臺灣博碩士論文加值系統

摘要

航行安全與效率為船舶航行的主要目標，其中氣象、海象因素為最直接影響要件，隨著海上氣象與海象變化情況，因應調整船舶航線。本研究運用風場、波浪、洋流等重要氣象、海象關鍵因素，探討季風變化對北印度洋 - 南中國海海域航線之影響。
本研究引據國際綜合海洋大氣資料( ICOADS )，加以OSCAR洋流之月平均洋流資料數據，以及美國國家環境預報中心( NCEP )與國家大氣研究中心( NCAR )的氣象環境資料。分析船舶航線受到大尺度海洋氣候環境變化之影響概況。主要研究結果如下 :
(1)在北印度洋方面，其主要航線為連結亞洲與歐洲、中東之間的三角形航線，航線變化較顯著為西南季風時期( 6月-8月 )於亞丁灣地區因西南氣流增強之因素，造成船舶航線偏北，即因波浪增強造成船舶轉而航行索科德拉島北方，防止南方海域高浪造成船舶航行危險。
(2)在南中國海方面，主要航線為來往東南亞與東北亞地區。冬季時期因強烈的東北季風，影響東南亞航行往東北亞的航線，船舶會航行沿岸海域，降低逆風與波浪影響船舶的航行。
(3)在南亞方面，其主要航線為橫跨孟加拉灣海域航線。夏季時期因強烈的西南季風與季風產生的風生流影響，由東向西的船舶航線，適宜偏風場與主要洋流範圍之北方海域或沿岸海域航行，減低航行效率損失。
(4)藉由船舶觀測資料分析，將參差不齊的數據資料和航線記錄轉化成量化資料呈現，因應季節風場、波浪與洋流的變化，分析航線變化，並建議季節性的航線修正。

關鍵字 : 北印度洋、南中國海、季風、航線

Abstract

Navigational safety and efficiency are the main objectives of navigation. Among numerous factors, the meteorological factors and marine weather are the most prominent and direct indicators, and are used to adjust shipping routes. This research focuses on the impacts and effects that the seasonal changes have on the Indian Ocean and the South China Sea seaways based on meteorological phenomena such as winds, waves and ocean currents.
International Comprehensive Ocean–Atmosphere Data (ICOADS), International marine Meteorological Archives (IMMA), and the ocean current data acquired from OSCAR (Ocean Surface Current Analyses – Real time) website are cited for this research. Meteorological Environment Data from National Centers for Environment Prediction (NCEP) and National Center for Atmospheric Research (NCAR) are used to analyze on overall marine climate and environment affecting shipping routes. The following are the results from this research:
(1) In the Northern Indian Ocean, the major routes connecting between Asia, Europe and Middle East formed a triangle shipping routes. During the summer monsoon season, strong waves in the Gulf of Aden area forces ships to change its course to other alternative routes. Due to this strong wind, ships elect to sail along north of Socotra Island to prevent potential navigational hazards caused by the high waves from the southern sea area.
(2) In the South China Sea, the leading ship routes travel between the Southeast Asia and the Northeast Asia. In winter period, ship navigation are affected by strong monsoon, therefore, navigate along the adjacent coastal area to avoid strong winds and waves.
(3) In the Southern Asia Sea area, the key shipping routes travel across the Bay of Bengal. In summer, due to the strong southwest monsoon, the ships travel from east to west should choose the northern sea area or navigate along the coastal line to minimize the impacts on navigation efficiency.
(4) Based on the comprehensive meteorological data analysis collected from navigational observation, various data and navigation records are integrated to analyze the changes of ship routes and modify ship routes according to the seasonal changes associating with winds, waves and ocean currents.

Keywords: Northern Indian Ocean, South China Sea, Monsoon, Shipping routes.

目錄
中文摘要................................................. I
英文摘要................................................. II
致謝.................................................... III
目錄.................................................... IV
圖目錄................................................... VII
表目錄................................................... IX

第一章　緒論.............................................. 1
1-1　研究動機與目的....................................... 1
1-1-1　文獻回顧..................................... 1
1-1-2　資料引據..................................... 2
1-2　季風環流............................................ 4
1-2-1　夏季西南季風.................................. 4
1-2-2　冬季東北季風.................................. 5
1-3　研究架構與流程....................................... 6
第二章　國際綜合海洋大氣資料庫與OSCAR洋流數據來源............... 8
2-1　國際綜合海洋大氣資料庫介紹( ICOADS ).................... 8
2-2 國際海事氣象檔案 ( IMMA )............................ 11
2-3 OSCAR 洋流網站...................................... 15
2-4 全球氣象資料......................................... 18
2-5 研究方法............................................ 20
第三章　北印度洋海事氣象資訊分析............................. 22
3-1　阿拉伯海海域航線分析................................ 22
3-2　阿拉伯海海域航線之風場、風力因素分析...................... 25
3-2-1　春季時期阿拉伯海海域風場對於航線之影響............. 27
3-2-2 夏季時期阿拉伯海海域風場對於航線之影響............. 28
3-2-3 特殊Z字型航線變化............................. 30
3-2-4 秋季時期阿拉伯海海域風場對於航線之影響............. 32
3-2-5 冬季時期阿拉伯海海域風場對於航線之影響............. 33
3-3　阿拉伯海海域航線之波浪因素分析.......................... 35
3-3-1　季風時期..................................... 35
3-3-2　非季風時期.................................... 40
3-4　阿拉伯海海域航線之洋流因素分析.......................... 42
3-4-1 阿拉伯海海域季風時期洋流影響..................... 42
3-4-2 阿拉伯海海域非季風時期洋流影響................... 43
3-4-3 春季時期阿拉伯海海域洋流 ........................45
3-4-4 夏季時期阿拉伯海海域洋流 ........................46
3-4-5 秋季時期阿拉伯海海域洋流 ........................47
3-4-6 冬季時期阿拉伯海海域洋流........................ 48
3-5　阿拉伯海海域航線海事資訊綜合分析......................... 49
3-5-1　印度半島西南側 - 亞丁灣航線..................... 49
3-5-2　印度半島西南側 - 波斯灣航線..................... 50
3-5-3　阿拉伯半島沿岸航線............................. 51
第四章　南中國海海域與南亞海域海事氣象資訊分析.................. 53
4-1　南中國海海域與南亞海域航線分析.......................... 53
4-1-1　西南季風時期..................................... 55
4-1-2　東北季風時期..................................... 56
4-2　南中國海海域與南亞海域航線之風場、風力因素分析............. 57
4-2-1　西南季風時期.................................. 58
4-2-2　東北季風時期.................................. 60
4-3　南中國海海域與南亞海域航線之波浪因素分析.................. 63
4-3-1　西南季風時期..................................... 63
4-3-2　東北季風時期..................................... 65
4-4　南中國海海域與南亞海域航線之洋流因素分析............... 67
4-4-1　西南季風時期洋流影響航線之分析................ 67
4-4-2　東北季風時期洋流影響航線之分析................ 69
4-5　南中國海海域與南亞海域航線綜合海事分析.................... 72
4-5-1　東北亞至東南亞航線................................ 72
4-5-2　南亞航線........................................ 73
4-5-3　孟加拉內灣航線................................... 74
第五章　結論.............................................. 75
5-1　本文主要研究議題結論................................... 75
5-1-1　分析國際綜合海洋大氣資料庫( ICOADS )結論...... 75
5-1-2　海事資訊於北印度洋航路之影響分析............... 76
5-1-3　海事資訊於南中國海海域之影響分析............... 77
5-1-4　海事資訊於南亞海域航路之影響分析............... 77
5-2　分析討論............................................ 78
5-3　未來研究方向......................................... 79
參考文獻................................................. 80

參考文獻

王雲天、姚傑 (1998) : 印度洋各季節大、中浪的頻率分佈，海浪與船舶航行安全及防抗颱風經驗研討會，11月23日，大連、中國。
包世中、蔡源二、吳錦鑾 (1994) : 航海氣象及海洋學，129頁，幼獅文化事業股份有限公司，台北市，ISBN: 9789575304904
李棲筠、付玉慧 (1998) : 北印度洋航行船舶對西南季風的預報，中日航海學術交流會，8月17日，桂林、中國。
李志華、高超、吳進潮 (2000) : 船舶氣候航線與氣象航線，全國天氣海洋與航海安全學術研討會，3月12日，延吉、中國。
李志華 (2006) : 海洋船舶氣象導航，大連海事大學出版社，大連，103頁，ISBN: 9787563219261。
林銘崇、許泰文 (2007) : 近岸流，財團法人中興工程科學研究發展基金會，台北市，75頁，ISBN: 9789867142139。
周立佳 (2000) : 影響航行安全的南海西南大風特徵及預報，全國天氣海洋與航海安全學術研討會，3月12日，延吉、中國。
馬全黨 (2006) : 淺析氣象定線在遠洋運輸中的應用，中國水運，8,19-25。
屠其璞 (1992) : 近百年來全球氣候變化的觀測事實，氣象教育與科技第2期，73頁。
陳家輝 (2001) : 航海氣象學與海洋學，大連海事大學出版社，大連，303頁，ISBN: 7563212418。
陳維敏 (2002) : 中國軍事百科全書5-6 :軍事技術，軍事科學出版社，1076頁，ISBN: 7800219852。
盛承禹、戚啟勳(校閱) (1991) : 世界氣候，明文書局股份有限公司，台北市，118頁，ISBN: 9789579509800。
雷海 (1995) : 世界航線，人民交通出版社，北京，670頁， ISBN:9787114018398。
蔡坤澄 (1989) : 操船學，周氏兄弟出版社，台北市，162頁，ISBN: 9789868638037。
歐錫祺、陳正改 (1992) : 海洋氣象，國立編譯館，台北市，119頁，ISBN: 9789575240950。
錢懷源、朱乾 (2000) : 航海學，幼獅文化事業股份有限公司，台北市，226頁，ISBN: 9789575307080。
Kent EC, Woodruff SD, Berry DI. (2007) : WMO Publication No. 47 metadata and an assessment of observation heights in ICOADS. J. Atmos. Oceanic Technol., 24(2), 214-234.
McBride. (2005) : Shipping routes October 2004 – October 2005. NOAA updated Report. Available online at http://sos.noaa.gov/datasets/Ocean/shipping.html
Parker D, Kent EC, Woodruff SD, Dehenauw D, Harrison DE, Manabe T, Meitus M, Swail V, Worley SJ. (2004) : The second JCOMM workshop on advances in Marine Climatology ( CLIMAR-II ). WMO Bulletin 53(2) : 157-159.
Woodruff SD. (2005) : Archival of data other than in IMMT format: The International Maritime Meteorological Archive (IMMA) format. Climate Diagnostics Center / NOAA Updated Rep., 35 pp. Available online at http://icoads.noaa.gov/e-doc/imma/imma.pdf
Woodruff SD, Diaz HF, Worley SJ, Reynolds RW, Lubker SJ. (2005) Early ship observational data and ICOADS. Climatic Change 73: 169-194.
Woodruff SD, Lubker SJ. (2007) : ICOADS Release 2.4 (1784-May 2007) IMMA Status, NOAA Earth System Research Laboratory (ESRL), Boulder, CO, USA Updated Report (14 March 2007).
Worley SJ, Woodruff SD, Reynold RW, Lubker SJ, Lott N. (2005) : ICOADS release 2.1 data and products. International Journal of Climatology 25: 823-842