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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:郭慧敏
研究生(外文):Hui-ming Kuo
論文名稱:台灣海峽水團時空變化之研究
論文名稱(外文):Analysis of temporal and spatial variations of Taiwan Strait water
指導教授:許德惇許德惇引用關係詹森詹森引用關係
指導教授(外文):David D. SheuSen Jan
學位類別:碩士
校院名稱:國立中山大學
系所名稱:海洋物理研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
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:91
中文關鍵詞:台灣海峽水團群聚分析
外文關鍵詞:Cluster analysisWater massTaiwan Strait
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台灣海峽受黑潮分支水、南海北部表層水和大陸沿岸水的影響,加上東亞季風的變化以及地形所控制,使得水團呈現複雜的季節變化。本研究蒐集了自1985年至2003共79個航次,利用研究船在台灣海峽探測所得之水文資料,並經由群聚分析方法輔以溫鹽圖分析結果來定義及區分水團,以及探討水團彼此間勢力消長的時空關係。分析結果顯示,除了黑潮分支水(KBW)、南海表層水(SCSSW)及大陸沿岸水(CCW)以外,依深度另外定義出在澎湖水道平均深度約100 m以下的次表層水(SBW),以及夏天出現在沿岸的近岸水(CW)。其中1到4月出現在海峽裡的水團包括澎湖水道的KBW及SBW與海峽北部的CCW;5月後SCSSW已取代KBW經過澎湖水道進入台灣海峽;5-9月間另有出現在近岸的CW;到了10月以後,隨著東北季風增強,CCW水團逐漸出現在台灣海峽,KBW亦重返澎湖水道南部;12月時KBW與CCW分佔在雲彰隆起南北。而在台灣北方海域的NTMW水團,在5-9月時,存於水深30 m以下,其他月份則存於水深0-100 m間。台灣海峽水文資料庫之建立,目前以水平10''(約18.2 km)網格為主,垂直方向在水深100 m以上,每10 m取一個資料,100 m以下的資料點為125 m、150 m與200 m,經過整理後的資料按月平均可得月平均溫鹽場分佈。另外水文斷面分析結果可進一步得到水團垂直結構的資訊。此外有關台灣暖流的說法,本研究認為冬天時由台灣海峽的北向流連接南海暖流與台灣暖流的機會不多。
The water masses in the Taiwan Strait (TS) contain the Kuroshio Branch Water (KBW), the South China Sea Surface Water (SCSSW), and the China Coastal Water (CCW). The seasonality of their temporal and spatial variations is modified by the East Asia monsoon and the bottom topography. Hydrographic data acquired during 1985-2003 were studied using a cluster analysis for the classification of the water masses. In addition to the three water masses identified previously, the cluster analysis further classified the Subsurface Water (SBW) under 100 m depth in the Penghu Channel (PHC) and the Coastal Water (CW) along the China coast in summer. Results derived from the cluster analysis together with the T-S diagram suggest that the KBW and SBW dominates in the PHC, whereas CCW occupies in the north TS from January to April. After May, the SCSSW replaces the KBW in the TS through PHC. Meanwhile, the CW distributes along the northwest bank of the TS. After the onset of northeast monsoon in October, the CCW intrudes southward to the northern TS, yet the KBW is confined in the PHC. A zonal oceanic front is clearly seen between the two water masses over the Chang-Yuen Rise in winter. As for the NTMW, it presents below 30 m depth during May and September, and would distribute in depths 0-100 m in other months.
The monthly hydrographic databank established in this study has a horizontal grid resolution of 10''x10''. The vertical levels are set at depths 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 125, 150, and 200 m. The study also concludes that there is hardly a northward flow in the TS in winter connecting the South China Sea Warm Current to the so-called Taiwan Warm Current.
致謝..........................................................................................................I
中文摘要..................................................................................................II
英文摘要.................................................................................................III
目錄........................................................................................................IV
表目錄.....................................................................................................V
圖目錄....................................................................................................VI
附錄目錄..............................................................................................VIII
一、前言....................................................................................................1
1.1 研究動機.........................................................................................1
1.2 文獻回顧.........................................................................................4
1.3 研究目的.........................................................................................8
二、研究方法.............................................................................................9
2.1 資料來源.........................................................................................9
2.2 分析方法.......................................................................................15
三、結果與討論........................................................................................17
3.1 水團定義.......................................................................................17
3.2 水團主觀分析................................................................................19
3.3 水團客觀分析................................................................................30
3.4 水團範圍消長之分析.....................................................................42
3.5 水文場之月變化............................................................................45
四、結論...................................................................................................57
參考文獻.................................................................................................60
附錄一、1985年至2003年詳細的航次時間表.............................................63
附錄二、典型南海水水文資料..................................................................65
附錄三、典型黑潮水水文資料..................................................................66
附錄四、典型黑潮分支水水文資料...........................................................67
附錄五、平面水文場之溫度月變化...........................................................68
附錄六、平面水文場之鹽度月變化...........................................................77
附錄七、垂直水文場之溫度與鹽度月變化................................................86

表目錄
表3-1 各水團分月的溫(T)、鹽(S)、深(D)範圍..........................................31

圖目錄
圖1-1 台灣海峽及鄰近海域水深分布,不同顏色代表不同水深(單位m)。..2
圖1-2 台灣海峽海流季節變化示意圖。(重繪自Jan et al., 2002)。...............6
圖2-1 1985至2003年間,所有航次時間圖。.............................................10
圖2-2 (a)1985年至1992年與(b)1985年至2003年站位統計圖。圖上網格為10''×10''(約18.2×18.2 km)。............................................................11
圖2-3a 彭佳嶼氣象站自1994年至1998年,達四年平均之月平均風力棒狀圖。...........................................................................................12
圖2-3b 金門氣象浮標自2001年9月至2003年12月,約兩年半平均之月平均風力棒狀圖。.............................................................................12
圖2-3c 東吉島氣象站自1986年1月至1997年12月總計12年平均之月平均風力棒狀圖。.............................................................................13
圖2-4 月平均衛星遙測海表面溫度影像圖。(a)從2001年10月至2002年5月,(b)2002年10月至2003年5月。.................................................14
圖2-5 群聚分析程式運作的流程圖。......................................................16
圖3-1 台灣海峽水與典型黑潮水、南海水及黑潮分支水之溫鹽分布。.....18
圖3-2 (a)澎湖水道(紅色)、台灣海峽中北部(藍色)及台灣北部(綠色)等水團的溫鹽值分佈及其空間分佈示意圖。(b)沿岸水的溫鹽值分佈,同顏色代表同月份。....................................................................20
圖3-3 10-4月的沿岸水溫鹽圖及其分佈圖(同顏色代表同航次)。............22
圖3-4 5-9月的沿岸水溫鹽圖及其分佈圖(同顏色代表同航次)。..............23
圖3-5 (a)冬半年(10-4月)沿岸淡水之分佈區間(b)夏半年(5-9月)沿岸淡水之分佈區間。...............................................................................25
圖3-6 10-3月相對高鹽水溫鹽圖及其分佈圖(同顏色代表航同次)。.........26
圖3-7a 5-9月相對高鹽水溫鹽圖及其分佈圖(同顏色代表同航次)。.........27
圖3-7b 9月低鹽水溫鹽圖及其分佈圖。..................................................28
圖3-8 (a)冬半年(10-3月)相對高鹽水之分佈區間(b)夏半年(5-9月) 相對高鹽水之分佈區間。........................................................................29
圖3-9 (a)10、11月,(b)12、1月,(c)2、3月水團群聚分析結果所得溫鹽圖及其分佈圖,每一水團名稱後括弧內數據分別為深度分佈範圍與平均深度。......................................................................................34
圖3-9 (續).............................................................................................35
圖3-9 (續).............................................................................................36
圖3-10 (a)4、5月,(b)6、7月,(c)8、9月水團群聚分析結果所得溫鹽圖及其分佈圖,每一水團名稱後括弧內數據分別為深度分佈範圍與平均深度。....................................................................................37
圖3-10 (續)...........................................................................................38
圖3-10 (續)...........................................................................................39
圖3-11 利用群聚分析後各水團的月平均溫度變化,每一垂直線的中點代表平均值,中點上下各為一個標準偏差量。................................40
圖3-12 利用群聚分析後各水團的月平均鹽度變化,每一垂直線的中點代表平均值,中點上下各為一個標準偏差量。................................41
圖3-13 台灣海峽季節環流 (Jan et al., 2002)加上本文分析水文場季節變化結果之示意圖,其中黃色代表低鹽水、紅色代表相對高溫高鹽水、紫色代表次表層水、綠色代表北台灣混合水。.......................44
圖3-14a 台灣海峽水深10 m的溫度分佈。...............................................48
圖3-14b 台灣海峽水深10 m的鹽度分佈。...............................................49
圖3-14c 台灣海峽水深50 m的溫度分佈。...............................................50
圖3-14d 台灣海峽水深50 m的鹽度分佈。...............................................51
圖3-15 台灣海峽中北側線為馬祖(MT)至基隆(KL)、中側線為烏坵(WC)
台中(TC)、南測線為金門(KM)至布袋(BD)的測站位置圖。.........52
圖3-16 3月台灣海峽三條測站(馬祖-基隆、烏坵-台中、金門-布袋)剖面之溫度及鹽度之等值線圖。...........................................................53
圖3-17 6月台灣海峽三條測站(馬祖-基隆、烏坵-台中、金門-布袋)剖面之溫度及鹽度之等值線圖。...........................................................54
圖3-18 8月台灣海峽三條測站(馬祖-基隆、烏坵-台中、金門-布袋)剖面之溫度及鹽度之等值線圖。...........................................................55
圖3-19 11月台灣海峽三條測站(馬祖-基隆、烏坵-台中、金門-布袋)剖面之溫度及鹽度之等值線圖。.......................................................56

附錄目錄
附錄一、1985年至2003年詳細的航次時間表.............................................63
附錄二、典型南海水水文資料..................................................................65
附錄三、典型黑潮水水文資料..................................................................66
附錄四、典型黑潮分支水水文資料...........................................................67
附錄五、平面水文場之溫度月變化...........................................................68
附錄六、平面水文場之鹽度月變化...........................................................77
附錄七、垂直水文場之溫度與鹽度月變化................................................86
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