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行政院國家科學委員會補助專題研究計畫成果報告
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※ 黑潮上游海區海洋動力學實驗-總計畫 ※
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計畫類別：□個別型計畫 ▓整合型計畫
計畫編號：NS88－2611－M－002－028－OP2
執行期間：88 年 8 月 1 日至 89 年 7 月 31 日
計畫主持人：王 冑
共同主持人：陳慶生、莊文思、劉倬騰、唐存勇、
詹森、黃金維、許明光
本成果報告包括以下應繳交之附件：
■赴國外出差或研習心得報告一份
□赴大陸地區出差或研習心得報告一份
□出席國際學術會議心得報告及發表之論文各一份
□國際合作研究計畫國外研究報告書一份
執行單位：國立台灣大學海洋研究所
中 華 民 國 89 年 10 月 17 日
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行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告
黑潮上游海區海洋動力學實驗-總計畫
Kur oshio Upstr eam Dynamics Exper iment – KUDEX Office
計畫編號：NSC 88-2611-M-002-028-OP2
執行期限：88 年 8 月 1 日至 89 年 7 月 31 日
主持人：王 冑 國立台灣大學海洋研究所
共同主持人： 陳慶生、莊文思、劉倬騰、唐存勇、
詹森 國立台灣大學海洋研究所，
黃金維 交通大學土木系，
許明光 國立臺灣海洋大學海洋系
一、中文摘要 黑 潮 上 游 海 區 海 洋 動 力 學 實 驗 (KUDEX)整合型研究-總計畫是一項服務 性的工作，係提供 KUDEX 項下各子計畫 之行政以及海上作業技術人力支援、培訓 等工作。迄今為止，除完成儀器採購、保 險、網頁製作等行政支援外，另已多次協 助各子計畫完成海洋探測以及錨碇施放、 回收等作業，並且協助建立了 Seasoar 拖曳 式 CTD 之作業能力。 關鍵詞：黑潮、整合型研究、總計畫 AbstractThe basic aim of the integrated project, Kuroshio Upstream Dynamics Experiment (KUDEX), is to understand why and how the Kuroshio varies in its upstream area, the area southeast of Taiwan and east of the Luzon Strait. Modern technology and tools, such as satellite remote sensing, drifters, ADCP moorings and large-scale hydrographic survey with Seasoar and other sophisticated devices are used by the project. This project, the KUDEX office, provides not only the necessarily administrative services, such as arrangement of cruises and missions, data and information exchange, setting-up data bank, home page and issuing news letters to all participants, but also the technical training and technician supports to all sea-going experiments. The latter is critical to the success of the whole project.
Keywords: Kuroshio, Integrated Project,
KUDEX Office 二、緣由與目的 台 灣 四 周 海 域 由 於 自 然 條 件 配 合 良 好，許多海洋現象表現得非常顯著,從海洋 環境參數之分佈上便可以很容易觀察到他 們所產生的強烈信號，這當中又有些現象 由於和本地區特殊之地理環境有密切關 係，故他處之信號可能較弱而唯有本地區 較為顯著，或者僅有本地區才會發生，因 此這些現象是我國在地球流體力學方面值 得投入的研究題材，只要能好好整理、闡 述動力機制，不難在海洋學術研究上作出 重要的貢獻。舉例來說，如本地區之海洋 內潮現象即是典型範例，本地區海洋內潮 的強度在全球海洋中具有屬一屬二的地 位，又如黑潮是全球最大洋— 太平洋的西 方邊界流，對全球之熱平衡以及水量南北 交換均扮演了重要的角色。至於獨特性的 題材，譬如黑潮在冬季時分別入侵南海東 北部和東海南部海域的現象，以及黑潮在 台灣東南外海之分支以及隨後又合流等現 象均為本地區所特有，再如黑潮受蘇澳海 脊影響發生偏轉以及夏季由南海北上流入 台灣海峽的海流受到彰雲隆起地形作用所 產生的偏轉以及造成上、下層海水分流的 現象，分別代表了左側有岸壁以及右側有 岸壁兩種不同情形下，海流與地形相互作 用的對比實例更是他處難得並存的。以上 各種不勝枚舉的事例不外說明了一點，也
3 就是本地許多地區性的題材其實在全球海 洋科學或地球流體力學研究上有其獨特性 以及重要意義，我們需把握地理條件的優 勢，如果能善用區域性材料進而解決地球 流體力學上的一些研究難題，如此當可有 效提昇我國在世界海洋研究上的學術地 位。 有鑑於此，我國物理海洋學界一些同 仁經討論後決定共同提出「黑潮上游海洋 動力學實驗」之整合型研究計畫，整合計 畫之英文全名則定為「Kuroshio Upstream Dynamics EXperiment」，取字首字母合併 後簡稱為「KUDEX」。顧名思義，KUDEX 計畫之重點在於探討發生在黑潮上游海區 有關海洋動力學方面目前許多尚待明瞭的 問題，主要包括︰黑潮如何演變？為何如 此演變？這些演變對於當地以及下游的海 洋環境會產生怎樣的影響？等等命題，由 於黑潮水體具有特定的層化條件，當其流 動遭遇實驗海域的地形時，二者相遇會激 發波動甚或生成渦流，造成這些現象的動 力機制是海洋學界長久以來所關心的問 題，我們希望在三年的研究期限內透過一 連串的現場以及數值模式實驗後能逐漸增 加了解並提出合理的解答。 目前(第一年度)KUDEX 整合型計畫項 下共用八項子計畫以及一項總計畫。按照 原始現劃設計，總計畫基本上是一項提供 各子計畫相關服務的任務性工作，主要的 服務項目包括有︰為各子計畫相關儀器設 備編列保險費用，購置大宗儀器如 ADCP， 設立 KUDEX 專屬網站以供研究資訊交 流，支援海上探測作業等。 三、總計畫之具體工作成果與討論 KUDEX 計畫之研究範圍為花蓮東南 方的太平洋海域，即由花蓮起沿北緯 23 度 向東延伸至東經 130 度，再向南到北緯 17 度的海域，另外，呂宋海峽以及南海東北 部的部份海域亦包括在內。在這麼大片海 域內進行實驗工作係依照階段性發展原則 而規劃的，計畫初期(第一年度)主要是進行 一些先驅性的調查以及準備工作，包括分 析浮球以及衛星測高儀之歷史資料，先驅 性水文環境普查，實驗性試佈放錨碇系 統，參與美國海軍研究院(Naval Research Laboratory) 推動之多國合作的亞洲聲學實 驗計畫，將在呂宋海峽以及南海東北部進 行短期之海洋內波孤立子以及海洋內潮之 觀測實驗等作業(該實驗預定之執行時間 目前定為公元 2001 年春季，國科會今年初 亦核定我國之參與部份，但總計畫仍有協 助之承諾與義務，並支援了該計畫在 2000 年 4 月於南海北部執行之先驅探測工作)， 隨後則將在計畫執行的第二年後期至第三 年期間於 KUDEX 海域內正式佈放許多組 錨碇裝備以進行 IOP (Intensive Observation Period)觀測作業。 KUDEX 整合型計畫在第一年度內項 下共有八項子計畫，計畫名稱分別為：黑 潮上游海域潮汐及底層環流的研究(一)、黑 潮在巴士海峽之流場與渦漩分離現象觀 測、南海套流的形成與演化、台灣東邊黑 潮的時空變化、台灣東南海域黑潮與其鄰 近水體之互動、黑潮上游渦流之形成機制 及其對下游之影響— 數值模擬研究、黑潮 上游地區衛星測高觀測、南海非線性內波 之研究等，這些子計畫多半均涉及海上作 業，因此對儀器保險以及作業人力支援方 面都有很大的需求。在第一年度內，總計 畫除了已為各子計畫相關之儀器設備辦妥 海上保險，使各子計畫均能順利按預定進 度執行儀器佈放作業，另外亦在完成 ADCP 請 購 手 續 後 又 支 援 協 助 子 計 畫 將 本 組 ADCP 佈放在台灣東南外海以觀測黑潮流 況，至於 KUDEX 專屬網頁亦順利構建完 成並定時更新網頁資料(請用瀏覽器至下 列網址: http://140.112.68.151/kudex.htm 觀 看)。此外，總計畫亦訓練了新聘之專任助 理學習海上作業技術，經數月之訓練後目 前已能(並多次)支援各子計畫之海上作業 工作，對各計畫之現場作業有很大的幫 助，另方面又為支援未來之南海內波實驗 工作，總計畫亦配合海研一號貴儀中心共 同建立拖曳式 CTD (Seasoar)之作業與維 修能力，經多次海上操演練習，目前貴儀 中心技術人員已能熟練操作，並在 Seasoar 上加裝了高度計，具備了可以在淺海陸棚
4 區執行 Seasoar 拖曳探測之工作能力。今年 (2000 年)4 月協助支援國際合作之亞洲聲 學 實 驗 計 畫 在 南 海 北 部 陸 棚 區 執 行 了 Seasoar 的拖曳探測，獲得許多珍貴資料， 並使參與亞洲聲學實驗計畫之各國科學家 對我國之海洋探測能力有很高的評價。 四、計畫成果自評 KUDEX 總計畫僅僅只是一項服務性 的工作，本身並沒有什麼學術研究目標， 其存在的目的是要為所屬之各子計畫提供 行政以及技術上的支援服務，因此只要各 項子計畫能對所欲探討之科學目標有所進 展，那麼總計畫便對科學目標有一些間接 的貢獻。迄今為止，各項子計畫多能按進 度順利執行，已在台灣東南外海陸續執行 了四次較大面積的水文調查作業，在台灣 東南外海、呂宋海峽、南海東北部海域維 持了 ADCP、傳統式海流儀以及深海潮位 計之錨碇觀測作業，這一年來除了少量損 失外，目前已陸續回收了多組量測記錄， 對黑潮在呂宋海峽以及台灣東南外海之變 化行為獲得了許多新的認識，例如台灣東 南側陸棚上出現之黑潮反流、巴士海檻上 方中、底層之海流、東沙附近強勁之第二 模(Second Mode)內潮以及內波孤立子等 等現象，這些過去所未知的現象都是經由 KUDEX 的工作而被揭露出來的，這些新發 現當然是各子計畫的成就，但總計畫扮演 協助支援的角色免不了也會有些與有榮焉 的感覺，至於本身服務的好壞其實不宜自 評，應由各子計畫來評定才對，然迄今為 止未聽聞各子計畫對總計畫有所抱怨，總 計畫亦將一本初衷為各子計畫提供行政與 技術人力支援的工作。
