波浪與海流為影響海洋環境的兩大因子,大部份的海流皆具有週期性,波 浪因風而起,風因受大氣的影響而變化萬千,使得波浪亦紛紜不已,無法 用適當的數學式表示之。Pierson(1952)提出以能譜來分析波浪特性,才 拓展了對紛紜波浪的研究,但實際海洋的波浪具有方向性,一維頻譜無法 描述,需用二維之頻率方向譜來描述。本文利用最大概似法分析波浪的頻 率方向譜,用以分析台中港附近海域現場波浪資料觀測數據,以瞭解台灣 中部的波浪特性。本文首先將最大概似法解頻率方向譜之公式程式化,經 由計算機模擬分析,證明利用最大概似法,不論在四支波高計陣列或三支 波高計陣列時,都可以精確求得主波向。唯當三支波高計陣列中若有一波 高計對的方向和主波向近乎平行時,解析度會稍差。由於現場波浪隨季節 風向不同具有多方向性,以三支波高計陣列觀測方向譜時,若有一波高計 對的方向和主波向之夾角太小時,分析所得之主波向不準確,所以四支之 波高計陣列應該是準確量測現場波浪方向譜的最簡陣列。由現場波浪的分 析結果,顯示積分方向譜的分佈參數與波高之相關性不大,但大波高之積 分方向譜較小波高之積分方向譜具有對稱性。現場波浪的尖銳度與風速波 速比值成正比,亦即波高和風速成正比,而和水深成反比。在風速大於 6公尺/秒時,主波向和風向具有相關性。11 月至 3 月間,台中港附近之 波向為西北至正北之間。
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