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研究生:吳志豪
研究生(外文):Chih- Hao Wu
論文名稱:衛星遙測東海海面水溫之經驗正交函數分析
論文名稱(外文):The Empirical Orthogonal Function Analysis of sea surface temperature in the East China Sea by Using Remote Sensing Techniques
指導教授:李明安李明安引用關係
指導教授(外文):Ming-An Lee
學位類別:碩士
校院名稱:國立海洋大學
系所名稱:漁業科學系碩士在職專班
學門:農業科學學門
學類:漁業學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2003
畢業學年度:91
語文別:中文
論文頁數:71
中文關鍵詞:高解析影像輻射儀衛星表面水溫東海經驗正交函數分析法
外文關鍵詞:AVHRRSSTEast China SeaEOF
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本研究收集1996年至2001年間東海海域之10,457張日別衛星水溫影像,並將之加權平均為月平均衛星影像資料,以經驗正交函數分析法探討東海海域衛星水溫時空分布特性。此一期間東海海域月別平均海面表水溫在17.4℃(1997年2月)至30.2℃(2001年7月),年別之月平均海面表水溫在23.17℃(1996年)至24.09℃(2001年)間變動。至於時間變異上,大致上呈現夏季溫度高於平均值,而冬季則低於平均值之季節週期變動現象,而空間的變異則說明了冬季大陸沿岸水向東南延伸,並與黑潮海流或台灣海峽暖流形成溫度梯度現象,其位置大致從台灣海峽中線沿東北方向45度線延伸。經驗正交函數分析所顯示之時問與空間糢式的特徵是相似的。前二個經驗正交函數模式約可分別解釋時空間變異特性之73.84%與81.64%。而第一經驗正交函數模式則說明冬季時,大陸沿岸水勢力增強,並與黑潮水形成水溫鋒面梯度,而隨著時間推移,夏季時此一現象並不明顯。而第二模式則解釋了大陸沿岸淺水域的熱交換變動現象明顯高於陸棚區與外洋區。最後,本文中亦嘗試探討1996年至2001年間,東海海域衛星水溫變動與大環境變動間之關聯性。

With an increasing availability of satellite sea surface temperature (SST) data, it has become possible to improve greatly from the very limited spatial data offered by ship observation. Empirical orthogonal function (EOF) analysis was used to study a time-series of the advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) imageries in the waters of East China Sea to examine the temporal and spatial characteristics and to determine the dominant pattern of sea surface temperature (SST) variability for 72 months from January 1996 to December 2001. The temporal monthly variance was ranged from 17.4 (February 1997) to 30.2 (July 2001) in this period. The spatial variance was consistent with a temperature front at the 45 degree line from the Central part of Taiwan Strait to the Northeastern East China Sea in winter and associated with the global change environments (i.e. Elnino phenomena) and the strong temperature contrast to the Kuroshio branch or the South China Sea Warm Current. It is difficult to find out the upwelling phenomena in the Southeastern Eash China Sea in summer. The EOF patterns and the eigenvalues in time and space were similar to each other. The dominant EOF mode showed a temperature front where a cool fresh water extending from China Coastal Waters was distinguishable from the warm current. The second mode revealed that the heating exchange mechanism in the coastal waters was greater than that in the continental waters and offshore waters. These two temporal and spatial modes accounted for 73.84% and 81.64% of the SST variance, respectively. in relation to the in this paper.

目 錄
中文摘要 ------------------------------------Ⅰ
英文摘要 ------------------------------------Ⅱ
第一章、緒論---------------------------------- 1
一、前言 -------------------------------------- 1
二、研究地區之地形與水文狀況 ------------------ 4
三、研究目的與論文架構------------------------- 5
第二章、材料與方法---------------------------- 7
一、衛星遙測資料 ------------------------------ 7
(一)NOOA 衛星---------------------------------------- 7
(二)衛星影像處理系統--------------------------------- 8
二、經驗正交函數分析 --------------------------11
第三章、結果與考察----------------------------16
一、東海海域水溫影像及其變動特性 --------------16
二、東海海域月別平均水溫之時空EOF分布特性----19
三、大環境變動與東海海域海面溫度變化之關係-----21
第四章、結論與討論----------------------------25
參考文獻------------------------------------- 31
謝辭----------------------------------------- 39
表 目 錄
Table 1 1996/01-2001/12月別平均水溫值------------ 40
Table 2 東海海域表面水溫之 EOF分析前10個主成分結果
一覽表----------------------------------- 41
Table 3 1950年至2000年期間,聖嬰年與反聖嬰年的發生
時間表----------------------------------- 42
Table 4 東海海域正常年(1)表面水溫之 EOF分析前10
個主成分結果一覽表------------------------ 43
Table 5 東海海域正常年(2)表面水溫之 EOF分析前10
個主成分結果一覽表------------------------ 44
Table 6 東海海域聖嬰年表面水溫之 EOF分析前10個主
成分結果一覽表---------------------------- 45
Table 7 東海海域反聖嬰年表面水溫之 EOF分析前10個
主成分結果一覽表-------------------------- 46
圖 目 錄
Fig. 1東海海域範圍示意圖-------------------------- 47
Fig. 2衛星遙測HRPT系統組成結構圖----------------- 48
Fig. 3東海海域研究範圍區域圖---------------------- 49
Fig. 4衛星水溫資料處理流程圖---------------------- 50
Fig. 5 1996~2001年月別衛星水溫影像數量變化圖------ 51
Fig. 6 1996年東海月別衛星水溫影像圖--------------- 52
Fig. 7 1997年東海月別衛星水溫影像圖--------------- 53
Fig. 8 1998年東海月別衛星水溫影像圖--------------- 54
Fig. 9 1999年東海月別衛星水溫影像圖--------------- 55
Fig.10 2000年東海月別衛星水溫影像圖---------------56
Fig.11 2001年東海月別衛星水溫影像圖--------------- 57
Fig.12 1996~2001年月別平均水溫變化圖-------------- 58
Fig.13 1996~2001(12~3月)東海月別衛星水溫影像圖-- 59
Fig.14 1996~2001(4~6月)東海月別衛星水溫影像圖--- 60
Fig.15 1996~2001(7~9月)東海月別衛星水溫影像圖--- 61
Fig.16 1996~2001(10~11月)東海月別衛星水溫影像圖- 62
Fig.17 1996~2001年年別平均水溫變化圖-------------- 63
Fig.18 1996~2001年東海海面水溫時空變化(EOF)分析功
率譜--------------------------------------- 64
Fig.19東海海面水溫時空變化EOF分析第一主成分特徵向
量序列(上)及其振幅變動特性(下)圖-------- 65
Fig.20 時空間EOF第一主成份特徵向量之頻譜分析圖-- 66
Fig.21東海海面水溫時空變化EOF分析第二主成分特徵向
量序列(上)及其振幅變動特性(下)圖-------- 67
Fig.22時空間EOF第二主成份特徵向量之頻譜分析圖 -- 68
Fig.23以正常年資料進行時空間EOF分析之第一主成分的
特徵向量序列及其振幅大小變動圖------------- 69
Fig.24以聖嬰年資料進行時空間EOF分析之第一主成分的
特徵向量序列及其振幅大小變動圖------------- 70
Fig.25以反聖嬰年資料進行時空間EOF分析之第一主成分
的特徵向量序列及其振幅大小變動圖----------- 71

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