颱風來襲時，台灣西南沿岸經常是先受到湧浪的影響，在暴風半徑到達陸地時，風浪開始增強。地形的遮蔽效應，會影響湧浪與風浪的消長。本研究以台灣西南沿岸為例，受到南北兩個不同颱風路徑的影響，以兩種不同的波浪分析法，傅利葉轉換(FFT)與賀伯黃轉換(HHT)，探討南北不同颱風路徑之波浪狀況。結果顯示，FFT較簡單快速，HHT雖比較耗時，但結果較FFT細緻，且貼近自然現象，兩者波高差異HHT約為FFT的1.2倍，週期則有0.9倍的差異。HHT會在颱風期間呈現出較大的波高(Hs)及週期(Ts)。颱風由兩個不同路徑通過時，波浪變化情況明顯不同。北邊通過的颱風，台灣西南沿岸先是處於背風面，波浪能量與週期都不明顯，直到颱風通過台灣海峽北部之後，測站轉為迎風面，風與波浪由西南傳入，波浪能量與週期都明顯變大。相對的，南邊通過的颱風，則是當颱風中心越過巴士海峽之後，台灣西南海域才轉為迎風面，因此產生的波浪能量與週期也變大。主要因素是地形的影響，北邊路徑受到中央山脈阻隔，南邊則受到恆春半島阻隔；次要因素為颱風中心的距離，對於西南沿岸的距離較近，產生的波高較大。由波浪的分離結果發現，當颱風接近時，波浪以風浪為主，湧浪較小；當颱風逐漸遠離後，波浪比較貼近湧浪，風浪則變小，顯示湧浪與風浪皆同時存在，因颱風路徑及地形而消長。

During the typhoon season, the coastal Taiwan often receives swells follow by wind waves. The routes of typhoon and the geographic effects complicate the wave conditions. This study investigates the growth and decay of waves at the southwest coast of Taiwan due to two different paths of typhoon. Two different methods of wave analysis are applied: The Fast Fourier Transform (FFT), and the Hilbert Huang Transform (HHT). The results show that 1) the FFT analysis is simple and easy to apply. The HHT, however, provides detail information on wave height and period during typhoon passages. The typhoon went through northern Taiwan induced small waves and period. The reason is that the wind is blocked by the Central Ridge of Taiwan. Waves are generated after typhoon center pass the Taiwan Strait. 2) On the other hand, typhoon went though Luzon Strait induced large swells and wind waves. The geographic effect is the major factor of wave height and period generated. The distance to the typhoon center is another factor producing large waves which is related to the degree of gust. 3) The comparison of wind wave and swell show that the sea is dominated by wind waves during the approaching of typhoon, while swells dominate over when typhoon is leaving.

謝誌 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ⅰ
中文摘要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ⅱ
Abstract . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ⅲ
目錄 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ⅳ
表目錄 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ⅵ
圖目錄 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ⅶ
第一章 緒論 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1 介紹 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 前人研究 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.2.1 傅立葉轉換(FFT)與賀伯黃轉換(HHT) . . . . . . 4
1.2.2 颱風波浪的相關研究 . . . . . . . . . . . . . 6
1.3 研究目的 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
第二章 資料彙集 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.1 現場資料的量測 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.1.1 南北兩個颱風之介紹 . . . . . . . . . . . . 12
2.2 資料的篩選與整合 . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.2.1 壓力式波浪計 . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.2.2 風向風速計 . . . . . . . . . . . . . . . . 15
第三章 資料分析方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.1 傅利葉轉換(FFT) . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.2 賀伯黃轉換(HHT) . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.3 波高週期的計算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.4 資料的驗證 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.5 波浪的分離 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
第四章 結果與討論 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
4.1 HHT與FFT的波譜分析之異同 . . . . . . . . . . . . 35
4.2 颱風波譜之消長變化 . . . . . . . . . . . . . . . . 44
4.3 波浪的分離變化 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.4 波浪成熟度之討論 . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
4.5 颱風路徑與風場及波高週期之變化 . . . . . . . . . . 52
第五章 結論與建議 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
5.1 結論 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
5.2 建議 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
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