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博碩士論文 etd-0402112-165731 詳細資訊
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論文名稱
Title
台灣東南岸台東-綠島間海流運動受水深地形影響之研究
Topography induced flow variations between Taitung-Lutao off Southeast Taiwan
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
138
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2012-01-19
繳交日期
Date of Submission
2012-04-02
關鍵字
Keywords
海流傳輸量、渦度、渦漩、黑潮、流速
eddies, vorticities, velocity, Kuroshio, transport
統計
Statistics
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中文摘要
為了解台灣東南岸-台東富岡漁港近岸流場受海底地形與附近水文環境之影響,應用拖曳式都普勒流剖儀取得之資料,分析海流的垂直剖面與平面分佈,並且以漂流浮球資料,驗證資料的可靠性。
現場觀測分別於2009年 4月7日~2009年4月12日與2009年9月15日~2009年9月17日,以台東富岡漁港為起點,在台東與綠島之間海域2個航次海流的探測與收集。浮球資料取自1986年1月 1日至2010年7月31日,範圍為15°N -25°N,110°E -125°E,共706顆浮球的漂流軌跡之流速資料。
研究結果顯示:(1)觀測資料與歷史浮球資料,均有一支強勁的海流存在於台東近岸,朝東北方向流經台東與綠島之間的海域,測得最大流速可達180cm/s,整體平均流速約56cm/s,海流主軸離岸約10公里,強流影響深度約200公尺。(2)研究區域海流之流速依深度向下遞減,越深流速越小。在上層深度200公尺內,平均流速約為97cm/s,在中層深度200公尺至400公尺則降為42cm/s,到了下層深度400公尺以下則剩下約30cm/s。(3)在22.88°N至22.95°N之海域,上層海水流場與中層、下層海水流場之流向有明顯不同,上層流場流往東北,方向性較一致;中、下層流場則出現有向西、西南的分量。(4)本區域之海流傳輸量以南邊測線較大約6 Sv~7.2 Sv,北邊測線因水深較淺以及受地形所阻擋,海流傳輸量較小只有約3.3 Sv~5.2 Sv。(5)以綠島至成功海脊為界,上游流向較一致,下游流向則複雜許多。當海流經過較淺的地形時,海流隨海底峽谷爬升,因渦度守恆而轉向。(6)潮流約半節,流向受地形的影響,漲潮時向岸,將黑潮推向北流,退潮時影響黑潮向東北流。(7)從浮球資料中發現,本研究區域有偶發性的渦旋。而從繪製出的表層平均海流平面圖可知其海流強度受到黑潮與季風影響,春季流速約80cm/s、夏季時最強約100cm/s、秋季約90cm/s、冬季最弱約70cm/s。(8)本區域海流之渦度因黑潮主軸離岸約15公里,及近岸海流較弱,造成逆時針渦度,其值約0.8*10-4s-1~1.2*10-4s-1。在綠島北方區域22.85°N至22.95°N,因有三個海底山地形起伏較大,使得渦度強弱與渦度方向變化複雜。(9)將各層渦度與水深做線性迴歸發現,渦度在水深較淺地形變化劇烈處,與深度的相關性明顯偏低,而在水深較深地形變化平緩處,則與深度有著較高的相關性,因此可知渦度的變化是與地形、水深息息相關的。
Abstract
In order to understand the influence of topography and geometry to the flow and hydrological environments at Southeast coast of Taiwan, this study analyze data collected by tow-ADCPs in multiple cruises. The results are verified by Argos drifters.
Field operations of tow-ADCP were carried out on April and September 2009 in the vicinity of Fugang harbor, Taitung. Drifters data were download from the web for the domain 15°N-25°N, 110°E-125°E during January 1st 1986 to July 31st 2010, with a total of 706 drift trajectories.
The results show that: (1) There is a strong northward current near the coast of Taitung with maximum speed of 180 cm/s. The averaged flow velocity is 56 cm/s. The core of the current is centered at 10 km offshore in 200 m water depth. (2) The flow velocity decreases with depth. The average velocity is 97 cm/s in the upper 200 m, 42 cm/s in the middle layer 200m~400 m, and drop to 30 cm/s below 400 m. (3) The flow near the coast is deflected by the bottom topography, with upper layer flow to the northeast along the coastal line. The lower layer flows turn to west and southwest directions. (4) The transport estimated 3.3~7.2 Sv between Taiwan and LuDao (green island). (5) The flows are deflected by the ridge between LuDao and Cheng-Gong. The turns of flow can be explain by the conservation of vorticities, estimated 0.8*10-4s-1~1.2*10-4s-1. (6) The tidal current of is about a half of a knot, shoreward during flood with push Kuroshio northward. The tidal current is offshore during ebb. (7) The drifters data suggest there are eddies in this region. The surface current has seasonality, 80 cm/s in Spring , 100 cm/s in summer, 90 cm/s in fall, and 70 cm/s in winter.
目次 Table of Contents
章次 頁次
中文摘要........I
英文摘要........III
目錄........IV
圖目錄........VI
表目錄........XII
第一章、緒論........1
1-1. 前言........1
1-2. 台灣東岸流場與黑潮簡介........3
1-3. 前人研究........3
1-4. 研究目的........11
第二章、現場觀測與資料蒐集........12
2-1. 拖曳式都普勒流剖儀現場觀測........13
2-2. 歷史浮標資料........17
第三章、資料品管與分析方法........20
3-1. 資料品管........20
3-1.1. 拖曳式都普勒剖流儀資料品管........20
3-1.2. 地形資料處理........27
3-1.3. 浮標資料處理........29
3-2. 分析方法........31
3-2.1. Tow-ADCP剖面流場與網格化後剖面流場分析........31
3-2.2. Tow-ADCP平面流場分析........ 31
3-2.3. 使用浮標資料計算流速與流向........31
3-2-4. 使用浮標軌跡來觀察渦漩........31
3-2-5. 平面海流渦度分析 ........32
3-2-6. 調和分析........ 33
第四章、結果與討論........34
4-1. 剖面流場整合........34
4-1.1.各測線之垂直剖面流場分析........34
4-1.2.各測線之格點化後垂直剖面流場分析........53
4-1.3.各測線之東西向與南北向垂直剖面流場等值圖分析........67
4-2. 平面流場分析........81
4-3. 歷史浮標資料........91
4-3.1.浮標資料流場分析........91
4-3.2.浮標資料與拖曳式-ADCP資料比對........94
4-3.3.以浮標資料探討渦漩........96
4-4. 平面渦度分析........99
第五章、結論與建議........111
5-1. 結論........111
5-2. 建議........113
參考文獻........115
附錄一、中英文縮寫對照表........118
參考文獻 References
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