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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:王迪慰
研究生(外文):Dee-Way Wang
論文名稱:由單船ADCP資料推算東海六月平均流
論文名稱(外文):The Residual Current Derived from Ship-board ADCP Measurements of East China Sea in June 1999
指導教授:劉倬騰劉倬騰引用關係
指導教授(外文):Cho-Teng Liu
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:海洋研究所
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:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:79
中文關鍵詞:平均流東海都卜勒流剖儀
外文關鍵詞:mean currenteast china seaADCP
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在大多數的淺海,絕大部分的海流是伴隨潮汐產生的潮流,其中又以全日潮流和半日潮流為主要成分。若要得到低頻流速(主要是平均流及週期大於一天的海流),通常會施放流速儀,測量海流時間超過25小時,才能將全日潮和半日潮的成分濾除而得低頻流的流速。低頻流,又稱餘流,主要是平均流及週期大於一天的海流,以下以平均流代稱。使用船載ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler) 也可以測量平均流,常見的方法是相位平均法,也就是在測線上的每個地點,測量潮流二至五等分的相位,以各相位的平均值代表平均流。但是大多數的水文調查實驗主要目標並非測量平均流,ADCP的資料只有當時當地的一筆流速資料,沒有在潮流二至五等分相位所測量的海流資料可供計算平均流,本論文利用潮流及平均流隨空間緩慢變化的特性,從散佈的ADCP資料中,估算平均流及潮流。經由處理1999年6月東海14天航次的ADCP資料,將展示如何由這類短期的航次資料中,推估平均流與半日潮流。本文的基本假設與許多的東海潮汐數值模式相類似,在此航次半天之內所經之區域,其半日潮流及平均流皆隨空間緩慢變化。分析方法是先將每筆1分鐘的ADCP 資料做11分鐘的平均以減少資料量,再做12.4小時的滑動平均得出剩餘流速(仍含一部份的全日潮流)。然後用雙線性公式擬合此剩餘流速(低頻流)的空間分布而得到大尺度的平均流。在此分析中,大陸坡上的流速資料已被刪除,因為在黑潮通過的區域,潮流及平均流的空間梯度偏高。此平均流與歷年來東海的海流(以漂浮球為主)觀測資料特性相符。在遠離無潮點及近岸的部分,潮流振幅與相位角皆與潮流模式及潮流觀測值近似。因此,在東海大陸棚中部執行探測作業的船載ADCP資料,也可以估算出該區當時的平均流場與半日潮流的振幅與相位分布。
In most shallow seas, the major components of ocean current are tides. To derive the residual low frequency current velocity, one usually deploys current meter moorings over 25 hours or more to remove the diurnal and semi-diurnal tidal components. Using ship-board ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler) to derive the residual current, one may design ADCP measurements at different phases of tides at every location. The sum of these measurements cancels out the tidal component. But, most cruises are aimed at other goals, and ADCP measurements are only complementary data of the cruise. Here, we demonstrate a method for deriving the M2 and S2 tidal current and the mean current from a 14-day cruise in the East China Sea, June 1999. The basic assumption is that the tidal current varies smoothly in the region of survey. This assumption is valid as seen in many tidal models of East China Sea. The 1-min ADCP data were first averaged over 11 minutes to reduce data size, then averaged over 12.4 hours to derive the residual current that contains little M2 tidal component. Data over continental slope were deleted because of the influence of Kuroshio and the possibility of large gradient in tidal velocity. The residual current data were fitted with bi-linear spatial function to capture its main feature. The pattern of derived mean current matches those published earlier from mooring and drifter data. The semi-diurnal tidal current equals the total current minus the residual current which is 12.4-hour moving average of total current velocity. The co-phase and co-range line of the semi-diurnal tidal current are similar to those of model results of semi-diurnal tidal elevation and tidal current observation near cruise track. This provides a proxy proof of the reliability of this method.
中文摘要 I
英文摘要 II
目錄 III
圖目錄 V
表目錄 VII
方程式目錄 VIII
詞彙表 VIII
符號表 IX
第一章 緒論 1
1-1. 研究背景及動機 1
1-2. 前人相關研究 2
1-2.1 東海環流 2
1-2.2 東海潮流 5
1-2.3 東海渦流 7
1-2.4 濾潮方法 10
1-3. 研究方法與步驟 12
1-3.1空間平均法計算低頻流場 12
1-3.2空間平均法計算潮流場 13
第二章 研究區域與使用資料介紹 15
2-1 研究區域與使用資料 15
2-1.1 研究區域 15
2-1.2 使用資料 15
2-2 船載ADCP資料簡介 16
2-2.1 ADCP原理 16
2-2.2 ADCP資料特性 15
第三章 資料處理 20
3-1 ADCP資料篩選與初步處理 20
3-1.1資料篩選 20
3-1.2資料校正 20
3-1.3資料初步處理 20
3-2 ADCP資料處理與結果 21
3-2.1 計算平均流場 21
3-2.2 時空擬合法-半日平均 計算半日潮流場 25
3-2.3 直接擬合法計算平均流與潮流 34
3-3 流速儀資料處理 44
3-3.1 資料展示 44
3-3.2 潮流項擬合 45
第四章 資料分析與研究方法驗證 52
4-1. 驗證擬合潮流項 52
4-1.1 原始資料驗證 52
4-1.2 潮流模式驗證 54
4-1.3 流速儀資料驗證 57
4-2. 驗證空間平均流 63
4-2.1 東海歷史環流資料驗證 63
4-2.2 該航次流速儀資料驗證 64
4-3. 驗證時空擬合法 68
第五章 結論與未來展望 71
5-1. 討論與結論 71
5-1.1平均流計算方法討論 71
5-1.2潮流計算方法討論 71
5-1.3討論小結 72
5-1.4.結論 73
5-2. 未來展望 78
第六章 參考文獻: 79
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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