MOTC-IOT-108-H3DC001
108 年海氣象自動化預報模擬系統 作業化校修與維運
期末報告修正定稿
交 通 部 運 輸 研 究 所
MOTC-IOT-108-H3DC001
108 年海氣象自動化預報模擬系統 作業化校修與維運
期末報告修正定稿
著 者： 李兆芳、劉正琪、李俊穎、蘇青和、傅怡釧、
謝佳紘、江朕榮
交 通 部 運 輸 研 究 所
GPN:
108
108 年 海 氣 象 自 動 化 預 報 模 擬 系 統 作 業 化 校 修 與 維 運
期末報告修正定稿
交通部運輸研究所
國家圖書館出版品預行編目(CIP)資料
108 年海氣象自動化預報模擬系統作業化校修與維運 /李兆芳等著. --初版.-- 臺北市：交通部運輸研究所，
民108.12 面 ； 公分
ISBN ***-***-**-****-* (平裝)
1. 東南海域 2.綠島 3.蘭嶼 4.後壁湖 5.海象模擬
***.***** *********
GPN： ISBN：***-***-**-****-* (平裝)
108 年海氣象自動化預報模擬系統作業化校修與維運 著 者： 李兆芳、劉正琪、李俊穎、蘇青和、傅怡釧、謝佳紘、江朕榮
出版機關：交通部運輸研究所
地 址：10548 臺北市敦化北路 240 號
網 址：www.ihmt.gov.tw (中文版＞中心出版品) 電 話：(04)26587176
出版年月：中華民國108 年 12 月 印 刷 者：
版(刷)次冊數：初版一刷 冊
本書同時登載於交通部運輸研究所港灣技術研究中心網站 定 價： 元
展 售 處：
交通部運輸研究所運輸資訊組•電話：(02)23496880
國家書店松江門市：10485 臺北市中山區松江路 209 號 F1•電話：(02) 25781515 五南文化廣場：40042 臺中市中山路 6 號 • 電話：(04)22260330
交通部運輸研究所合作研究計畫出版品摘要表
出版品名稱：108 年 海 氣 象 自 動 化 預 報 模 擬 系 統 作 業 化 校 修 與 維 運
國際標準書號（或叢刊號） 政府出版品統一編號 運輸研究所出版品編號 計畫編號
108-H3DC001
本所主辦單位：港研中心 主管：謝明志
計畫主持人：李俊穎 研究人員：蘇青和、傅怡釧 聯絡電話：04-26587135 傳真號碼：04-26564415
合作研究單位：國立成功大學 計畫主持人：李兆芳
協同主持人：劉正琪
研究人員：謝佳紘、江朕榮
地址：70101 臺南市東區大學路 1 號 聯絡電話：06-2371938 轉 301
研究期間
自108年 2月 至108 年12 月
關鍵詞：東部海域、花蓮海域、海象模擬 摘要：
本計畫屬於港研中心 108 年科技綱要計畫「海洋及交通運輸防災技術研究(2/4)
」之分項計畫「港灣環境資訊整合及防災應用研究」下所建置海象模擬作業系統，為 4 年期研究計畫之第 2 年子項計畫。本計畫主要目的為針對「臺灣近岸海象預報系統
」進行維護、相關海象模擬之改善，並探討港區靜穩預警等課題。
本年度計畫主要內容及成果包括：
(1) 針對現有海象預報模擬系統完成風浪模擬子系統每日 4 次作業化流程改善，及水 動力模擬子系統增建馬祖海域小尺度水動力模組；
(2) 針對臺灣周圍海域冬季季風浪模擬值、氣象局決定性波浪預報模式示性波高預報 值及波浪觀測資料進行比對，依據均方根誤差及相關係數分析結果，評估本計畫 風浪作業化模擬成果；
(3) 針對臺灣周圍海域水動力模擬天文潮水位值，與基隆港等 9 港口 2019 年天文潮 調和分析預測值進行比對，依據均方根誤差及相關係數分析得知，澎湖海域均方 根誤差最大(0.541m)，相關係數最低(0.734)有待改善。
(4) 針對東部海域建置含花蓮港海域及蘇澳港海域之三層巢狀網格風浪模組，並採用 每日4 次模擬預報方式建置小尺度風浪模擬系統；
(5) 花蓮港區靜穩模擬系統規劃中利用花蓮港海域小尺度網格風浪模擬資料(示性波 高、譜峰週期)，驅動花蓮港細尺度波浪模組，計算港區內碼頭區岸壁波高變化
，藉以評估港區靜穩度。
本計畫相關研究成果及經驗將能夠應用至其他離島海域，達到完善臺灣週圍海 域「海氣象模擬預報系統」之目標。於平時提供港區、藍色公路及海岸公路等相關海 象模擬資訊，另於颱風侵襲期間，相關結果可作為防災預警之評估依據，以輔助船舶 進出、藍色公路航行安全及海岸公路行車安全等重要資訊。
出版日期 頁數 定價 本 出 版 品 取 得 方 式
年 月
凡屬機密性出版品均不對外公開。普通性出版品，公營、公 益機關團體及學校可函洽本所免費贈閱；私人及私營機關團 體可按定價價購。
機密等級：
□密□機密 □極機密 □絕對機密
（解密條件：□ 年 月 日解密，□公布後解密，□附件抽存後解密，
□工作完成或會議終了時解密，□另行檢討後辦理解密）
▓普通
PUBLICATION ABSTRACTS OF RESEARCH PROJECTS INSTITUTE OF TRANSPORTATION
MINISTRY OF TRANSPORTATION AND COMMUNICATIONS
TITLE: Operational calibration and maintenance of the marine meteorology automatic forecast simulation system, 2019
ISBN (OR ISSN) GOVERNMENT PUBLICATIONS NUMBERIOT SERIAL NUMBER PROJECT NUMBER 108-H3DC001 DIVISION: Harbor & Marine Technology Center
DIVISION DIRECTOR: Hsieh Ming-jyh PRINCIPAL INVESTIGATOR: Lee Chun-ying PROJECT STAFF: Su Ching-ho, Fu Yi-chuan PHONE: (04) 26587135
FAX: (04) 26564415
PROJECT PERIOD FROM February 2019 TO December 2019 RESEARCH AGENCY: National Cheng Kung University
PRINCIPAL INVESTIGATOR: Lee Jaw-fang CO-PROJECT INVESTIGATOR: Liu Cheng-chi PROJECT STAFF: Shieh Chia-hon, Chiang Chen-jung
ADDRESS: NO.1, University Road, Tainan, Taiwan 70101, R.O.C.
PHONE: (06) 2371938 ext. 301 KEY WORDS:
EAST SEA AREA, HUALIEN SEA AREA, METEOROLOGY SIMULATION ABSTRACT:
This project is an information-system service project under a branch project “Integrated Harbor Environment Information and Applied Disaster Prevention Research” of the 2019 science and technology outline project
「Ocean and Transportation Disaster Prevention Technology Research (2/4)」belongs to Institute of Transportation, Ministry of Transportation and Communications, extending the sea meteorology simulation system established from previous projects “sea Meteorology of Harbors and Flooding Information Establishment.” This research aims at several subjects including maintenance of the “Taiwan Neashore Meteorology Forcasting System”, improvements of the related sea meteorology simulation, and the investigation of harbor tranquility early warning.
Major outcomes and results include:
(1) Accomplishing the 4-run/day operation for the wind-wave subsystem of the current sea meteoroloty forcast simulation system, and establishing Matsu small-scale hydrodymic module in dydrodynamic simulation subsystem.
(2) Comparisons of the wind-wave simulation results for Taiwan surrounding sea areas with CWB forcasting significant wave heights, and observatory results, and evaluation of the present operational simulation results according to the RMS error analysis.
(3) Comparisons of the present simulation astronomical tides from the hydrodynamic model with the 2019 harmonic analysis predicted results of the Keelung, et al. 9 harbors. According to RMS and correlation analysis, the results indicate that the maximum RMS error is at Penhu sea area (0.541m), and correlation coefficient is minimum (0.734), which needs improvement.
(4) Establishment of the 3-layer nested grids wind-wave module for the eastern sea area including Hwalian Harbor and Suauo Harbor sea areas, and using the 4-run/day forcasting establishing the small-scale wind-wave simulation system.
(5) In the Hwalian tranquillty simulation system, using the wind-wave simulation data (significant wave height and spectrum- peak wave period) as the input to the fine-scale wind-wave module of Hwalian Harbor, and calculating the wave height variations inside harbors to evaluate the harbor tranquillty.
The present research results and experiences can be applied to other outlaying islands, so to establish a complete
“Sea Metrorology Simulation Forcasting System” for Taiwan surrounding sea areas. For ordinary periods, providing simulation information for harbor area, Blue-Highway, and coast roads. For typhoon periods, providing information for disaster early warning evalution, and also supplied as important information for in/out harbor navigation, Blue-Highway, and coast roads driving safety.
DATE OF PUBLICATION NUMBER OF PAGES PRICE
CLASSIFICATION
□RESTRICTED □CONFIDENTIAL
□SECRET □TOP SECRET
▓UNCLASSIFIED
108 年海氣象自動化預報模擬系統作業化校修與維運
目 錄
計畫摘要 ... I 目 錄 ... III 表目錄 ... VI 圖目錄 ... VIII 第一章 緒論 ... 1-1 1.1 計畫緣起及目的 ... 1-1 1.2 計畫重要性 ... 1-2 1.3 相關本計畫 ... 1-3 1.4 研究範圍與對象 ... 1-5 1.5 本年度研究內容及工作項目 ... 1-6 第二章 臺灣近岸海象預報模擬系統維運與改善研究 ... 2-1 2.1 臺灣近岸海象預報系統簡介 ... 2-1 2.2 海象模擬作業化系統之校修與改善 ... 2-23 第三章 臺灣周圍海域風浪模擬與校驗 ... 3-1 3.1 綜整中央氣象局風浪預報資料 ... 3-1 3.2 臺灣周圍海域季風波浪模擬與校驗 ... 3-12 3.3 臺灣周圍海域颱風波浪模擬與校驗 ... 3-28 第四章 臺灣周圍海域水動力模擬與校驗 ... 4-1 4.1 臺灣周圍海域水動力模式介紹 ... 4-1 4.2 臺灣周圍海域水動力模擬與校驗 ... 4-5 4.3 CODAR 及 HYCOM 海流資料之比較 ... 4-50
第五章 臺灣近岸海象預報作業化成果評估 ... 5-1 5.1 風力 ... 5-1 5.2 波浪 ... 5-24 5.3 水位 ... 5-45 5.4 海流 ... 5-59 第六章 東部海域基本資料蒐集與分析 ... 6-1 6.1 地形水深 ... 6-1 6.2 潮汐水位 ... 6-6 6.3 波浪 ... 6-8 6.4 海流 ... 6-10 第七章 東部海域小尺度風浪模擬系統建置 ... 7-1 7.1 風浪模擬系統巢狀網格建置 ... 7-1 7.2 風浪模擬系統之風場資料 ... 7-6 7.3 風浪模擬系統之數值模式 ... 7-6 7.4 風浪模擬系統之風浪模擬流程 ... 7-7 7.5 花蓮海域風浪模擬與校驗 ... 7-20 第八章 花蓮港區靜穩模擬系統建置 ... 8-1 8.1 花蓮港域細尺度波浪模組介紹 ... 8-1 8.2 花蓮港域細尺度風浪模組建置 ... 8-8 第九章 結論與建議 ... 9-1 9.1 結論 ... 9-1 9.2 建議 ... 9-2 參考文獻 ... 參-1 附錄一 有限元素法二維水動力模式 ... 附1-1
附錄三 潮位調和分析成果表 ... 附3-1 附錄四 期中報告審查意見處理情形表 ... 附4-1 附錄五 期末報告審查意見處理情形表 ... 附5-1 附錄六 期末簡報資料 ... 附6-1
表目錄
表2.1 中央氣象局NFS水平三層巢狀網格資訊表 ... 2-4 表2.2 中央氣象局WRF成員M00水平三層巢狀網格資訊表 ... 2-4 表2.3 中央氣象局WRF成員M05水平兩層巢狀網格資訊表 ... 2-5 表2.4 近岸海域風浪模組之數值計算網格資訊表 ... 2-9 表2.5 主要商港港區近岸波浪模組之數值參考網格基本資料 ... 2-10 表3.1 中央氣象局NFS水平三層巢狀網格資訊表 ... 3-3 表4.1 2018年天文潮位調和分析值與觀測資料間均方根誤差
分析表 ... 4-5 表4.2 2019年天文潮水位模擬值與天文潮調和預測值間相關
係數及均方根誤差分析表 ... 4-31 表5.1 108年度12個海域風力主要觀測站逐月資料(修補前)統
計表 ... 5-3 表5.2 108年度12個海域風力中尺度模組逐月資料(修補前)統
計表 ... 5-3 表5.3 108年度12個海域颱風侵臺期間風力主要觀測站資料統
計表 ... 5-4 表5.4 108年度12個海域颱風侵臺期間風力主要觀測站資料統
計表 ... 5-4 表5.5 108年度12個海域波浪主要觀測站逐月資料統計表... 5-26 表5.6 108年度12個海域波浪中尺度模組(S)逐月追算資料統計表 .. 5-26 表5.7 108年度12個海域颱風侵臺期間波浪主要測站觀測資料
統計表 ... 5-26 表5.8 108年度12個海域颱風侵臺期間波浪中尺度模組(S)追算
資料統計表 ... 5-26 表5.9 108年度12個海域潮汐觀測二站逐月資料(修補前)統計表 .... 5-46
表5.10 108年度12個海域潮位中尺度模組(S)逐月追算資料統
計表 ... 5-47 表5.11 108年度颱風侵臺期間12個海域潮汐觀測二站資料(修
補前)統計表 ... 5-47 表5.12 108年度颱風侵臺期間12個海域潮位中尺度模組(S)追
算資料統計表 ... 5-47 表5.13 108年度12個海域海流主要觀測站逐月資料(修補前)統
計表 ... 5-60 表5.14 108年度12個海域海流中尺度模組逐月追算資料統計表 .... 5-61 表5.15 2019年利奇馬颱風侵臺期間12個海域海流主要觀測站
資料(修補前)統計表 ... 5-61 表5.16 2019年颱風侵臺期間12個海域海流中尺度模組追算資
料統計表 ... 5-61 表6.1 花蓮港(2008~2013年)重要代表性潮位統計結果表 ... 6-6 表6.2 花蓮港逐時波高分布年統計結果 ... 6-9 表6.3 花蓮港逐時平均波向分布統計表 ... 6-9 表6.4 花蓮港逐時海流流速分布年統計結果 ... 6-11 表6.5 花蓮港逐時海流流向分布年統計結果 ... 6-11 表7.1 東部海域小尺度風浪模擬系統巢狀網格之資訊表 ... 7-2 表7.2 海科中心臺灣周圍海域數值水深網格資料表 ... 7-2 表7.3 作業化風場資料之網格資料表 ... 7-6
圖目錄
圖1.1 近岸海象數值模擬及預警系統架構圖 ... 1-5 圖1.2 本計畫研究範圍與對象之示意圖 ... 1-6 圖2.1 臺灣近岸海象預報系統整體架構圖 ... 2-1 圖2.2 中央氣象局數值天氣預報系統NFS及WRF模組M00水
平巢狀網格數值模擬範圍圖 ... 2-5 圖2.3 中央氣象局數值天氣預報系統WRF模組M05數值模擬
範圍(WD01及WD02)及TaiCOMS各層風、壓場資料輸出
範圍圖 ... 2-6 圖2.4 NFS(RC)及WRF(WA01)風場輸出範圍圖 ... 2-6 圖2.5 NFS(MC)及WRF(WA02)風場輸出範圍圖 ... 2-7 圖2.6 NFS(HC)及WRF(WA03)風場輸出範圍圖 ... 2-7 圖2.7 每日(D日)海象作業化模擬預報風場之組合方式圖 ... 2-8 圖2.8 TaiCOMS遠域風浪模組模擬範圍圖 ... 2-11 圖2.9 TaiCOMS近域風浪模組模擬範圍圖 ... 2-11 圖2.10 TaiCOMS澎湖(PH)海域近岸風浪模組模擬範圍圖 ... 2-12 圖2.11 TaiCOMS金門(KM)海域近岸風浪模組之模擬範圍圖 ... 2-12 圖2.12 TaiCOMS馬祖(MZ)海域近岸風浪模組之模擬範圍圖 ... 2-13 圖2.13 TaiCOMS東南(SE)海域近岸風浪模組之模擬範圍圖 ... 2-13 圖2.14 TaiCOMS西南(SW)海域近岸風浪模組之模擬範圍圖 ... 2-14 圖2.15 各主要商港港區近岸波浪模組模擬範圍示意圖 ... 2-15 圖2.16 各主要商港細尺度港域波浪模組模擬範圍圖 ... 2-16 圖2.17 TaiCOMS風浪模擬子系統之組成架構及作業化模擬流
程圖 ... 2-17 圖2.18 遠域及近域(虛線)水動力模組模擬範圍示意圖 ... 2-19
圖2.20 各主要商港近岸(小尺度)水動力模組模擬範圍示意圖 ... 2-20 圖2.21 澎湖海域(小尺度)水動力模組模擬範圍圖 ... 2-20 圖2.22 金門海域(小尺度)水動力模組模擬範圍圖 ... 2-21 圖2.23 東南海域(小尺度)水動力模組模擬範圍圖 ... 2-21 圖2.24 南灣海域(小尺度)水動力模組模擬範圍圖 ... 2-22 圖2.25 TaiCOMS水動力模擬子系統之組成架構及作業化模擬
流程圖 ... 2-22 圖2.26 每日四次海象作業化模擬之預報風場組合方式圖 ... 2-24 圖2.27 TaiCOMS中國海域風壓場(WE01)網格範圍圖 ... 2-25 圖2.28 TaiCOMS臺灣海域風壓場(WE02)網格範圍圖 ... 2-25 圖2.29 TaiCOMS風浪模擬子系統之組成架構及作業化模擬流
程修正圖 ... 2-26 圖2.30 TaiCOMS水動力模擬子系統之組成架構及作業化模擬
流程修正圖 ... 2-26 圖2.31 中尺度臺灣周圍海域風浪模組作業化模擬成果等波高
分布及波向圖 ... 2-28 圖2.32 中尺度臺灣周圍海域風浪模組作業化模擬成果等週期
分布及波向圖 ... 2-29 圖2.33 小尺度澎湖海域風浪模組作業化模擬成果等波高分布
及波向圖 ... 2-30 圖2.34 小尺度澎湖海域風浪模組作業化模擬成果等週期分布
及波向圖 ... 2-31 圖2.35 小尺度東南海域風浪模組作業化模擬成果等波高分布
及波向圖 ... 2-32 圖2.36 小尺度東南海域風浪模組作業化模擬成果等週期分布
及波向圖 ... 2-33 圖2.37 小尺度西南海域風浪模組作業化模擬成果等波高分布
圖2.38 小尺度西南海域風浪模組作業化模擬成果等週期分布
及波向圖 ... 2-35 圖2.39 小尺度馬祖海域風浪模組作業化模擬成果等波高分布
及波向圖 ... 2-36 圖2.40 小尺度馬祖海域風浪模組作業化模擬成果等週期分布
及波向圖 ... 2-36 圖2.41 小尺度金門海域風浪模組作業化模擬成果等波高分布
及波向圖 ... 2-37 圖2.42 小尺度金門海域風浪模組作業化模擬成果等週期分布
及波向圖 ... 2-37 圖2.43 國內藍色公路路線分布圖 ... 2-38 圖2.44 馬祖海域近岸水動力模組之模擬範圍及數值計算三角
形元素網格圖 ... 2-40 圖2.45 馬祖南竿及北竿海域三角形元素網格分布圖 ... 2-40 圖2.46 馬祖東莒及西莒海域三角形元素網格分布圖 ... 2-41 圖2.47 馬祖海域近岸水動力模組之水深分布圖 ... 2-41 圖2.48 0304莒光列島至東引島(含閩江口)海軍水道圖 ... 2-42 圖2.49 0306烏坵嶼至東引島(含臺灣北部)海軍水道圖 ... 2-43 圖3.1 氣象局決定性波浪預報模式系統3層多重網格模擬範圍圖 .... 3-2 圖3.2 臺灣周圍海域長期波浪觀測站分布圖 ... 3-4 圖3.3 氣象局決定性波浪預報模式波高預報值與觀測值(點)比
較圖 ... 3-5 圖3.3 (續1)氣象局決定性波浪預報模式波高預報值與觀測值
比較圖 ... 3-6 圖3.3 (續2)氣象局決定性波浪預報模式波高預報值與觀測值
比較圖 ... 3-7 圖3.4 氣象局決定性波浪預報模式波高預報值與TaiCOMS波
圖3.4 (續)氣象局決定性波浪預報模式波高預報值與
TaiCOMS波高預測值比較圖 ... 3-9 圖3.5 氣象局決定性波浪預報模式波高平面分布與TaiCOMS
風浪模擬結果(虛線)之比較圖 ... 3-10 圖3.5 (續1)氣象局決定性波浪預報模式波高平面分布與
TaiCOMS風浪模擬結果(虛線)之比較圖 ... 3-10 圖3.5 (續2)氣象局決定性波浪預報模式波高平面分布與
TaiCOMS風浪模擬結果(虛線)之比較圖 ... 3-11 圖3.5 (續3)氣象局決定性波浪預報模式波高平面分布與
TaiCOMS風浪模擬結果(虛線)之比較圖 ... 3-11 圖3.6 臺灣周圍海域2層巢狀網格風浪作業化模擬架構及流程圖 .. 3-12 圖3.7 新竹浮標測站本計畫模擬波高、氣象局預報波高與觀測
資料之比較圖 ... 3-17 圖3.7 (續)新竹浮標測站本計畫模擬波高、氣象局預報波高與
觀測資料之比較圖 ... 3-17 圖3.8 七股浮標測站本計畫模擬波高、氣象局預報波高與觀測
資料之比較圖 ... 3-18 圖3.8 (續)七股浮標測站本計畫模擬波高、氣象局預報波高與
觀測資料之比較圖 ... 3-18 圖3.9 彌陀浮標測站本計畫模擬波高、氣象局預報波高與觀測
資料之比較圖 ... 3-19 圖3.9 (續)彌陀浮標測站本計畫模擬波高、氣象局預報波高與
觀測資料之比較圖 ... 3-19 圖3.10 小琉球浮標測站本計畫模擬波高、氣象局預報波高與
觀測資料之比較圖 ... 3-20 圖3.10 (續)小琉球浮標測站本計畫模擬波高、氣象局預報波高
與觀測資料之比較圖 ... 3-20
圖3.11 鵝鑾鼻浮標測站本計畫模擬波高、氣象局預報波高與
觀測資料之比較圖 ... 3-21 圖3.11 (續)鵝鑾鼻浮標測站本計畫模擬波高、氣象局預報波高
與觀測資料之比較圖 ... 3-21 圖3.12 台東浮標測站本計畫模擬波高、氣象局預報波高與觀
測資料之比較圖 ... 3-22 圖3.12 (續)台東浮標測站本計畫模擬波高、氣象局預報波高與
觀測資料之比較圖 ... 3-22 圖3.13 花蓮浮標測站本計畫模擬波高、氣象局預報波高與觀
測資料之比較圖 ... 3-23 圖3.13 (續)花蓮浮標測站本計畫模擬波高、氣象局預報波高與
觀測資料之比較圖 ... 3-23 圖3.14 蘇澳浮標測站本計畫模擬波高、氣象局預報波高與觀
測資料之比較圖 ... 3-24 圖3.14 (續)蘇澳浮標測站本計畫模擬波高、氣象局預報波高與
觀測資料之比較圖 ... 3-24 圖3.15 澎湖浮標測站本計畫模擬波高、氣象局預報波高與觀
測資料之比較圖 ... 3-25 圖3.15 (續)澎湖浮標測站本計畫模擬波高、氣象局預報波高與
觀測資料之比較圖 ... 3-25 圖3.16 金門浮標測站本計畫模擬波高、氣象局預報波高與觀
測資料之比較圖 ... 3-26 圖3.16 (續)金門浮標測站本計畫模擬波高、氣象局預報波高與
觀測資料之比較圖 ... 3-26 圖3.17 蘭嶼浮標測站本計畫模擬波高、氣象局預報波高與觀
測資料之比較圖 ... 3-27 圖3.17 (續)蘭嶼浮標測站本計畫模擬波高、氣象局預報波高與
圖3.18 2019年輕度颱風丹娜絲(DANAS)侵臺路徑圖 ... 3-29 圖3.19 2019年強烈颱風利奇馬(LEKIMA)侵臺路徑圖 ... 3-29 圖3.20 2019年輕度颱風白鹿(BAILU)侵臺路徑圖 ... 3-30 圖3.21 2019年中度颱風米塔(MITAG)侵臺路徑圖 ... 3-30 圖3.22 2019年強烈颱風利奇馬侵臺期間， 8月8日0時風浪作
業化模擬波高與觀測值時序列比較圖 ... 3-31 圖3.22 (續1)2019年強烈颱風利奇馬侵臺期間， 8月8日6時風
浪作業化模擬波高與觀測值時序列比較圖 ... 3-32 圖3.22 (續2)2019年強烈颱風利奇馬侵臺期間， 8月8日12時風
浪作業化模擬波高與觀測值時序列比較圖 ... 3-33 圖3.22 (續3)2019年強烈颱風利奇馬侵臺期間， 8月8日18時風
浪作業化模擬波高與觀測值時序列比較圖 ... 3-34 圖3.22 (續4)2019年強烈颱風利奇馬侵臺期間， 8月9日0時風
浪作業化模擬波高與觀測值時序列比較圖 ... 3-35 圖3.23 2019年強烈颱風利奇馬侵臺期間， 8月8日0時風浪作
業化模擬平均週期與觀測值時序列比較圖 ... 3-36 圖3.23 (續1)2019年強烈颱風利奇馬侵臺期間， 8月8日6時風
浪作業化模擬平均週期與觀測值時序列比較圖 ... 3-37 圖3.23 (續2)2019年強烈颱風利奇馬侵臺期間， 8月8日12時風
浪作業化模擬平均週期與觀測值時序列比較圖 ... 3-38 圖3.23 (續3)2019年強烈颱風利奇馬侵臺期間， 8月8日18時風
浪作業化模擬平均週期與觀測值時序列比較圖 ... 3-39 圖3.23 (續4)2019年強烈颱風利奇馬侵臺期間， 8月9日0時風
浪作業化模擬平均週期與觀測值時序列比較圖 ... 3-40 圖3.24 2019年強烈颱風利奇馬侵臺期間， 8月8日0時風浪作
業化模擬譜峰週期與觀測值時序列比較圖 ... 3-41 圖3.24 (續1)2019年強烈颱風利奇馬侵臺期間， 8月8日6時風
浪作業化模擬譜峰週期與觀測值時序列比較圖 ... 3-42
圖3.24 (續2)2019年強烈颱風利奇馬侵臺期間， 8月8日12時風
浪作業化模擬譜峰週期與觀測值時序列比較圖 ... 3-43 圖3.24 (續3)2019年強烈颱風利奇馬侵臺期間， 8月8日18時風
浪作業化模擬譜峰週期與觀測值時序列比較圖 ... 3-44 圖3.24 (續4)2019年強烈颱風利奇馬侵臺期間， 8月9日0時風
浪作業化模擬譜峰週期與觀測值時序列比較圖 ... 3-45 圖3.25 2019年強烈颱風利奇馬侵臺期間， 8月8日0時風浪作
業化模擬平均波向與觀測值時序列比較圖 ... 3-46 圖3.25 (續1)2019年強烈颱風利奇馬侵臺期間， 8月8日6時風
浪作業化模擬平均波向與觀測值時序列比較圖 ... 3-47 圖3.25 (續2)2019年強烈颱風利奇馬侵臺期間， 8月8日12時風
浪作業化模擬平均波向與觀測值時序列比較圖 ... 3-48 圖3.25 (續3)2019年強烈颱風利奇馬侵臺期間， 8月8日18時風
浪作業化模擬平均波向與觀測值時序列比較圖 ... 3-49 圖3.25 (續4)2019年強烈颱風利奇馬侵臺期間， 8月9日0時風
浪作業化模擬平均波向與觀測值時序列比較圖 ... 3-50 圖4.1 臺灣周圍海域水動力模組之模擬範圍示意圖 ... 4-2 圖4.2 臺灣周圍海域水動力模組之三角形元素計算網格圖... 4-2 圖4.3 臺灣周圍海域水動力模組數值計算網格之水深分布圖 ... 4-3 圖4.4 臺灣周圍海域水動力模式採用的天文潮水位邊界 條件圖 .... 4-4 圖4.5 花蓮港2018年潮位資料(點)與天文潮分析值(線)之比較圖 ... 4-6 圖4.5 (續)花蓮港2018年潮位資料(點)與天文潮分析值(線)之
比較圖 ... 4-7 圖4.6 蘇澳港2018年潮位資料(點)與天文潮分析值(線)之比較圖 ... 4-8 圖4.6 (續)蘇澳港2018年潮位資料(點)與天文潮分析值(線)之
比較圖 ... 4-9 圖4.7 基隆港2018年潮位資料(點)與天文潮分析值(線)之比較圖 ... 4-10
圖4.7 (續)基隆港2018年潮位資料(點)與天文潮分析值(線)之
比較圖 ... 4-11 圖4.8 臺中港2018年潮位資料(點)與天文潮分析值(線)之比較圖 ... 4-12 圖4.8 (續)臺中港2018年潮位資料(點)與天文潮分析值(線)之
比較圖 ... 4-13 圖4.9 高雄港2018年潮位資料(點)與天文潮分析值(線)之比較圖 ... 4-14 圖4.9 (續)高雄港2018年潮位資料(點)與天文潮分析值(線)之
比較圖 ... 4-15 圖4.10 澎湖馬公港2018年潮位資料(點)與天文潮分析值(線)
之比較圖 ... 4-16 圖4.10 (續)澎湖馬公港2018年潮位資料(點)與天文潮分析值
(線)之比較圖 ... 4-17 圖4.11 富岡漁港2018年潮位資料(點)與天文潮分析值(線)之
比較圖 ... 4-18 圖4.11 (續)富岡漁港2018年潮位資料(點)與天文潮分析值(線)
之比較圖 ... 4-19 圖4.12 綠島南寮漁港2018年潮位資料(點)與天文潮分析值
(線)之比較圖 ... 4-20 圖4.12 (續)綠島南寮漁港2018年潮位資料(點)與天文潮分析
值(線)之比較圖 ... 4-21 圖4.13 蘭嶼開元漁港2018年潮位資料(點)與天文潮分析值
(線)之比較圖 ... 4-22 圖4.13 (續)蘭嶼開元漁港2018年潮位資料(點)與天文潮分析
值(線)之比較圖 ... 4-23 圖4.14 後壁湖漁港2018年潮位資料(點)與天文潮分析值(線)
之比較圖 ... 4-24 圖4.14 (續)後壁湖漁港2018年潮位資料(點)與天文潮分析值
(線)之比較圖 ... 4-25
圖4.15 金門料羅灣港2018年潮位資料(點)與天文潮分析值
(線)之比較圖 ... 4-26 圖4.15 (續)金門料羅灣港2018年潮位資料(點)與天文潮分析
值(線)之比較圖 ... 4-27 圖4.16 馬祖港2018年潮位資料(點)與天文潮分析值(線)之比
較圖 ... 4-28 圖4.16 (續)馬祖港2018年潮位資料(點)與天文潮分析值(線)之
比較圖 ... 4-29 圖4.17 中尺度水動力模組水位輸出點位及潮位測站分布圖 ... 4-31 圖4.18 花蓮港2019年天文潮水位模擬值(點)與調和分析預測
值(線)之比較圖 ... 4-32 圖4.18 (續)花蓮港2019年天文潮水位模擬值(點)與調和分析
預測值(線)之比較圖 ... 4-33 圖4.19 蘇澳港2019年天文潮水位模擬值(點)與調和分析預測
值(線)之比較圖 ... 4-34 圖4.19 (續)蘇澳港2019年天文潮水位模擬值(點)與調和分析
預測值(線)之比較圖 ... 4-35 圖4.20 基隆港2019年天文潮水位模擬值(點)與調和分析預測
值(線)之比較圖 ... 4-36 圖4.20 (續)基隆港2019年天文潮水位模擬值(點)與調和分析
預測值(線)之比較圖 ... 4-37 圖4.21 臺中港2019年天文潮水位模擬值(點)與調和分析預測
值(線)之比較圖 ... 4-38 圖4.21 (續)臺中港2019年天文潮水位模擬值(點)與調和分析
預測值(線)之比較圖 ... 4-39 圖4.22 高雄港2019年天文潮水位模擬值(點)與調和分析預測
值(線)之比較圖 ... 4-40
圖4.22 (續)高雄港2019年天文潮水位模擬值(點)與調和分析
預測值(線)之比較圖 ... 4-41 圖4.23 澎湖馬公港2019年天文潮水位模擬值(點)與調和分析
預測值(線)之比較圖 ... 4-42 圖4.23 (續)澎湖馬公港2019年天文潮水位模擬值(點)與調和
分析預測值(線)之比較圖 ... 4-43 圖4.24 富岡漁港2019年天文潮水位模擬值(點)與調和分析預
測值(線)之比較圖 ... 4-44 圖4.24 (續)富岡漁港2019年天文潮水位模擬值(點)與調和分
析預測值(線)之比較圖 ... 4-45 圖4.25 蘭嶼開元漁港2019年天文潮水位模擬值(點)與調和分
析預測值(線)之比較圖 ... 4-46 圖4.25 (續)蘭嶼開元漁港2019年天文潮水位模擬值(點)與調
和分析預測值(線)之比較圖 ... 4-47 圖4.26 後壁湖漁港2019年天文潮水位模擬值(點)與調和分析
預測值(線)之比較圖 ... 4-48 圖4.26 (續)後壁湖漁港2019年天文潮水位模擬值(點)與調和
分析預測值(線)之比較圖 ... 4-49 圖4.27 臺灣周圍海域CODAR逐時觀測表層海流流速、流向分
布圖 ... 4-51 圖4.27 (續1)臺灣周圍海域CODAR逐時觀測表層海流流速、流
向分布圖 ... 4-52 圖4.27 (續2)臺灣周圍海域CODAR逐時觀測表層海流流速、流
向分布圖 ... 4-52 圖4.27 (續3)臺灣周圍海域CODAR逐時觀測表層海流流速、流
向分布圖 ... 4-53 圖4.27 (續4)臺灣周圍海域CODAR逐時觀測表層海流流速、流
向分布圖 ... 4-53
圖4.27 (續5)臺灣周圍海域CODAR逐時觀測表層海流流速、流
向分布圖 ... 4-54 圖4.27 (續6)臺灣周圍海域CODAR逐時觀測表層海流流速、流
向分布圖 ... 4-54 圖4.27 (續7)臺灣周圍海域CODAR逐時觀測表層海流流速、流
向分布圖 ... 4-55 圖4.27 (續8)臺灣周圍海域CODAR逐時觀測表層海流流速、流
向分布圖 ... 4-55 圖4.27 (續9)臺灣周圍海域CODAR逐時觀測表層海流流速、流
向分布圖 ... 4-56 圖4.27 (續10)臺灣周圍海域CODAR逐時觀測表層海流流速、
流向分布圖 ... 4-56 圖4.27 (續11)臺灣周圍海域CODAR逐時觀測表層海流流速、
流向分布圖 ... 4-57 圖4.27 (續12)臺灣周圍海域CODAR逐時觀測表層海流流速、
流向分布圖 ... 4-57 圖4.28 臺灣周圍海域HYCOM洋流逐日預報資料之表層流
速、流向分布圖 ... 4-58 圖4.28 (續)臺灣周圍海域HYCOM洋流逐日預報資料之表層
流速、流向分布圖 ... 4-58 圖4.29 臺灣周圍海域HYCOM洋流預報資料與CODAR每日平
均表層流之比對圖 ... 4-59 圖4.29 (續1)臺灣周圍海域HYCOM洋流預報資料與CODAR
每日平均表層流之比對圖 ... 4-59 圖4.29 (續2)臺灣周圍海域HYCOM洋流預報資料與CODAR
每日平均表層流之比對圖 ... 4-60 圖5.1 12海域風力2018年9月觀測及模擬之風力特性統計分析
圖5.2 12海域風力2018年輕度颱風丹娜絲侵臺期間觀測及模
擬之風力特性統計分析比較表圖 ... 5-6 圖5.3 12海域風力參數逐月觀測值與中尺度(M)模擬值間相關
係數成果表圖 ... 5-7 圖5.3 (續1)12海域風力參數逐月觀測值與中尺度(M)模擬值間
相關係數成果表圖 ... 5-8 圖5.3 (續2)12海域風力參數逐月觀測值與中尺度(M)模擬值間
相關係數成果表圖 ... 5-9 圖5.4 12海域風力參數颱風侵臺期間觀測值與中尺度(M)模擬
值間相關係數成果表圖 ... 5-10 圖5.5 12海域風力參數月觀測與中尺度模擬間誤差分析成果
表圖 ... 5-11 圖5.6 12海域風力參數利奇馬颱風侵臺期間觀測與中尺度模
擬間誤差分析成果表圖 ... 5-12 圖5.7 12海域2018年9月逐時觀測與中尺度模擬(紅色)風速比
較圖 ... 5-13 圖5.8 12海域2018年9月逐時觀測與中尺度模擬(紅色)風向比
較圖 ... 5-14 圖5.9 12海域2018年9月逐時觀測與中尺度模擬(紅色)EW向風
速比較圖 ... 5-15 圖5.10 12海域2018年9月逐時觀測與中尺度模擬(紅色)NS風
速比較圖 ... 5-16 圖5.11 12海域2019年利奇馬颱風侵臺期間逐時觀測與中尺度
模擬(紅色)風速比較圖 ... 5-17 圖5.12 12海域2019年利奇馬颱風侵臺期間逐時觀測與中尺度
模擬(紅色)風向比較圖 ... 5-18 圖5.13 12海域2019年利奇馬颱風侵臺期間逐時觀測與中尺度
模擬(紅色)EW向風速比較圖 ... 5-19
圖5.14 12海域2019年利奇馬颱風侵臺期間逐時觀測與中尺度
模擬(紅色)NS風速比較圖 ... 5-20 圖5.15 12海域2018年9月逐時觀測與中尺度模擬風速相關比
較圖 ... 5-21 圖5.16 12海域2018年9月逐時觀測與中尺度模擬EW向風速相
關比較圖 ... 5-22 圖5.17 12海域2018年9月逐時觀測與中尺度模擬NS向風速相
關比較圖 ... 5-23 圖5.18 12海域2018年9月觀測及模擬之波浪特性統計分析比
較表圖 ... 5-27 圖5.18 (續)12海域2018年9月觀測及模擬之波浪特性統計分析
比較表圖 ... 5-28 圖5.19 2019年利奇馬颱風侵臺期間12海域觀測及模擬之波浪
特性統計分析比較表圖 ... 5-29 圖5.19 (續)2019年颱風侵臺期間12海域觀測及模擬之波浪特
性統計分析比較表圖 ... 5-30 圖5.20 12海域波浪參數逐月觀測值與中尺度模擬值間相關係
數r分析成果表圖 ... 5-31 圖5.20 (續1)12海域波浪參數逐月觀測值與中尺度模擬值間相
關係數r分析成果圖 ... 5-32 圖5.20 (續2)12海域波浪參數逐月觀測值與中尺度模擬值間相
關係數r分析成果圖 ... 5-33 圖5.21 2019年颱風侵臺期間12海域波浪參數觀測值與中尺度
模擬值間相關係數r分析成果圖 ... 5-34 圖5.22 12海域波浪參數逐月觀測與中尺度模擬間誤差分析成
果表圖 ... 5-35 圖5.23 2019年利奇馬颱風侵臺期間12海域波浪參數觀測與中
圖5.24 12海域2018年9月逐時波高觀測(綠色)與舊版(紅色)、
新版(藍色)中尺度模擬值之比較圖 ... 5-37 圖5.25 12海域2018年9月逐時週期Tp觀測(綠色)與舊版(紅
色)、新版(藍色)中尺度模擬值之比較圖 ... 5-38 圖5.26 12海域2018年9月逐時波向觀測(綠色)與舊版(紅色)、
新版(藍色)中尺度模擬值之比較圖 ... 5-39 圖5.27 2019年利奇馬颱風侵臺期間12海域逐時波高觀測(綠
色)與舊版(紅色)、新版(藍色)中尺度模擬值之比較圖 ... 5-40 圖5.28 2019年利奇馬颱風侵臺期間12海域逐時週期Tp觀測
(綠色)與舊版(紅色)、新版(藍色)中尺度模擬值之比較
圖 ... 5-41 圖5.29 2019年利奇馬颱風侵臺期間12海域逐時波向觀測(綠
色)與舊版(紅色)、新版(藍色)中尺度模擬值之比較圖 ... 5-42 圖5.30 12海域2018年9月逐時波高觀測與新版中尺度模擬值
之相關比較圖 ... 5-43 圖5.31 12海域2018年9月逐時週期Tp觀測與新版中尺度模擬
值之相關比較圖 ... 5-44 圖5.32 12海域2018年9月觀測及模擬之水位特性統計分析表圖 .... 5-48 圖5.33 2019年利奇馬颱風侵臺期間12海域觀測及模擬之水位
特性統計分析表圖 ... 5-49 圖5.34 12海域水位逐月觀測值與中尺度模擬值間相關係數r
分析 成果表圖 ... 5-50 圖5.34 (續1)12海域水位逐月觀測值與中尺度模擬值間相關係
數r分析成果表圖 ... 5-51 圖5.34 (續2)12海域水位逐月觀測值與中尺度模擬值間相關係
數r分析成果表圖 ... 5-52 圖5.35 2019年颱風侵臺期間12海域水位觀測值與中尺度模擬
值間相關係數r分析成果表圖 ... 5-53
圖5.36 12海域2018年9月水位觀測值與中尺度模擬值間誤差
分析成果表圖 ... 5-54 圖5.37 2019年利奇馬颱風侵臺期間12海域水位觀測值與中尺
度模擬值間誤差分析成果表圖 ... 5-55 圖5.38 12海域2018年9月逐時水位觀測(綠色)與中尺度模擬值
(紅色)之比較圖 ... 5-56 圖5.39 2019年利奇馬颱風侵臺期間12海域逐時水位觀測(綠
色)與中尺度模擬值(紅色)之比較圖 ... 5-57 圖5.40 12海域2018年9月逐時水位觀測與中尺度模擬值之相
關比較圖 ... 5-58 圖5.41 12海域風力2018年9月海流特性觀測及模擬之統計分
析比較表圖 ... 5-62 圖5.42 2019年利奇馬颱風侵臺期間12海域風力海流特性觀測
及模擬之統計分析比較表圖 ... 5-63 圖5.43 12海域海流參數逐月觀測值與中尺度模擬值間相關係
數r成果表圖 ... 5-64 圖5.43 (續1)12海域海流參數逐月觀測值與中尺度模擬值間相
關係數r成果表圖 ... 5-65 圖5.43 (續2)12海域海流參數逐月觀測值與中尺度模擬值間相
關係數r成果表圖 ... 5-66 圖5.44 2019年颱風侵臺期間12海域海流參數觀測值與中尺度
模擬值間相關係數r成果表圖 ... 5-67 圖5.45 12海域2018年9月海流參數觀測值與中尺度模擬值間
誤差分析成果表圖 ... 5-68 圖5.46 2019年利奇馬颱風侵臺期間12海域海流參數觀測值與
中尺度模擬值間誤差分析成果表圖 ... 5-69 圖5.47 12海域2018年9月逐時觀測與中尺度模擬(紅色)流速比
圖5.48 12海域2018年9月逐時觀測與中尺度模擬(紅色)流向比
較圖 ... 5-71 圖5.49 12海域2018年9月逐時觀測與中尺度模擬(紅色)EW向
流速比較圖 ... 5-72 圖5.50 12海域2018年9月逐時觀測與中尺度模擬(紅色)NS向
流速比較圖 ... 5-73 圖5.51 2019年利奇馬颱風侵臺期間12海域逐時觀測與中尺度
模擬(紅色)流速比較圖 ... 5-74 圖5.52 2019年利奇馬颱風侵臺期間12海域逐時觀測與中尺度
模擬(紅色)流向比較圖 ... 5-75 圖5.53 2019年利奇馬颱風侵臺期間12海域逐時觀測與中尺度
模擬(紅色)EW向流速比較圖 ... 5-76 圖5.54 2019年利奇馬颱風侵臺期間12海域逐時觀測與中尺度
模擬(紅色)NS向流速比較圖 ... 5-77 圖5.55 12海域2018年9月逐時觀測與中尺度模擬流速相關比
較圖 ... 5-78 圖5.56 12海域2018年9月逐時觀測與中尺度模擬EW向流速相
關比較圖 ... 5-79 圖5.57 12海域2018年9月逐時觀測與中尺度模擬NS向流速相
關比較圖 ... 5-80 圖6.1 三貂角至蘇澳港海域水深分布圖(圖號04515) ... 6-1 圖6.2 蘇澳港及附近海域水深分布圖(圖號04516) ... 6-2 圖6.3 烏石鼻至新城海域水深分布圖(圖號04517) ... 6-2 圖6.4 新城至水璉鼻海域水深分布圖(圖號04518) ... 6-3 圖6.5 水璉鼻至長濱海域水深分布圖(圖號04519) ... 6-3 圖6.6 海圖0351花蓮港及附近 ... 6-4 圖6.7 花蓮海岸歷年水深地形調查資料點位分布圖 ... 6-5
圖6.8 2008～2013年花蓮港逐時潮位資料月及年平均潮位變
化圖 ... 6-7 圖6.9 歷年(2008 ~ 2013年)花蓮港潮位調和分析主要分潮
(O1、K1、M2、S2)振幅變化情形圖 ... 6-7 圖7.1 東部海域小尺度風浪模擬系統之架構及作業化模擬流
程圖 ... 7-1 圖7.2 東部海域小尺度風浪模擬系統之三層巢狀網格模擬範
圍圖 ... 7-3 圖7.3 遠域(大尺度)模組數值計算網格水深分布圖 ... 7-4 圖7.4 臺灣周圍海域近域(中尺度)模組數值計算網格水深分布圖 .... 7-4 圖7.5 東部花蓮海域近岸(小尺度)模組數值計算網格水深分布圖 .... 7-5 圖7.6 東部蘇澳海域近岸(小尺度)模組數值計算網格水深分布圖 .... 7-5 圖7.7 風浪模式WAM之模式架構及執行流程圖 ... 7-8 圖7.8 風浪模式SWAN之模式執行架構及流程圖 ... 7-9 圖7.9 遠域風浪模擬PREPROC模組輸入檔各參數設定值 ... 7-10 圖7.10 遠域風浪模擬PRESET模組輸入檔各參數設定值 ... 7-11 圖7.11 遠域風浪模擬CHIEF模組輸入檔各參數設定值 ... 7-12 圖7.12 遠域風浪模擬PRESET模組輸入檔各參數設定值 ... 7-13 圖7.13 近域風浪模擬冷啟動SWAN輸入檔各參數設定值 ... 7-14 圖7.14 近域風浪模擬一階段模擬SWAN輸入檔各參數設定值 ... 7-15 圖7.15 近域風浪模擬二階段模擬SWAN輸入檔各參數設定值 ... 7-16 圖7.15 (續1)近域風浪模擬二階段模擬SWAN輸入檔各參數設
定值 ... 7-17 圖7.15 (續2)近域風浪模擬二階段模擬SWAN輸入檔各參數設
定值 ... 7-18 圖7.15 (續3)近域風浪模擬二階段模擬SWAN輸入檔各參數設
圖7.16 小尺度花蓮海域風浪模組模擬結果輸出點位圖 ... 7-21 圖7.17 花蓮海域小尺度風浪模組作業化模擬結果，花蓮港
awac測站風浪模擬預測值與觀測值比較圖 ... 7-22 圖7.17 (續1)花蓮海域小尺度風浪模組作業化模擬結果，花蓮
港awac測站風浪模擬預測值與觀測值比較圖 ... 7-23 圖7.17 (續2)花蓮海域小尺度風浪模組作業化模擬結果，花蓮
港awac測站風浪模擬預測值與觀測值比較圖 ... 7-24 圖7.17 (續3)花蓮海域小尺度風浪模組作業化模擬結果，花蓮
港awac測站風浪模擬預測值與觀測值比較圖 ... 7-25 圖7.17 (續4)花蓮海域小尺度風浪模組作業化模擬結果，花蓮
港awac測站風浪模擬預測值與觀測值比較圖 ... 7-26 圖7.17 (續5)花蓮海域小尺度風浪模組作業化模擬結果，花蓮
港awac測站風浪模擬預測值與觀測值比較圖 ... 7-27 圖7.17 (續6)花蓮海域小尺度風浪模組作業化模擬結果，花蓮
港awac測站風浪模擬預測值與觀測值比較圖 ... 7-28 圖7.17 (續7)花蓮海域小尺度風浪模組作業化模擬結果，花蓮
港awac測站風浪模擬預測值與觀測值比較圖 ... 7-29 圖7.17 (續8)花蓮海域小尺度風浪模組作業化模擬結果，花蓮
港awac測站風浪模擬預測值與觀測值比較圖 ... 7-30 圖7.18 花蓮海域小尺度風浪模組作業化模擬結果，花蓮浮標
測站風浪模擬預測值與觀測值比較圖 ... 7-31 圖7.18 (續1)花蓮海域小尺度風浪模組作業化模擬結果，花蓮
浮標測站風浪模擬預測值與觀測值比較圖 ... 7-32 圖7.18 (續2)花蓮海域小尺度風浪模組作業化模擬結果，花蓮
浮標測站風浪模擬預測值與觀測值比較圖 ... 7-33 圖7.18 (續3)花蓮海域小尺度風浪模組作業化模擬結果，花蓮
浮標測站風浪模擬預測值與觀測值比較圖 ... 7-34
圖7.18 (續4)花蓮海域小尺度風浪模組作業化模擬結果，花蓮
浮標測站風浪模擬預測值與觀測值比較圖 ... 7-35 圖7.18 (續5)花蓮海域小尺度風浪模組作業化模擬結果，花蓮
浮標測站風浪模擬預測值與觀測值比較圖 ... 7-36 圖7.18 (續6)花蓮海域小尺度風浪模組作業化模擬結果，花蓮
浮標測站風浪模擬預測值與觀測值比較圖 ... 7-37 圖7.18 (續7)花蓮海域小尺度風浪模組作業化模擬結果，花蓮
浮標測站風浪模擬預測值與觀測值比較圖 ... 7-38 圖7.18 (續8)花蓮海域小尺度風浪模組作業化模擬結果，花蓮
浮標測站風浪模擬預測值與觀測值比較圖 ... 7-39 圖8.1 細尺度花蓮港域波浪模組之模擬範圍圖 ... 8-3 圖8.2 花蓮港區細尺度波浪模組非結構細網格分布圖 ... 8-4 圖8.3 花蓮港區細尺度波浪模擬範圍與花蓮域小尺度風浪模
組輸出點位(圓點)分布圖 ... 8-5 圖8.4 花蓮港區細尺度波浪場波高分布圖(週期10s、ESE) ... 8-6 圖8.5 花蓮港區細尺度波浪場波高分布圖(週期10s、E) ... 8-6 圖8.6 花蓮港區細尺度波浪場波高分布圖(週期10s、SW) ... 8-7 圖8.7 花蓮港港域波高規劃展示點位分布圖 ... 8-7 圖8.8 下年度花蓮港細尺度風浪模組模擬範圍規劃方案示意圖 ... 8-8
第一章 緒論
1.1 計畫緣起及目的
台灣四面環海，地狹人稠、陸上資源有限，為了能夠合理且有效 地規劃與開發近岸生活圈，政府機構長期以來積極推動規劃近岸海域 的開發利用，致力於保護與維護沿海的百姓生命財產及海上運輸的安 全。基於保護臺灣周遭水域航行船舶與人員安全，以及水環境維護等 考量，交通部運輸研究所乃於民國92 年起著手推動近岸/近海防救災相 關海象預報系統，配合已經推動多年的海氣象觀測，成立海情中心，
提供相關海象觀測與預測的資料，協助相關單位維護臺灣水域的安全。
由於我國為海島型國家，臺灣本島與離島間各類物資及人員多需 仰賴海洋運輸，因此發展藍色公路乃為政府長期推動的政策；同時維 護船舶海上航行安全，亦為國家施政積極努力的目標。基於臺灣周圍 海域海象變化莫測，時有船舶或漁船筏等海上事件發生，如近年來發 生的海洋拉拉號(2010 年 8 月 8 日)、百麗客輪(2011 年 6 月 11 日)等客 輪航行安全事件，雖未造成人員重大傷亡，但也顯示出離島海運存在 的風險確實不容輕忽。基於此，交通部運輸研究所除了長期推動發展 近岸/近海防救災相關海象預報系統，配合海氣象觀測，提供各大商港 海象觀測與預報的資料外，更以海洋國家格局，積極態度面對發展藍 色公路，提供相關航線上海象數值預報資訊，確保航運安全，同時協 助相關單位維護臺灣海域的安全。
本計畫目的為針對交通部運輸研究所港灣技術研究中心(以下簡稱 港研中心)「臺灣近岸海象預報系統」進行維護，包括臺灣及離島主要 港口港域、藍色公路及海岸公路鄰近海域等，有關風力、波浪、水位 及流場海象模式之改善，並探討港區靜穩預警等課題。臺灣近岸海象 預報系統可於平時提供港區、藍色公路及海岸公路等相關海象模擬資 訊；另於颱風侵襲期間，相關結果亦可作為防災預警之評估依據，以 輔助船舶進出、藍色公路航行安全及海岸公路行車安全等重要資訊。
1.2 計畫重要性
本計畫對於臺灣及離島等11 個港口(臺北、基隆、蘇澳、花蓮、高 雄、安平、布袋、臺中、澎湖、金門及馬祖等)有關風力、波浪、水位 及流場等海象預報系統提供維護及改善，精進臺灣東部海域之風浪模 式，確保藍色公路海上航行安全；並建置港區靜穩模組，輔助港務公 司船舶管理及促進進出港航行安全。另東部海岸公路鄰近海域之水位 及風浪預報成果，將提供「海岸公路浪襲預警系統」之封路輔助參考，
降低人員現場應變作業及民眾行車安全風險。
在政府施政之關聯性上，本計畫配合交通部推動科學技術發展之 目標：(1)推動現代化氣象及海象觀測，提升地震測報效能、拓展強震 即時警報資訊於防災之應用；發展精緻化氣象預報、開創多元化氣象 服務管道，以提升海象服務水準，並達成防災、減災及促進經濟發展 之目標，並配合運輸系統管理及資訊服務之整合應用，為健康臺灣提 供優質氣象資訊。(2)推動海岸災害防救科技發展，精進海岸與港灣的 災害防救科技研發，強化基礎設施中有關環境資料庫之調查蒐集與建 置及應用。
在政府施政配合性上，本計畫海象預報系統內結合港研中心「港 灣環境資訊系統」，平時提供風場、波浪、水位及流場等即時海象資訊，
以供各港務單位港口船舶交通航運安全使用，於颱風期間或面臨緊急 海難及各種海岸災害(包括海岸公路)等防救時，亦可迅速提供救災必要 海象模擬資訊。
在計畫前後連貫之整體性上，本計畫屬於港研中心 108 年科技綱 要計畫「海洋及交通運輸防災技術研究(2/4)」之分項計畫「港灣環境 資訊整合及防災應用研究」下所建置海象模擬作業系統，為 4 年期研 究計畫之第 2 年子項計畫。本計畫預期相關研究之成果及經驗將能夠 應用至其他離島海域，達到完善臺灣週圍海域「海氣象模擬預報系統」
之目標。
1.3 相關本計畫
港研中心自民國92 年起著手於整合近岸海象數值模擬與海象觀測 資料之研究計畫，建構適用於臺灣本土四周海域之海象數值模擬與預 警系統。規劃中的「近岸海象數值模擬及預警系統」架構，如圖1.1 所 示，顯示此海象數值模擬及預警系統之規劃係以結合波浪、水位、海 流、海嘯及污染擴散等相關數值模式，以及相關海象即時觀測系統，
構建成整合性的近岸海域海象數值模擬及預警系統為研究方向。整體 研究先期計畫係由中山大學陳陽益教授及李忠潘教授所組成的跨領域 研究團隊及港研究中心研究人員共同進行合作研究，除了參考國內外 近海海象預報系統及相關海象數值模式的發展與應用外，並依據臺灣 周圍海域海象特性及模擬需求，規劃不同尺度與解析度之數值計算網 格及其適用的相關海象數值模式。在研究團隊整合研究下，陸續完成 相關軟、硬體之建置，以及海象數值模擬相關作業化模組開發。同時 由港研中心與國立中山大學共同合作於民國96 年取得「臺灣近岸海象 預報系統(Taiwan Coastal Operational Modeling System)」之專利權，並 將整個近岸海象數值模擬作業化系統移轉至港研中心運作與維護至 今。
之後，港研究中心於四年期計畫(民國 96~99 年)「臺灣近岸防救災 預警系統技術與作業化之研究」中，持續推動下列研究：(1)近岸風浪 模擬技術之研發及預警精度改進研究；(2)結合港研中心相關計畫之海 象即時監測作業，發展颱風波浪模擬技術，建置近岸防災預警方法，
以減低颱風期間海岸災害破壞；(3)近岸防災預警系統之作業化研究，
加強作業效能之提昇，預報系統採人性化操作界面，以利相關單位使 用。先後，完成基隆港等七大商港小尺度近岸波浪模式及水動力模式 建置與作業化模擬等研究。
由於臺灣附近水域的地形與環境複雜，仍有諸多影響因子需要持 續進行研究與改善，港研中心另於四年期計畫(民國 100~103 年)進行
「整合臺灣海岸及港灣海氣地象模擬技術之研究」分項研究計畫。於 100 年及 101 年規劃了「提昇海岸及港灣海域波浪模擬技術之研究」與
「提昇海岸及港灣海域水位與海流模擬技術之研究」等合作研究計 畫，102 年整合成「提昇海岸及港灣海域海象模擬技術之研究」合作研 究計畫，103 年改為「臺灣主要商港海象模擬技術之精進及系統維運」
合作研究計畫。目的為了提升海岸及港灣海域海象模擬技術之研究，
除了進行現有波浪、潮位及海流等海象預報系統的維護，以及相關預 報與實測資料的比較分析以外，並將進一步探討水位對風浪預報的影 響與系統建置，此外也進行近岸海象預報系統的改善尋求其他可能方 案。
港研中心在104 年科技計畫「海洋防災科技及永續發展計畫(3/4)」
綱要計畫之分項計畫，持續推動「港灣海象模擬暨溢淹資訊建置之研 究」兩年期計畫，分別於 104 年辦理「海氣象自動化預報模擬系統作 業化校修與維運」及105 年辦理「105 年海氣象自動化預報模擬系統作 業化校修與維運」等合作研究計畫。除了針對現有臺灣主要商港海象 預報系統進行校修及維運，執行預報與實測資料之比較分析外，並完 成離島澎湖海域波浪、水位及流場等海象模擬子系統，提供臺灣本島 與澎湖群島間細緻化海域海象模擬資訊。106 及 107 年持續針對臺灣東 南海域包含臺東富崗漁港、綠島南寮漁港、蘭嶼開元漁港及屏東後壁 湖漁港等港口進行小尺度風浪、水位及流場模擬系統建置研究，以期 提供細緻化海象模擬資訊研究，確保臺灣本島東海海域藍色公路海上 航行安全。
近岸海象數值模擬及預警系統
作業化預報模式
風壓
水位
波浪 海流
油 污預警
模式
港區海象資訊展示系統 作業化預報展示網頁
觀測資料
波 浪資料
同化
波浪相關模式
圖1.1 近岸海象數值模擬及預警系統架構圖
1.4 研究範圍與對象
本計畫研究內容包含風力、波浪、水位及海流等海氣象資訊，研 究對象含蓋臺灣周圍海域及離島澎湖、金門及馬祖等海域；本年度主 要研究範圍為臺灣東部海域，自新北市貢寮區之東北角至秀姑巒溪出 海口，其間包含花蓮港、蘇澳港等海域，如圖1.2 所示。
馬祖
金門
澎湖
三貂角
秀姑鑾溪口 蘇澳港
花蓮港
圖1.2 本計畫研究範圍與對象之示意圖
1.5 本年度研究內容及工作項目
本計畫(108 年)主要研究內容及工作項目如下：
1. 海象自動化預報模擬系統校修與維運：進行港研中心「臺灣近岸海 象預報系統」(TaiCOMS)維護與資料更新、軟硬體更新與測試、模 式作業化環境之改善及維護等相關工作。
2. 海象自動化預報及預警模擬系統改善研究：針對臺灣本島及離島等 11 個主要港口及臺東海岸公路鄰近海域，依據歷年有關海象作業 化預報評估結果，進行波浪、水位及流場等相關模組改善研究。
3. 臺灣周圍海域風浪模擬與校驗：依據港研中心風浪觀測資料(或中 央氣象局、水利署)校驗模式模擬結果，作為後續模式修正之依據，
並針對本年度或歷史颱風資料進行模擬與評估。
4. 臺灣周圍海域水動力模擬與校驗：依據港研中心(或中央氣象局、
水利署)水位及海流觀測資料校驗模式模擬結果，並針對本年度或 歷史颱風資料進行模擬與評估，作為後續模式修正之依據。整合港 研中心模擬結果及 HYCOM 洋流預報資訊，與海流觀測資料(台灣 海洋科技研究中心 CODAR)進行比對評估。
5. 風力、波浪、水位及流場等海象預報作業化成果評估：配合港研中 心(或中央氣象局、水利署)於臺灣本島及離島等 11 個主要港口及臺 東海岸公路鄰近海域之現場觀測資料，進行本年度(108 年度)海象 預報成果評估。
6. 綜整中央氣象局風浪預報資料：彙整氣象局提供之海象預報資料，
並與臺灣近岸海象預報資料進行比對。
7. 東部海域基本資料蒐集與分析：蒐集東部海域(貢寮東北角至秀姑 巒溪出海口，含花蓮港、蘇澳港間之外海海域)的地形水深及分析 海象資料特性。
8. 東部海域小尺度風浪模擬系統建置：針對東部海域(貢寮東北角至 秀姑巒溪出海口，含花蓮港、蘇澳港間之外海海域)建置合適的小 尺度風浪模擬系統。
9. 花蓮港區靜穩模擬系統建置：結合東部海域小尺度風浪模擬結果，
修正花蓮港區細尺度波浪模擬，建置花蓮港之港區靜穩模擬系統。
10.為建立相關數值模擬系統及數值預報系統之模式計算、資料庫維護 管理、資料統計、繪圖等工作，需派碩士級（含）以上專業人員一 員至港研中心駐點服務，其人員工作期間為履約時限(自簽約日起
第二章 臺灣近岸海象預報模擬系統維運與改善研究
2.1 臺灣近岸海象預報系統簡介
港 研 中 心 建 構 的 臺 灣 近 岸 海 象 預 報 系 統(Taiwan Coastal Operational Modeling System，TaiCOMS)整體架構如圖 2.1 所示，包含 了即時海象觀測網、海象模擬作業化系統及港灣環境資訊網等三部 份。其中海象模擬作業化系統提供的模擬資訊包括風場、波浪、水位、
流場及海嘯等。依模擬資訊性質區分為風場處理系統、波浪模擬系統、
水動力模擬系統及海嘯模擬系統等四個子系統，每日提供港灣環境資 訊網海氣象模擬資訊。有關本計畫海象模擬作業化系統介紹如下：
圖 2.1 臺灣近岸海象預報系統整體架構圖 2.1.1 風場處理系統
風場處理系統主要功用在於將中央氣象局公布的天氣數值預報資 料轉換產出海象模擬作業化系統所需的風、壓場輸入資料，及港灣環 境資訊網展示之風、壓場數值資料。本計畫風場處理系統每日作業化 流程包括自中央氣象局ftp 下載的天氣數值預報資料、資料解碼、重組 及內插等。
自TaiCOMS 建置以來，風(壓)場資料格式依中央氣象局提供的天 氣數值預報資料區分為：
(1) 2014 年 5 月之前，TaiCOMS 風(壓)場資料來源為氣象局第三代 數值天氣預報系統之有限區域模式 NFS (Non- hydrostatical Forecast System)，每日兩次數值預報結果(分別為 UTC 0 時及 12 時)；NFS 數值 網格之水平解析度分為 45km/15km/5km 三層(分別以 RC、MC 及 HC 稱之)，各層模擬範圍及網格資訊如表 2.1 及圖 2.2 所示。
(2)因應氣象局終止對外提供 NFS 數值預報資料，2014 年 5 月起 TaiCOMS 作業系統改採用氣象局第四代數值天氣預報系統之區域模式 WRF (Weather Research and Forecast)模組 M00，每日四次數值預報結果 (UTC 0、6、12 及 18 時)；M00 模組數值網格之水平解析度同樣分成 45km/15km/5km 三層(分別以 WA01、WA02 及 WA03 稱之)，其中 45km/15km 解析度網格模擬範圍與 NFS 相同，5km 解析度網格模擬範 圍則略大於NFS，各層模擬範圍及網格資訊如表 2.2 及圖 2.2 所示。
(3) 2017 年 7 月再度配合氣象局對外政策改版接收 WRF 模組 M05 數值預報結果，M05 模組數值網格改採用水平解析度 15km/3km 兩層 巢狀網格(分別以 WD01 及 WD02 稱之)，各層模擬範圍及網格資訊參 考表2.3 及圖 2.3。
TaiCOMS 風壓場展示及應用的內容分別為海面 10m 高度風場及海 面氣壓場資料，資料格式區分為西太平洋風場及氣壓、中國海域風場 及氣壓及臺灣海域風場及氣壓等三類型，分述如下：
1. 西太平洋風場及氣壓：資料產出範圍為西太平洋北緯 0°至 35°，東 經 99°至 150°，資料網格為解析度 1/6°(或 10')之球面座標規則網 格，或稱為大尺度風壓場，如圖 2.4 所示。2014 年 5 月前由 NFS 水平第一層 45km 網格資料(RC)產生，2014 年 5 月至 2017 年 6 月 由 WRF 成員 M00 水平第一層 45km 網格資料(WA01)產生。2017 年 7 月之後由 WRF 成員 M05 水平第一層 15km 網格資料(WD01) 產生。
2. 中國海域風場及氣壓：資料輸出範圍為西太平洋北緯 10°至 35°，
東經 110°至 135°，網格採用解析度 1/12°(或 5')之球面座標規則網
月前由 NFS 水平第二層 15km 網格資料(MC)產生，2014 年 5 月至 2017 年 6 月由 WRF 成員 M00 水平第二層 15km 網格資料(WA02) 產生。2017 年 7 月之後改由 WRF 成員 M05 水平第一層 15km 網格 資料(WD01)產生。
3. 臺灣海域風場及氣壓：於 2014 年 5 月前由 NFS 水平第三層 5km 網 格資料(HC)產生，其範圍為北緯 21°至 26°，東經 119.25°至 123.0°，
網格為解析度 1/24°(或 2.5')，又稱為小尺度風壓場，如圖 2.6 所示。
2014 年 5 月以後，資料輸出範圍擴大為北緯 20.5°至 28°，東經 117.5°至 124.5°，網格解析度不變，改由 WRF 成員 M00 水平第三 層 5km 網格資料(WA03)產生，直至 2017 年 7 月改由 WRF 成員 M05 水平第二層 3km 網格資料(WD02)產生。
目前 TaiCOMS 海象作業化模擬採取每日僅執行一次 72 小時海象 模擬(前 24 小時為追算模擬，後 48 小時屬於預報模擬)，在風浪及水動 力模組每日輸入的預報風場資料設計上，系統採用以中央氣象局六組 連續預報風壓場資料構成一組73 小時組合的風壓場資料之方式處理，
如圖2.7 所示。圖中 D-1 代表作業化日期 D 之前一天，“_12”代表該風 場預報之起始UTC 時間(相對於台北時區為 20 時)，目前 WRF 風場每 次預報長度為84 小時(即 00~84 共 85 組資料)；經評估後每組風場選取 之時段以06~11 時較佳，同時考量 TaiCOMS 系統每日作業化起始時間 採用台北時區為 0 時，因此系統設計採取以六組連續預報風壓場資料 (D-2_06.10~11 、 D-2_12.06~11 、 D-2_18.06~11 、 D-1_00.06~11 、 D-1_06.10~11、D-2_12.06~52 等)構成每日組合的風壓場預報資料。
表2.1 中央氣象局 NFS 水平三層巢狀網格資訊表 DMS
FLAP 座標系統 dimension relocation 格點位置
RC
Lambert conformal
mapping 221*127 45KM
Center(120E), true(10N,40N) 座標(114,71)位置位於(30N,120E) 底圖左下點(-5.34068N,77.91867E)
右上點(42.92812N,180.2034E)
MC
Lambert conformal
mapping
181*193 15KM
Center(120E), true(10N,40N) 座標(76,148)位置位於(30N,120E) 底圖左下點(9.28194N,109.7727E)
右上點(35.26665N,137.7342E)
座標(1,1)對應至 45KM MESH 之(89,22)座標位置
HC
Lambert conformal
mapping
91*121 5KM
Center(120E), true(10N,40N) 座標(28,199)位置位於(30N,120E) 底圖左下點(20.78609N,118.6597E)
右上點(26.33824N,123.2724E)
座標(1,1)對應至 15KM MESH 之(67,82)座標位置
表 2.2 中央氣象局 WRF 成員 M00 水平三層巢狀網格資訊表 DMS
FLAP 座標系統 dimension relocation 格點位置
WA01 Lambert conformal
mapping
221×127 45KM
Center(120E), true(10N,40N) 座標(114,71)位置位於(30N,120E) 底圖左下點(-5.34068N,77.91867E)
右上點(42.92812N,180.2034E)
WA02
Lambert conformal
mapping 181×193 15KM
Center(120E), true(10N,40N) 座標(76,148)位置位於(30N,120E) 底圖左下點(9.28194N,109.7727E)
右上點(35.26665N,137.7342E)
座標(1,1)對應至 45KM MESH 之(89,22)座標位置
WA03 Lambert conformal
mapping
148×178 5KM
Center(120E), true(10N,40N) 座標(55,214)位置位於(30N,120E) 底圖左下點(20.07030 N, 117.3342 E)
右上點(28.24893N，124.9106E)
座標(1,1)對應至 15KM MESH 之(59,78)座標位置
表 2.3 中央氣象局 WRF 成員 M05 水平兩層巢狀網格資訊表 DMS
FLAP 座標系統 dimension relocation 格點位置
WD01
Lambert conformal
mapping
661×385 15 km
Center(120E), true (10N, 40N)，
座標(340,214)位置位於(30N,120E)，
中心點座標為(331,192)位置位於 (26.926N,118.5908E)
底圖 左下點(-5.693677N,78.02554E) 右上點(43.28705N,-179.5461E)
WD02 Lambert conformal
mapping
1158×673 3km
Center(120E), true (10N, 40N)，
座標(522,547)位置位於(30N,120E)，
中心點座標為(579.5,337)位置位於 (24.1285N,121.7601E)
底圖 左下點(14.02224N,105.2500E) 右上點(32.12021N,140.91388E)
座標(1,1)對應至 45 km MESH 之(89,22)座標位置
圖2.2 中央氣象局數值天氣預報系統 NFS 及 WRF 模組 M00 水平巢 狀網格數值模擬範圍圖
圖2.3 中央氣象局數值天氣預報系統 WRF 模組 M05 數值模擬範圍 (WD01 及 WD02)及 TaiCOMS 各層風、壓場資料輸出範圍圖
資料來源：港灣海氣象數值模擬作業化之研究(2/2)，邱等，2015 年
圖2.4 NFS(RC)及 WRF(WA01)風場輸出範圍圖
資料來源：港灣海氣象數值模擬作業化之研究(2/2)，邱等，2015 年
圖2.5 NFS(MC)及 WRF(WA02)風場輸出範圍圖
資料來源：港灣海氣象數值模擬作業化之研究(2/2)，邱等，2015 年
