跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(35.172.136.29) 您好!臺灣時間:2021/08/02 17:06
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

: 
twitterline
研究生:吳孟麟
研究生(外文):Meng-lin Wu
論文名稱:高屏海底峽谷與陸棚流場之研究
論文名稱(外文):The Study of Flow Dynamics in Kao-ping Submarine Canyon and near Kao-ping Shelf
指導教授:劉祖乾劉祖乾引用關係
指導教授(外文):James T.Liu
學位類別:碩士
校院名稱:國立中山大學
系所名稱:海洋地質及化學研究所
學門:自然科學學門
學類:海洋科學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:119
中文關鍵詞:流場高屏海底峽谷高屏陸棚
外文關鍵詞:Kao-ping shelfKao-ping Submarine Canyoncurrent field
相關次數:
  • 被引用被引用:26
  • 點閱點閱:572
  • 評分評分:
  • 下載下載:51
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:1
海底峽谷與沿岸流場之間的互動對於附近的流場有相當的影響,故探討高屏海底峽谷和陸棚流場的型態以了解其互動關係與動力機制。於2000年及2002年在峽谷中、高屏溪口和陸棚上佈放錨碇儀器進行一個月的觀測。結果顯示水位主要受潮汐變化所主導,溪口與琉球嶼水位為全日潮所主導的混合潮,而陸棚則是半日潮主導的混合潮。陸棚與峽谷流場均為半日潮所主導,分析結果為峽谷底層與陸棚流場均以M2潮流為主,溫度場的改變主要受潮流的影響,潮流能量隨著峽谷深度而增強,當漲潮時陸棚流場為向西北方向,峽谷底層流往外海流,而退潮時陸棚沿岸流場向東南流,而峽谷底層流場流向為峽谷頭方向。峽谷與陸棚溫度場有很高的互動性,當峽谷溫度降低時,陸棚溫度也降低,峽谷溫度回升後陸棚溫度也跟著回升,且在大潮期間陸棚上溫度變化較明顯。調和分析顯示峽谷溫度場領先陸棚溫度場約2.08小時,表示當退潮時峽谷底層流場流向為峽谷頭方向,將較深冷的海水沿峽谷地形帶往峽谷頭部,使得峽谷中水溫降低,並影響大陸棚溫度下降;而漲潮時陸棚流場為向西北方向,峽谷底層流往外海流,將退潮時帶至陸棚上較冷的海水再帶進峽谷,使得陸棚的溫度開始回升,峽谷中溫度也逐漸恢復。
2000年與2002年在高屏陸棚上平均流場均為沿岸方向,向西北方向流,表層流速較底層流速大;2000年於高屏峽谷中底層195m與245m的平均流流向相反,195m流向外海,245m則流向峽谷頭方向且流速大於195m。2002年底層280m平均流則沿著峽谷軸向往東南方向流動。當漲退潮時流場型態的轉變,將較深冷的海水帶進帶出峽谷因而造成近岸陸棚溫度的下降海底峽谷就扮演了輸送深冷海水的角色,漲、退潮時峽谷與陸棚流場之間的互動,影響陸棚溫度場的變化,尤其大潮期間潮流流速較強,容易使較深冷海水湧出陸棚,流場對陸棚溫度與峽谷溫度的影響更為明顯。尺度分析結果顯示當高屏海底峽谷變形半徑小於峽谷寬度,峽谷地形對沿岸流場造成影響,峽谷流場隨著潮汐週期轉變而產生湧升與沉降的現象,似乎能符合Klink(1996)的模式結果。
The interaction between the submarine canyon topography and coastal current has very important influence on the flow field around the canyon. This study aims to understand the nature of the interaction and the associated dynamic around the Kao-ping Submarine Canyon in southern Taiwan. In 2000 and 2002 year during the flood season of the Kao-ping River, moored instruments were deployed in the Kao-ping Submarine Canyon, Kao-ping River mouth, and Kao-ping shelf for one month. The results revealed sea surface fluctuations were dominated by the tide. The sea surface fluctuations at Kao-ping River mouth and Liu-Chiu Yu Island belong to mixed tide with diurnal dominance. But the sea surface fluctuations on the shelf belong to mixed tide is having by semi-diurnal dominance. The current fields of the shelf and canyon both are dominated by semi-diurnal tide. The energy of tidal current is stronger with increasing canyon depths. Results of harmonic analysis show that the current field of canyon bottom layer and on the shelf both is dominated by the M2 component. The variation of temperature field is regulated by tidal currents. During floods, shelf flow is northwestward and the current of canyon bottom layer flow downcanyon. During ebbs, shelf flow is southeastward and the current of canyon bottom layer flow upcanyon. The interaction between the temperature field of submarine canyon and shelf is pronounced. The tidal fluctuation of temperature field on shelf is especially conspicuous during spring tide. When temperature decreases in the submarine canyon, the shelf temperature begins to decline. When temperature increases in the submarine canyon, the shelf temperature begins to arise. The results of harmonic analysis reveal that the temperature field of the canyon leads that of the shelf around 2.08 hours. The current field of bottom layer in the canyon flows towards the canyon head during ebb tides. It brings the colder and deeper water to canyon head along the canyon axis. The colder and deeper water causes the water temperature to decrease in the canyon and on the shelf. During flood tides, the colder and deeper water withdraw from the canyon head region, which makes the shelf temperature increase.
The currents on the Kao-ping shelf both are largely alongshore in 2000 and 2002 observations. The alongshore mean current is northwestward. The current velocity of surface layer is greater than that of the bottom layer. In Kao-ping Submarine Canyon, the mean current of bottom layer at 195m and 245m flows in opposite directions. It flows downcanyon offshore at 195m and upcanyon at 245m. The current velocity of 245m is greater than 195m. Mean current flow of bottom layer is downcanyon along canyon axis at 280m in 2002 year. During the transition between ebb tide and flood tide, temperature fields of canyon and shelf show trend reversal. Submarine canyons play an important role in transport deeper and colder water. The interaction of canyon and shelf current field can influence the variation of shelf temperature. The tidal current velocity is stronger in spring tide. It is easier to make deeper and colder water to ascend to the shelf. The influence of current is more noticeable to adjust on the shelf and canyon temperature fields during the spring tide. The results of scale analysis show the canyon topography can influence coastal current when the radius deformation of the canyon is smaller than the canyon width. The canyon current will produce phenomena of upwelling and down-welling with tidal periods. This seems match Klink’s(1996)model results.
目 錄

章次 頁次

中文摘要 I
英文摘要 II
目錄 IV
表目錄 VII
圖目錄 VIII
第一章、序論 1
1-1、前言 1
1-2、研究目的 5
第二章、研究區域 7
2-1、高屏峽谷河海動力系統介紹 7
2-1-1、高屏溪 7
2-1-2、高屏峽谷 7
2-1-3、高屏陸棚及斜坡 11
2-2、前人研究 13
第三章、現場觀測與分析方法 16
3-1、實驗設計理念與測線規劃 16
3-2、觀測儀器設備介紹 21
3-2-1、船測儀器設備 21
3-2-2、錨碇儀器設備 22
1.三腳架 22
2.ADCP 27
3.沉積物收集器串 28
3-3、分析方法 31
3-3-1、調和分析 31
3-3-2、頻譜分析 34
第四章、結果結果與資料分析 35
4-1、觀測資料處理及描述 35
4-1-1、觀測資料處理 35
1.高屏陸棚(2000、2002年觀測資料) 35
2.高屏峽谷 36
3.高屏溪口 36
4-1-2、2000年觀測資料分析 37
1.氣象資料 37
2.水位變化 37
3.流場變化 41
4.溫度場變化 44
4-1-3、2002年觀測資料分析 51
1.氣象資料 51
2.流場變化 51
3.水位與溫度場變化 55
4-1-4、尺度分析 59
1.無因次參數公式與意義 59
2.尺度分析結果 60
4-2、潮汐作用 63
4-2-1、2000年觀測資料 63
1.水位變化 63
2.流場變化 64
3.溫度場變化 72
4-2-2、2002年觀測資料 74
1.水位變化 74
2.流場變化 74
3.溫度場變化 81
4-2-3、漲、退潮時流場以及溫度場之關係 82
1.壓力梯度與流場之關係 82
2.高屏陸棚漲退潮時的流場型態與溫度變化 85
3.高屏峽谷漲退潮時的流場型態與溫度變化 85
4-3、非潮汐作用 88
4-3-1、風應力與非潮汐流場之相關性 88
1.2000年風應力與高屏陸棚及峽谷流場之相關性 88
2.2002年風應力與高屏陸棚及峽谷流場的相關性 91
4-3-2、高屏陸棚與高屏峽谷的平均流場 94
第五章、討論 105
5-1、2000、2002年觀測結果之比較 105
5-2、高屏陸棚及峽谷底層流場與溫度場之關係與機制 106
5-3、高屏峽谷流場與其他峽谷之比較 108
5-3-1、高屏海底峽谷地形的存在對於流場的影響 108
5-3-2、海底峽谷流場之比較 109
1.Kao-ping Canyon 109
2.Monterey Canyon 110
3.Baltimore Canyon 110
4.La Línea Canyon 111
5.Lydonia Canyon 112
第六章、結論 114
第七章、參考文獻 116
表目錄

表1、高屏海域現場觀測航次資料
表2、2000年高屏海域大陸棚及高屏峽谷連續觀測儀器之設定
表3、2002年高屏海域大陸棚及高屏峽谷連續觀測儀器之設定
表4、Rossby number與Burger number之計算結果
表5、Frouder number與Radius of deformation之計算結果
表6、高屏溪口與琉球嶼海平面變化之調和分析
表7、高屏陸棚表層與底層潮流之調和分析
表8、高屏峽谷底層潮流之調和分析
表9、高屏陸棚水位與溫度場之調和分析
表10、高屏峽谷底層溫度場之調和分析
表11、2002年高屏陸棚水位調和分析
表12、2002年高屏陸棚表層與底層潮流之調和分析
表13、2002年高屏峽谷底層潮流之調和分析
表14、2002年高屏峽谷溫度場之調和分析
表15、不同峽谷流場與地形特徵之比較









圖目錄

圖1-1、近岸河海沉積系統示意圖(Komar, 1976)
圖1-2、陸源沉積物傳輸過程的四個階段(Wright and Nittrouer, 1995)
圖1-3、海底峽谷與附近大陸棚流場驅動力示意圖(Inman, 1976)
圖2-1、高屏海底峽谷水深地形圖
圖2-2、台灣西南海域高屏峽谷附近3D海底地形構造圖 (Liu, 1997)
圖2-3、台灣西南海域高屏陸棚與高屏陸坡海底地形圖 (Yu, 1997)
圖2-4、高屏峽谷表層與底層(a)漲潮、(b)退潮流場方向示意圖(張,2001)
圖3-1、1999年之沿著峽谷航次測線圖
圖3-2、2000年之沿著峽谷航次測線圖
圖3-3、2000年之橫切峽谷航次測線圖
圖3-4、高屏海底峽谷與大陸棚錨碇儀器位置圖
圖3-5、三腳架儀器設置與海底佈放示意圖
圖3-5、沉積物收集器串儀器設置示意圖
圖4-1、2000年風場與大氣壓力變化
圖4-2、2000年琉球嶼、高屏溪口以及高屏陸棚水位時間序列變化
圖4-3、2000年琉球嶼、高屏溪口以及屏陸棚水位能譜圖
圖4-4、2000年高屏陸棚表層與底層垂直岸與沿岸方向流場時間序列變化
圖4-5、2000年高屏陸棚表層與底層沿岸流與垂直岸流場能譜圖
圖4-6、2000年高屏峽谷195m與245m東─西和南─北方向流場時間序列變化
圖4-7、2000年高屏峽谷底層195m與245m流場能譜圖
圖4-8、2000年高屏溪口、陸棚表及高屏峽谷溫度時間序列變化
圖4-9、2000年高屏陸棚以及峽谷195m溫度時間序列變化。
圖4-10、2000年高屏陸棚、高屏溪口以及高屏峽谷溫度能譜圖
圖4-11、2002年風場與大氣壓力變化。
圖4-12、2002年高屏表層與底層流場時間序列變化。
圖4-13、2002年高屏陸棚與高屏峽谷流場能譜圖
圖4-14、2002年高屏峽谷底層280m流場時間序列變化。
圖4-15、2002年高屏峽谷溫度時間序列變化。
圖4-16、2002年高屏陸棚水位與高屏峽谷溫度場能譜圖
圖4-17、2000年高屏陸棚表層與底層流場棍棒圖
圖4-18、高屏陸棚表層(6.22m)與底層(13.42m)之潮流橢圓型態
圖4-19、2000年高屏峽谷底層195m與245m流場棍棒圖
圖4-20、高屏峽谷底層195m與245m之潮流橢圓型態
圖4-21、2002年高屏陸棚表層與底層流場棍棒圖
圖4-22、2002年高屏陸棚表層與底層之潮流橢圓
圖4-23、2002年高屏峽谷底層280m流場棍棒圖
圖4-24、2002年高屏峽谷280m底層流場之潮流橢圓
圖4-25、琉球嶼至高屏陸棚間之壓力梯度與陸棚表層與底層流場相關性分析
圖4-26、琉球嶼至高屏陸棚間之壓力梯度與峽谷底層195m和245m流場相關性分析
圖4-27、高屏陸棚水位及與琉球嶼間壓力梯度對沿岸流場及溫度場之關係。
圖4-28、高屏陸棚表層沿岸流場與高屏峽谷底層流場及溫度場之關係。
圖4-29、2000年風應力與高屏陸棚表層與底層剩餘流場相關性分析
圖4-30、2000年風應力與高屏峽谷底層195m及245m剩餘流場相關性分析
圖4-31、2002年風應力與高屏陸棚表層與底層剩餘流場相關性分析
圖4-32、2002年風應力與高屏峽谷底層280m剩餘流場相關性分析
圖4-33、2000年與2002年高屏陸棚表層與底層平均流場示意圖
圖4-34、2000年與2002年高屏峽谷底層平均流場示意圖
圖4-35、2000年高屏陸棚表層觀測、低頻及剩餘流場前進向量圖
圖4-36、2000年高屏陸棚底層觀測、低頻及剩餘流場前進向量圖
圖4-37、2000年高屏峽谷底層195m觀測、低頻及剩餘流場前進向量圖
圖4-38、2000年高屏峽谷底層245m觀測、低頻及剩餘流場前進向量圖
圖4-39、2002年高屏陸棚底層觀測、低頻及剩餘流場前進向量圖
圖4-40、2002年高屏陸棚表層觀測、低頻及剩餘流場前進向量圖
圖4-41、2002年高屏峽谷底層280m觀測、低頻及剩餘流場前進向量圖
圖5-1、漲退潮時高屏峽谷與陸棚流場示意圖
王薇喬(2003)高屏峽谷與南海北部沉積物收集器的有孔蟲組合及其穩定同位素之季節性變化。國立中山大學海洋地質及化學研究所碩士論文,共98頁。
俞何興(1995)台灣海域之地質分區初探。地質 15卷,1期,1~14頁。
俞何興(1997)台灣海域之地質分區初探。地質 17卷,1期,1~14頁。
許峻嵐(2000)高屏海域沉積物重金屬之分佈與污染史。國立中山大學海洋地質及化學研究所碩士論文,共133頁。
馮世墩(1988)高屏峽谷底層流的變化。國立台灣大學海洋研究所碩士論文。
吳德泰(1996)高屏峽谷水文特性之調查與研究。國立中山大學海洋資源研究所碩士論文,共73頁。
黃俊傑(2001)從高屏峽谷水文之時空變化來探討懸浮物質傳輸的機制。國立中山大學海洋資源研究所碩士論文。共101頁。
張育嘉(2001)高屏峽谷及附近海域之流場觀測。國立中山大學海洋資源研究所碩士論文。,共91頁。
劉坤章(1999)從沉積物粒徑的分布來看高屏溪口近岸海域的沉積物傳輸。國立中山大學海洋地質及化學研究所,共99頁。
Allen, S. E., 1996. Topographically generated, subinertial flows within a finite length canyon. Journal of Physical Oceanography, Vol. 26, pp. 1608-1632.
Allen, S. E., 1996. The influence of canyons on the shelf currents: A theoretical study. Journal of Geophysical Research, Vol. 101, No. C8. pp. 18043-18059.
Allen, S. E., 2000. On subinertial flow in submarine canyons: Effect of geometry. Journal of Physical Oceanography, Vol. 105, No. C1, pp. 1285-1297.
Carter, G. S. and Gregg, M. C., 2002. Intense, variable mixing near the head of Monterey Submarine Canyon. American Meteorological Society, pp. 3145-3165.
Chen, C.-T.A., Liu, J. T., and Tsuang, B.-J., 2004. Island-based catchment-The Taiwan example. Reg. Environ. Change, 4, pp. 39-48.
Chow, J., Lee, J. S., Liu, C. S., Lee, B. D. and Watkins J. S., 2001. A submarine canyon as the cause of a mud volcano ─ Liuchieuyu Island in Taiwan. Marine geology, Vol. 176, pp.55-63.
Denman, K. L. and Freeland, H. J., 1982. A topographically controlled upwelling center off southern Vancouver Island. Journal of Marine Research, Vol. 40, No. 4, pp. 1069-1093
Emery. W. J. and Thomson, R. E., 1998. Data analysis methods in physical oceanography. Pergamon, pp. 1-634.
Gordon, R. L. and Marshall, N. F., 1976. Submarine canyons: Internal wave traps? Geophysical Research Letters, Vol. 3, No. 10, pp. 622-624.
Hickey, B., Baker, E and Kachel, N, 1986. Suspended particle movement in and around Quinault Submarine Canyon. Marine Geology, Vol. 71, pp. 35-83.
Hotchkiss, F. S. and Wunsch, C., 1982. Internal waves in Hudson Canyon with possible geological implications. Deep-sea Research, Vol. 29, pp. 415-442.
Hunkins, K., 1988. Mean and tidal currents in Baltimore Canyon. Journal of Geophysical Research, Vol. 93, No. C6, pp. 6917-6929
Inman, D. L., Nordstrom, C. E. and Flick R. E., 1976. Current in submarine canyon: An air-sea-land interaction. Ann. Rev. Fluid Mech., Vol. 8, pp. 275-310.
Klink, J. M., 1988. The influence of narrow transverse canyon on initially geostrophic flow. Journal of Geophysical Research, Vol. 93, No. C1, pp. 509-515.
Klink, J. M., 1989. Geostrophic adjustment over submarine canyons. Journal of Geophysical Research, Vol. 94, No. C5, pp. 6133-6144.
Klink, J. M., 1996. Circulation near submarine canyons: A modeling study. Journal of Geophysical Research, Vol. 101, No. C1, pp. 1211-1223.
Komar, P. D., 1998. Beach Processes and Sedimentation. Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs, New Jersey, 544 p.
Lafuente, J. G., Sarhan, T., Vargas, M. Vargas, J. M. and Plaza, F., 1999. Tidal motions and tidally induced fluxes through La Línea submarine canyon, western Alboran Sea. Journal of Geophysical Research, Vol. 104, No. C2, pp. 3109-3119.
Lewis, K. B. and Barnes, P. M., 1999. Kaikoura Canyon, New Zealand: active conduit from near-shore sediment zones to trench-axis channel. Marine Geology, 162, 39-69.
Liu, C. S., Huang, I. L. and Teng, L. S., 1997. Structural features off southwestern Taiwan. Marine Geology, 137, 305-319.
Liu, J. T., Liu, K. J. and Huang, J. C., 2002. The effect of a submarine canyon on the river sediment dispersal and inner shelf sediment movements in southern Taiwan. Marine Geology, 181, 357-386.
Noble, M. and Butman, B., 1989. The structure of subtidal currents within and around Lydonia Canyon: evidence for enhanced cross-shelf fluctuations over the mouth of the canyon. Journal of Geophysical Research, Vol. 94, No. C6, pp. 8091-8110.
Petruncio, E. T., Rosenfeld, L. K. and Paduan, J. D., 1998. Observations of the internal tide in Monterey Canyon. Journal of Physical Oceanography, Vol. 28, pp.1873-1903.
Shepard, F. P. and Marshall, P. A., 1979. Currents in ubmarine Canyons and Other Sea Valley. AAPG Stud. Geol., Vol. 8, No.173, pp.
Sherwin, T. J., Vlasenko, V. I., Stashchuk, N. Gus Jeans, D. R. and Jones, B., 2002. Along-slope generation as an explanation for some unusually large internal tides. Deep-Sea Research I, Vol. 49, pp. 1787-1799.
Storlazzi, C. D., McManus, M. A. and Figurski, J. D., 2003. Long-term, high-frequency current and temperature measurements along central California: insights into upwelling/ relaxation and internal waves on the inner shelf. Continental Shelf Research. Vol. 23, pp. 901-908.
Wang, J. and Chern, C. S., 1996. Preliminary observations of internal surges in Tung-kang. Acta Oceanographica Taiwanica, Vol. 35, No. 1, pp. 17-40.
Wright, L. D. and Nittrouer, C. A., 1995. Dispersal of river sediments in coastal seas: six contrasting cases. Estuaries, Vol. 18, No. 3. pp. 494-508.
Wu, J., 1980. Wind-stress coefficients over the sea surface near neutral conditions. Journal of Physical Oceanography, Vol. 10, pp. 727-740.
Xu, J. P., Noble, M., Eittreim, S. L., Rosenfeld, L. K., Schwing, F. B. and Pilskaln, C. H., 2002. Distribution and transport of suspended particulate matter in Monterey Canyon, California. Marine Geology, 181, pp. 215-234.
Yu, H. S., Auster, P. J. and Cooper, R. A., 1993. Surface geology and biology at the head of Kao-ping canyon off southeastern Taiwan. Terr. Atmos. Ocean. Sci. Vol. 4, pp. 441-455.
Yu, H. S. and Chiang, C. S., 1997. Kaoping shelf: morphology and tectonic siginificance. Journal of Asian Earth Sciences, Vol. 15, No. 1, pp. 9-18.
Yu, H. S., Huang, C. S. and Ku, J. W., 1991. Morphology and possible origin of the Kaoping Submarine Canyon head off southwest Taiwan. Acta Oceanographica Taiwanica, No. 27, pp. 40-50.
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top