´ Î ã |¤ ã Õ ¼ h -]. Ò u K Ë ( å´G Ö c { } ² Î × M Ø Ù ´1940h1990ä Ó Ú åý Û ä* Ü P ~ Ý äÒ c ! ¾ å ]§ Þ ~ß Ú ? ]. 1 ¤ Ú Ó Ú å æ Y ç 500~600 CMS V W L ( à Ú á åæ ]40~180CMSV W - * Ü äâ ã å3561è ê Ó * v é U ¶ â ä 10934ê å æ ç } è é = -* Ü ~ ê h ¤ Ó ä ë z ø ì é ! í L . / â ã c ! ]¾ ? Ï Ð x î â q µ ¶ ¢ s ä x 6 c îï 1999ò -ð H k É µ ¶ ¢ â q s t ï î1999ò { ( ! | æ ]q K æ 2h5é U ² c q8 ñ ò ¯ L ( ) * + , & 6 ó o 1 * m v v s â Î v v s â -. / É µ ¶ ¢ ö { ô 1 õ ö ÷ « l L ö ¾ 4 -< v . / É µ ¶ ¢ ¼ H å H + Ô ø ¢ ¬ 1 { ¬ å1 Z ü H } Î ¡ © ¢ ¾ 4 l L £ B ¢ ù -L A ¬ Z ü õ ö ` K $ Õ ¼ Û ú ¶ ¢ ¾ Q o ¾ ¬ ½ Ì Í ó B û l { -¬ } oü ¡ © ¢ L ¡ © ¢ ¾ 4 õ ö ¬ @° ± { Û ý * îgrazing pressureòþ , ¡ © ¢ ¾ 4 = E - ý * u ~ # Î ¡ ) ¢ . / ¡ ) ¢ % Ù æ $ Ö ] { ¾ 4 -´Î ° ± 1 ¡ © ¢ ] { ¾ 4 x ö ^ ¡ ) ¢ h { . / ¡ © ¢ - v ¡ ) ¢ F x ý * 1 ¡ ) ¢ Î ? h© { ] { ° ± S 8 -. Å m l L « J ö ] ? ¡ © ¢ ý * c ! ¾ ¢ Á ] ` ? ¡ h { ð r ö ¡ ) ¢ -{ J M H ¾ ¢ ¿ À º ]µ à 9 : õ ö ( ¾ ¢ } oÛ Ø G · ¸ ! ¹ L £ B Ä Å. / Ä ÅÉ ]{ J = { £ B ´Î* o  µ h ´ÎÄ ÅÙ \ µ à h 1 µ Ã Ä Å= ` åL ý ª -]µ à ý ª 9 : . / Ä Å r Ù \ · ¸ ! ¹ L » ¼ q¬ 1 { ¬ ñ ; -. / á ¬ { ´û L l p ¢ ù h ¤ ¢ 8 * + 1 V W - ¯ ` F x \ £ k È H j Ò ¦ L ( õ ö F x ! | Û À = Õ $ L H M Q ¦ Õ U ± Ù w Ø 1 ¨ @ ! | H M Ù w l L x ¦ L K { p À r = Õ $ L H M [ Ê -L K {
Ï Ð ~ ö É µ ¶ ¢ . / µ ¶ ¢ ¼ ½ ¬ 1 ¡ © ¢ 1 } o¦ L ¡ © ¢ ¾ 4 ¨ ¾ ¡ ) ¢ e ; ¦ ¾ ¢ ¿ À ]µ à 9 : G ´· ¸ ! ¹ L £ B Ä Å¦ L Ä ÅG ´¾ \ Q oÇ » ¼ q¬ ´û l p { -h ¤ Ô Õ × y £ B ö * + , - -$ L " M Õ ¼ H + Ô ø ¢ c 9 K { ~ É µ ¶ ¢ M » ¼ ¬ ! Õ ¼ z Ô » ~ " # - Û " 9 ß m Ø z ¢ 8 * + ó B $ % K } o& d ( ' ( ) e * + r Ò j Ò ) * L j k A B V W Ø + Ù , J -ð ñ - % Ù N L 8 H M e 0 1 Ø j Ò H N -ö 1 x ? _ ` . ! | % A h ¯ j k ¾ - Q R V W s t 9 : ! " M a b 0 1 ? _ ! | ; ! ö ¹ / ý ú -0 ý ¾ - / Q R S T H |¤ u ! 1 r Q R } o8 H ! " 7 8 ¢ ( ¾ Q 8 I U ¾ ¢ 2 ý ^ ) * ( ' 4 Ü = y 3 4 9 : U 6 5 6 $ r 2 3 ¦ v Q R ª Y 7 4 Ü 8 9 ¾ - K ' ( % Y oý : ; 7 < " Ó ) ¾ - / t Y e Ý ¾ " # - @Q R C D n COHERENSQ R l m Q n Q R Ë { ) * OP Q R = > s â v : R Y @¾ ¢ @µ ¶ ¢ Ô ø ¢ Í Q R ? ¯ -? ^ ^ ` õ ö Q n O Q Û À Y ¼ h Õ Q - Q R Î1990h1998ä´@ A B C D 9 ¯ @ A O5 E ü ö ² ¾ - J / L B ¯ S T Y Q n ! " ¢ ( Y ¾ \ Q 9 : 7 ñ @F ] \ Þ ` a Ô ø ¢ Ê s â 4 Ü -COHERENSQ R { ) * OP Q R = > s â v : R Y @¾ ¢ @µ ¶ ¢ Ô ø ¢ Í Q R ? ¯ -? ^ ^ ` õ ö Q n O Q Û À Y ¼ h Õ Q - Q R Î1990h1998ä´@ A B C D 9 ¯ @ A O5 E ü ö ² ¾ - J / L B ¯ S T Y Q n ! " ¢ ( Y ¾ \ Q 9 : 7 ñ @F ] \ Þ ` a Ô ø ¢ Ê s â 4 Ü -]COHERENS? ^ 4 _ ^ G ~ F x ¢ ( 8 I H I L H M N , -L Q n i R d ¨ Ì Í M ó B 6 c J ) h d { K L R Õ $ ^ d £ B ¡ © ¢ ¾ 4 hæ M $ ^ d H ± M -. / & ? ^ ^ R O ? @ON @O¤ Ú hOä- ¾ ¢ Q O ~ ê ( ? ^ ^ Õ $ ) . ¤ ? ^ ^ ¼ Î{ ) * Q O ? ^ ^ -< = ¾ ¢ Q O ö Y { ) * Q O ? ¯ ´Î < P Q < M ó B N , 1 OP Q R w ? Q n . |¤ Q O ? ( ? ^ 4 1 R Å -. Å ~ S T ? ^ z ¿ ö . Å U £ COHERENSV ¾ ¢ Q O M S T OW Q 1 X S T ? ^ -= ² Î ` a\ Þ ]{ * v v ¼ H Y ª Z î K òÇ = K ´ÎK { p ó B Ý ¾ L ¼ Y [ S Oé U 1 Q L j Ò z { ` K { p \ { ¯ { L Ë Y e ] H 1 é ^ ^ -< ]§ ? Î ` a\ Þ _ { ` { ^ Þ îTransition areaòu F x { J ¯ , - L a ^ Þ -L ]§ ? ¼ r ¡ © ¢ ¾ 4 Æ b Ä Þ -COHERENSY c d oÙ w OP v b ² ( s â v : R < M Q R ¾ ¢ Q O e Q n . Å 8 I L { ) * Q O Ø e Q n q ½ Õ Q -{ ) * Q O O@¾ ¢ Q O 7 < O@¬ ñ ( e f u F x g 9 : h , ÎCOHERENSH 7 8 Ù w OP v b ~ S T g < -] b } ´Î i j * L Ý ¾ ö g L g F e ! | L H Ù w -µ ¶ ¢ H + ¢
Ê µ à ] ý ª k l îfluff layerò` G · ¸ ! ¹ ¾ Ý a + ¬ Y , E = ó B m & * É x { J . h ¤ 9 : n o Q oîremineralisationò 1 { J á ¬ -g P Q V c ! á ¬ { J ä Æ º x ç ¯ { J -. ¤ + , ; ! ö { J ¬ Z ü L A h , ö { J p ¾ Ý * # q Χ Á ? { J ¬ r L N , ö ¡ © ¢ ¾ 4 -Îk l É ou ~ # Î m & * L H Ù w L m & * F x s t L Ù w -]ø _ { \ Þ ´Î\ £ _ Q 1 Ì Í M ~ ¿ u Ø l ö ó v £ B ]ó e w o u ö m & * 1 g Ý ¾ À z { -L ] Q ! z Þ ´ x ö g P Q M ~ É ¢ Ê y õ L l p { - { J g Ý ¾ ª Y e ´¨ ) @H à ö ± k È L Ù w -]COHERENS ` . / g 8 I ² ( Ö H · Q n -COHERENS { ) * Q O ) åv : R @z 4 v : R s â v : R { | { 0 ) ) åv : R % } oBoussinesq v v { ~ * * + îhydrostatic equilibriumò Ø L W Q - H N [ ! OP v b z = v : R H N [ ! v R l L 7 8 Ù w OP v b l m M T -= v : R d ö v . / v : R R - 8 ]6 ` & o? COHERENSÎ{ * v v Y c o R þ M £ L ] v v ö v ² ( Ù w { ` \ Þ S T ª } o Sigma / t ö v : R T 8 9 Î ` v : R o R - R / t ² ( b } [ ! S T j Ò A Ù E ö Ý ¾ . Å * ¦ o Sigma / t z S T v v t ! B É Oð O. Å ² ( v R 1 [ ! S T 1 , E A E Îö ¹ - Û { * G ~ v } oö Arakawa-C Grid 1 b } H I É 1 û , E -]l m Q n ? Æ ¼ x * r d ( ] e f 9 : É ¤ ¯ ( È OØ r g È O ² ( . / È OÙ ] ö S T j \ Ø ö ¾ ¢ @µ ¶ ¢ ¬ S T M . / È O É r j Ò -ö 1 x ]Q n 1 x ¯ ( P Q È OH N Ù w OP v b l m M T ÎCOHERENSØ G ö O8 v b 21 2 11 1 3 3 1 0 3 2 1 1
τ
τ
ρ
x x x u v x x p fv x u w x u v x u u t u T ∂ ∂ + ∂ ∂ + ∂ ∂ ∂ ∂ + ∂ ∂ − = − ∂ ∂ + ∂ ∂ + ∂ ∂ + ∂ ∂ 22 2 12 1 3 3 2 0 3 2 1 1τ
τ
ρ
x x x v v x x p fu x v w x v v x v u t v T ∂ ∂ + ∂ ∂ + ∂ ∂ ∂ ∂ + ∂ ∂ − = + ∂ ∂ + ∂ ∂ + ∂ ∂ + ∂ ∂ g x pρ
− = ∂ ∂ 3 0 3 2 1 = ∂ ∂ + ∂ ∂ + ∂ ∂ x w x v x u ∂ ∂ ∂ ∂ + ∂ ∂ ∂ ∂ + ∂ ∂ ∂ ∂ + ∂ ∂ = ∂ ∂ + ∂ ∂ + ∂ ∂ + ∂ ∂ 2 2 1 1 3 3 3 0 3 2 1 1 x T x x T x x T x x I c x T w x T v x T u t T H H T pλ
λ
λ
ρ
∂ ∂ ∂ ∂ + ∂ ∂ ∂ ∂ + ∂ ∂ ∂ ∂ = ∂ ∂ + ∂ ∂ + ∂ ∂ + ∂ ∂ 2 2 1 1 3 3 3 2 1 x S x x S x x S x x S w x S v x S u t S H H Tλ
λ
λ
MellorYamada 1982 2.5D Turbulence closure scheme 1. ! " # $ % & ' ( ) * 2. " + , ' ( ) * 3. - . * / ! " 0 1 2 3 , 4 5 ! 6 # $ % & ' ( ) * 4. 7 8 9 : , ' ( ; < = > & ? @ A B C D E ; " F G 5. H I J K L M N O L / L " 0 P Q R S T % , ' ( U V & L W X Y Z [ \ 3 Smagorinsky] B ^ _ ` 1963a b \ 3 c d e f g h i j k l m O n * o p 7 8 q A & i r s 7 + t " + u * u v % w x / y 7 z { | } ~ 7 + z 4 5 " + u * & + u * z [ p * ! " & * ' ( 9 : k7 8 q A 7 + z + y 7 z l m O n * o ; o H k + 5 + - ¡ & ' ( L ¢ £ F ¤ ¥ * o ¦ § ¨ © q A k ª « ' ( @ A v , ¬ ® ¯ ° 4 N ± ² ³ ´ k µ ¶ < · ¸ @ @ ¨ ' ( L ; A B µ ¶ ¦ t ¹ 6 ¦ º | ³ ´ ¦ » t ¼ ½ ¾ . ¼ ½ - ¿ À h , Á / Â h 1Ã Ä Å < Æ Ç È É & ¾ . 6 ¦ Á Å < 7-10Ã Ä Q ¹ Ê Ë Ì Í Î Ï ¿ B k
t 4 Ð Ñ Ò º | COHERENS ¤ 3 Mode Splitting k- Ó < , ' ( Ô 6 % . Õ Ö × = Ø Â % . Ù Ú Û Ü ® p % . Ý < Þ ß L Å W ª ¡ ± à b p E ¡ á â 9 : ¦ ã Ñ Ò kä å æ ç ¡ ± è H z e é ¬ ê ë ì í ^ _ Þ ß î ï ð Ñ Ò x " , ¤ Ñ Ò Ý < 4 Ð ñ ò f x ó z e ô õ ¡ ± à Ñ Ò w L ¢ ö N E ¡ ± à Ñ Ò * o A B k; < < Õ ÷ ± è ø > z ù ú * o ú Ñ Ò ; o ¦ û ¯ ° k ü ý þ COHERENSL v % ± à C 1. \ 3 Mode-splitting Ñ Ò v ¿ è 4 Ð Ñ Ò z e k 2. ; < o < o ± ² k 3. C µ ¶ " L ý H µ ¶ & ? @ ; < A B 4 N ± è k 4. / v ¿ ) * è Ó < - equation of state Ñ Ò k 5. C D Â + o k ± è í b ± è } ~ 6 O e 120o1’ 120o40’ 20o 22o56’2 t ± è Ñ Ò P / å Ñ Ò n C l m b h ! A B À g ñ " c g h t 1’×1’ H å # $ " c t 50 %56 k/ & ± è L Å & ' ( -O ) * õ 3 Ô + è ¥ L Å , k/ - . L Å W ª ± è z e " c / t=60 1 . ± è z e " c / t=240 k / P & ' 2 H ~ 3 A B × = g 4 / ± è 5 6 7 3 & ' 2 t ü ± è ~ P ÷ N & ' ñ î 3 [ « H < = > & i A B , / P 2 8 W 9 : 3 & ' 2 ½ ; Ô + Ñ Ò < ü P ñ > } P 2 ¦ » 8 W 5 6 7 9 : 5 6 7 3 & ' 2 ½ ; Ô + = P 3 & ' î / ± è P ª t O
k
/ } ~ O n ± è O n - > O L Å ï Ã Ä Å Á 1800Ã Ä , L Å A B ? g @ ï R 3 - . ± è Ñ Ò p 3 + % 2 3 - . W ª * o A B*op¡%L¢AB CDE±²FG*oABH°ñHtÂ*oI«p; < ob < o î ; o«J LÅ = > & AB , / LÅ ABÀ g O n 2 ¬ ® ; o, ' ( E ¡K L N Ñ Ò Hå / Ñ M l m O n O N ±è = î O P 1 . Â*o × b - . ±è Q À w k
)2 W } ~ O n w *Ý ¦ § R S T , FU & ' V l m O ! Ô *o¦ § ! " *p 3 á â *W ç & " *o× X ï - 3 á â , Y ß ! " **N ' ( E ;" £ F r s Û Ü V } ~ O n & Z E ;" £ F [ \ ] ^ k±è ±² Hï O P 3 AB *o ABJ 3 _ î } ~ O n 3 l m ` a 7 + ! b H ® q Aü L c d e ® xf L N O P k g ] O c h 1. | i j k l «m n o p m n q m n » m r @ ? ¿ m s t u http://www.fa.gov.tw/tfb7c1.htm v 9 82~88k 2. w x y p l m ! " *w ABu 9 z g { O | } ~ , S c v 9 777k 3. 2 p O O n Ô L ;<  ; w U } ~ u 9 z g { O | } ~ , S c v 9 817k 4. p l m Lc ; w } ~ u 9 z g { O | & { S c v 9 856k 5. p O | · ¸ @ { u L? < v 9 899õ k 6. p l m ` l m O ! 1 v } ~ ¡ v %2 3 u O | ¢ { { £ } ~ ( «S c ¤ p.296~300 v 9 8712k 7. p I J ¡ : ¥ V I J ¡ Õ ÷ } ~ l m ` J ¦ J t§ ` Ia l m O ! ¨ · ¡ Lc ; / l m ` [ L e b ³ ´ u O | ¢ { { £ } ~ ( «S c ¤ p.249~250 v 9 8812k
8. © ª « p l m ` J l m O ! g ¬ 0 1 2 3 v % ß w ±²} ~ ` Ia u 9 z g { O | : ¥ ® v 9 89k
9. COHERENS User Guide, Marine Science and Technology Programme (MAST-III)1990~1998.
10. Luyten, P.J. (1999) COHERENS – Dissemination and exploitation of a coupled
hydrodynamical-ecological model for regional and shelf seas, MAS3-CT97-0088. MUMM internal report.