臺灣博碩士論文加值系統

摘要
南海北部的內孤立子的活動相當頻繁，所挾帶的強大能量對該海域的海洋環境上下層的混合形成重要的影響，為了解南海北部的內孤立子運動特性，使用於1999年及2000年ASIAEX所量測的ADCP洋流資料，溫度資料，與SAR衛星影像，為對南海北部之內孤立子運動做定性、定量的分析與理論的探討，分別以資料分析結果與理論推測結果討論內孤立子運動特性，再將二者比較分析。
當內孤立子於製造區域產生初始波形，不久即分裂成多個數目不等的個別孤立子，形成一個wave packet，而由資料顯示，於南海每個wave packet約有1~11個不等的孤立子，內孤立子事件大多集中於大潮期間，相隔約12小時，此暗示內孤立子的發生與半日潮有關，於小潮期間，內孤立子較弱，但發生的間隔為24小時，暗示全日潮亦可能引發內孤立子。
所測得的內孤立子大多以First mode wave 存在，上層之最大流速可達向西240 cm/s，下層之最大流速可達向東150 cm/s，節點約位於130~190公尺間。與normal mode所推算的水平流速垂直剖面吻合。在南海亦量得Second mode的內孤立子，此為少見於自然界之現象，於扣除背景洋流後，最上層與最下層流速約20 cm/s，中層可達90 cm/s，於80公尺與200公尺處各有一節點，與normal mode所推算的水平流速垂直剖面亦相近。而以描述內孤立子運動的K-dV equation來解析內孤立子的水平波形結構，亦可得到良好的回歸曲線，並以其理論模型可推得孤立子運動的特徵時間，水平特徵尺度與相速度等值，得特徵時間約為19±4分鐘，水平運動尺度約為2公里，行進相速度約為1.7 m/s。接而利用溫度資料推算於260公尺處的等溫線位移，並以正模態之結果將其校正至最大等溫線垂直位移為110公尺，故對海水溫度分布有混合作用。
利用ERS-2 SAR 衛星影像於2000年4月26日2時43分所捕捉到的內孤立子影像可於錨碇點IW1與IW3找到相對應的內孤立子事件，可依此推定內孤立子的行進速度，亦可說明內孤立子是依由東呈弧狀波前向西行進至東沙島的陸棚區，由資料亦顯示一般在內孤立子事件發生前，水層會有明顯的水平流速垂直梯度，但於事件發生後，這樣的垂直梯度近乎消失，顯示內孤立子具有強烈的混合作用，而如此的長列波前加上其強大能量對南海北部的海域環境有很大的影響。

目錄
誌謝 i
目錄 ii
表目錄 iv
圖目錄
參數與變數符號 viii
摘要 1
第一章、緒論 3
第二章、現場工作與資料 7
第三章、觀測的孤立子特性 11
3-1.量測之溫度、流速時間序列 11
3-2.內孤立子事件 12
3-3. SAR衛星影像與錨碇資料對比 15
3-4.小結 16
第四章、內孤立子理論模型與實測資料的比對分析 18
4-1. 內孤立子之流場垂直剖面結構 18
4-1.1 CTD溫、鹽、密度垂直分佈 18
4-1.2以正模態估算流場之垂直結構 18
4-1.3 First mode wave 水平流速垂直結構與等溫線垂直位移21
4-1.4 Second mode wave 溫度與水平流速之垂直結構 23
4-2.內孤立子流場水平結構的變化 24
4-2.1內孤立子的水平結構變化 24
4-2.2 內孤立子的特徵時間尺度 26
4-3.小結 27
第五章、討論與結論 26
5-1.內孤立子製造區域 28
5-2.水平流速上下層間的相位移 28
5-3.結論 29
參考文獻 31
表列
圖列

參考文獻
Apel, J. R. , J. R. Holbrook, A. K. Liu, and J. J. Tsai, 1985, The Sulu Sea internal soliton experiment, J. Phys. Ocean., 15,1625-1651.
Apel, J. R. , L. A. Ostrovsky, and Y. A. Stepanyants, July 1995,
”Internal solitons in the ocean”, Applied Phpsics Laboratory Johns Hopkins Univ . , Baltimore, MD, Tech. Rep.
MERCJRA0695.
Apel, J. R. , M. B. , C. S. Chiu, S. F. , R. H. , J. K. , J. F. Lynch, 1997, An overview of the 1995 SWARM shallow-water internal wave acoustic scattering Experiment, IEEE Journal of Oceanic Engineering, 22, 465-497.
Benjamin, T. B. , 1967, Internal waves of finite amplitude and permanent form. , J. Fluid Mech. , 25, 241-270.
Bole, J. B. , C. C. Ebbesmeyer, and R. D. Romea, 1994, Soliton currents in South China Sea:Measurements and Theoretical Modeling, Paper OTC 7417 presented at the 1994 Offshore Technology Conference, Houston, Texas, May 2-5, 1994, pp. 367-375.
Davis, R. E . ,and A. Acrivos, 1967, Solitary internal waves in deep water, J. Fluid Mech. , 29, 593-607.
Ebbesmeyer, C. C. , and R. D. Romea. , 1992, Final desig parameters for solitons at selected locations in South China Sea. Final and Supplementay reports prepared for Amoco
Production Company. , 209 pp. plus appendices.
Gill, A. E. ,1982, Atmosphere-Ocean Dynamics, pp. 258.
Haury, L. R. , M. G. Briscoe and M. T. Orr, 1979, Tidally generated internal wave packets in Massachusetts Bay, Nature, 278-312.
Helfrich, K. R. , W. K. Melville, and J. W. Miles, 1984, On interfacial solitary waves over slowly varying topography, J. Fluid Mech. , 149, 305-317.
Hsu, M. K. , and A. K. Liu, 1999, Nonlinear internal waves in the
South China Sea, presented at the 1999 International Offshore
and Polar Engineering Conference, May 30- June 4, 1999,pp. 175-180.
Hsu, M. K., A. K. Liu, and C. Liu, 2000, A study of internal waves in the China Seas and Yellow Sea using SAR, Contiental Shelf
Research, 20, 389-410.
J. Scott Russell, 1844,Report on waves (Murray, London), pp. 311-390.
Liu, A. K. , Y. S. Chang, M. K. Hsu, and N. K. Liang, 1998,
Evolution of nonlinear internal waves in the East and South China Sea, J. Geophys. Res. , 103, 7995-8008.
Korteweg, D. J. , G. deVries, 1895, On the change of form of loge waves advancing in a rectangular canel and on a new type of long stationary waves, Phil. Mag. , 39, 422-443.
Maxworthy, T. , 1979, A note on the internal solitary waves produced by tidal flow over a three-dimensional ridge. , J. Geophys. Res., 84, 338-346.
McGraw-Hill,1977,物理辭典國際中文版.
Miles, J. W., 1979, On internal solitary waves, Tellus, 31, 456-462.
Osborne, A. R. and T. L. Burch, 1980, Internal solitons in the Andaman Sea, Science, 208, 451-460
Ono, H. , 1975, Algebraic solitary waves in stratified fluid, J. Phy. Soc. Japan, 39, 1082-91.
Whitham, G. B., 1967, Proc. R. Soc. A299 6-25.
Zabusky, N. J. , and M. D. Kruskal, 1965, Phys. Rev. Lett. , 15 , 240.