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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:朱宗蔚
研究生(外文):Tsung-Wei Chu
論文名稱:台灣海域波候空間均勻性初步探討
論文名稱(外文):Preliminary Study on Homogeneity ofRegional Wave Climates over Taiwan Water
指導教授:莊士賢莊士賢引用關係高家俊高家俊引用關係
指導教授(外文):Laurence Z.H. ChuangChia-Chuen Kao
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:水利及海洋工程學系碩博士班
學門:工程學門
學類:河海工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:47
中文關鍵詞:波候數值模式
外文關鍵詞:wave climatenumerical model
相關次數:
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  目前中央氣象局每日進行四次漁業氣象預報作業,預報方式是利用蒲福風級表推算海面風場的結果來預報某特定區域的海象特性。預報區域是依據行政區作為分區,分區方式在預報作業上有其便利性,然而由學術研究的角度檢視之,是否具有學理的依據是值得探討的問題。為了探討預報分區的合適與否,本研究利用混合波浪模式進行波浪模擬,再以統計方法探討模式推算結果及其與實測波浪資料結合之後,在不同季節下台灣海域波候的空間均勻分區。由上述分析所得的結果發現在近海或沿岸空間分佈的波候受地形的影響大,且在所有影響的因子中,湧浪為最主要的因子。此外,模式為了要得到更準確的波浪推算值,文中修正了模式在陸地與海洋交界處的推算,修正前後的結果與實測值比較之後,顯示利用上游差分法與Lax-Wendroff差分法於邊界上的處理比中央差分法有明顯的改善。
  本文結合數值分析與現場實測的結果來探討離岸與近岸的波候均勻區劃分,在近岸方面,由12個近岸測站資料分析得到11個不同波候代表性的結果,說明近岸波場的紛紜特性,難以根據少數實測資料的資料來從事均勻區的劃分,以冬季為例,除了宜蘭蘇澳沿海劃分的結果相同外,其他區域所劃分的區域皆不相同。至於劃分測站與測站之間海域的方法是依據線性權重得到,然而有些地區未設置測站因此劃分的範圍廣泛且粗糙,勢必要有充足的資料以供分析,也就是要有密度夠高的測站網。雖然以目前實測資料的密度研究近岸波候的均勻特性仍有不足之處,本文基於假設模式推算結果皆離台灣海岸20公里的前題之下,將20公里為一個模擬的波候資料拿來進行均勻劃分,結果顯示可劃分為8區,分區的結果與目前之遠洋漁業氣象預報分區相似,例如台灣海峽南部,其餘劃分的區域皆不相同,若上述假設無誤,此結果可給予目前之漁業預報分區一個學理上的依據。
  The operational fishery sea seats forecast, issued by the Central Weather Bureau, is performed by introducing the relationship between the wind fields (in Beaufort scale) to the wave field. The forecasts for the near shore regions are provided with respect to individual civil district for the convenience. However, it is lack of observational or theoretic evidences to support the way of issuing the forecast. It is necessary to investigate whether it is appropriate or not to issue the forecasts with respect to civil parish based on the investigation of the homogeneity of wave climate around Taiwan.

  Long-term sea states by both the numerical simulation and field observation are used to investigate the homogeneity of the seas climate Taiwan. The hybrid wave model proposed by Wen (1999) of 20 km resolution of the grid system is implemented in present study to simulate long term sea states. The calibration and tuning of the numerical model suggests that the combined upstream scheme and Lax-Wenderff scheme of differentiation are more appropriate to be adopted than the original scheme in the model, especially for the cases when sea-land boundaries are included in the computational domain.

  Cluster Analysis (CA) and Principle Components Analysis are then applied to the data. The result indicates that the spatial distribution of wave climate is influenced by topography effects and whereas the swell plays an important role. Moreover, it is found that in the near-shore region, 11 zones along the coast of different wave climates would be identified if the field data from 12 near-shore observation stations are considered. The results imply the complexity spatial distribution of the wave climate in the near-shore region. Due to the complexity, more density of the field stations is required to obtain the further insight of the regional in-homogeneity in the coastal zones. Regarding to the offshore region, eight zones of homogeneity of regional wave climate over Taiwan water is yielded. In general, The division of the eight zones is similar to the present off-shore fishery forecasts areas, exclusive the area in the southern Taiwan Strait. These results provide the operational and theoretical background to support the current way of issuing the sea state forecast of Central Weather Bureau for fishery purpose.
中文摘要 I
英文摘要 II
誌謝 III
目錄 IV
表目錄 VI
圖目錄 VII
第一章 緒 論 1
1-1 研究背景 1
1-2研究目的 1
1-3前人在均勻區劃分的研究 2
1-4本文組織 2
第二章 研究方法 6
2-1主成份分析法 6
2-2 群集分析法 10
2-3 母參數檢定法 12
第三章 台灣海域波候之模擬與觀測 13
3-1應用數值模式模擬台灣海域波浪 13
3-1.1採用混合波浪模式之原因 13
3-1.2模式之調整校正與驗證 14
3-1.3應用混合波浪模式於台灣海域之計算與驗證 15
3-2台灣海域實測波浪資料來源 16
第四章 波候空間均勻性探討 23
4-1描述波候的因子 23
4-2台灣海域波候空間均勻分類 25
4-3波候空間劃分結果與現行近海漁業預報分區之比較 27
第五章 結論與建議 45
5-1 結論 45
5-2 建議 46
參考文獻 47
附錄 一 48
附錄 二 51
附錄 三 54
1.高治平,”台灣北部海域波候研究”,國立台灣大學海洋研究所碩士論文,台 北,1980
2.胡重威,”台灣西海岸波候估算法之研究”, 國立台灣大學海洋研究所碩士論文,台北,1998
3.羅基玉,”多元統計分析方法與應用”,科技圖書股份有限公司,台北,1980
4.楊道昌、游保杉,”台灣南部流域均一性之劃分”,台灣水利季刊,第四十二卷,第二期,第63-79頁,1994
5.陳嘉榮、游保杉、高家俊,”彌陀海域即時波浪預報與風險分析之研究”,國立成功大學水利及海洋研究所研究報告,1994
6.李汴軍,”台灣海峽波候之研究”,國科會計劃NSC85-2611-E052-001,1995
7.黃華興,”東亞海域波浪場的時空變化”, 國立台灣大學海洋研究所碩士論文,台北,1998
8.謝呂賢,”混合波浪數值模式之研究”,國立成功學水利及海洋工程研究所碩士論文,台南,2001
9.Punj,G.and D. W. Stewart,”Cluster analysis in marketing research:review and suggestion for application”,Journal of Marketing Reaserch,pp.134-148,1983
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11.Lemm A. J., B. J. Hegge and G. Masselink” Offshore wave climate ,Perth(Western Australia)”,Mar. Freshwater Res.,1999
12.Kimball S.,” Regional wave climate and shorezone response”, Doctoral thesis of University of Virginia,1983
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