臺灣博碩士論文加值系統

中文摘要
本研究利用衛星遙測資料探討台灣東北部海域在1985年至2004年期間海表溫的時空變化情形。研究區域的海表溫呈現每十年0.33℃的增溫趨勢；季節方面，增溫趨勢由大到小依次為冬季、春季、秋季、夏季，其中冬季增溫趨勢為每十年0.39℃，而夏季為0.21℃，顯示高低溫差距愈來愈小，季節愈來愈不明顯。以經驗模態分解法分析結果，研究區域海表溫與太陽輻射、赤道平流層風之準二年振盪周期、聖嬰現象及太陽黑子的活動有關。空間分布方面，大約以鼻頭角向東北延伸分成西北及東南二側，西北側溫度較低、梯度較大，冬季時較明顯；東南側溫度較高、梯度較平均。黑潮主軸及邊界呈季節性擺動，冬季時主軸向岸靠近，邊界呈舌狀向西北突出，夏季時，主軸離岸較遠，邊界呈東北-西南方向的弧線；彭佳嶼附近湧升流於春夏二季較明顯，並有伴隨黑潮擺動的趨勢。經驗正交函數分析結果，冬季時，中國沿岸冷水流於西北側南下，形成溫度較低、梯度較大；春季時，台灣暖流於台灣海峽北上；夏季時，彭佳嶼附近海域有明顯的湧升流；而東南側因為黑潮終年流經，溫度隨季節變化較小，也較平均。

關鍵字：海表溫、經驗模態分解、經驗正交函數、台灣東北部海域、黑潮

Abstract
The purpose of this thesis is to use remote sensing data to study the spatial and temporal variations of sea surface temperature (SST) off northeastern Taiwan from 1985 to 2004.
The SST trend of this area increases 0.33℃/decade. As for seasons , the SST trend ranging from the highest to the lowest is winter, spring, fall, and summer. The trend of winter increases 0.39℃/decade is almost double the trend of summer, which is 0.21℃/decade. We are told that the seasonal change of SST is getting more vague.
By using EMD method, the SST of this area is related to solar radiation, quasi-biennial oscillation (QBO), ENSO and sunspot.
In the spatial aspects, it is separated into northwest and southeast parts. The SST is colder in the northwest part and is higher in gradient in winter, whereas it is warmer and flater in the southeast part. The Kuroshio migrates seasonally that the main perch is closer to coast while the boundary gets toward northwest in winter; and the perch is farer to coast while the boundary gets toward southeast in summer. The upwelling off the northeastern Taiwan is obvious in spring and summer, and it moves with the migration of Kuroshio.
The results of EOF show that the China Coastal Water flows toward south and brings colder water in winter; the Taiwan Warm Current flows toward north from Taiwan Strait in spring; the upwelling off the northeastern Taiwan is more obvious in summer; because of the flow of the Kuroshio running all over the year, the SST in the southeast part of this area is lower variations and not much difference.

Key words：Sea Surface Temperature(SST)、Empirical Mode Decomposition(EMD)、Empirical Orthogonal Function(EOF)、Waters off northeastern Taiwan、Kuroshio

目錄
謝辭 I
中文摘要 II
Abstract III
目錄 V
表目錄 VIII
圖目錄 IX
第一章 前言 1
1-1 研究動機與目的 1
1-2 研究區域概述 2
1-3 文獻回顧 3
1-3.1 流場 3
1-3.2 海表溫 6
1-3.3 風場 7
第二章 研究資料與研究方法 8
2-1 研究資料 8
2-1.1 海表溫資料來源 8
2-1.2 資料處理 10
2-2 經驗模態分解法(Empirical Mode Decomposition, EMD) 11
2-2.1 內建模態函數 12
2-2.2 篩選過程(Sifting Process) 13
2-3 經驗正交函數 16
第三章 結果與討論 22
3-1 海表溫時間序列 22
3-1.1 全區月平均海表溫之時間序列 22
3-1.2 全區季節平均海表溫之時間序列 23
3-1.3 全區年平均海表溫之時間序列 23
3-2 經驗模態分解 24
3-3 海表溫空間分布 24
3-3.1 各月20年平均海表溫分布情形(色溫統一) 24
3-3.2 各月20年平均海表溫分布情形(色溫因月而異) 29
3-3.3 各季海表溫等溫線及梯度值 31
3-4 經驗正交函數分解 32
3-4.1 月平均海表溫之經驗正交函數分解 32
3-4.2 去除空間平均之月平均海表溫經驗正交函數分解 34
3-4.3 去除時間平均之月平均海表溫經驗正交函數分解 36
第四章 結論與展望 38
4-1 結論 38
4-2 展望 41
參考文獻 42

表目錄
表一：NOAA系列衛星搭載AVHRR之頻寬 45
表二：海表溫缺值點數統計表 46
表三：1985至2004共20年的各月全區平均海表溫 47
表四：海表溫經驗正交函數分析解釋度 48
表五：海表溫去除空間平均之經驗正交函數分析解釋度 48
表六：海表溫去除時間平均之經驗正交函數分析解釋度 49

圖目錄
圖一：台灣東北部海域海底地形圖(取自國科會海洋科學研究中心) 50
圖二：研究區域，其中虛線範圍內為研究區域 51
圖四：海表溫缺值百分比空間分布圖 52
圖五：篩選過程，其中(a)圖是原始資料時間序列，(b)圖中細實線為原始資料，虛線為上、下圍包絡線，粗實線為均值包絡線，(c)圖為原始資料與均值包絡線的差值(取自Huang et. al. (1998)) 53
圖六：1985~2004年全區月平均海表溫之時間序列 54
圖七：1985~2004年全區季節平均海表溫時間序列 55
圖八：1985~2004年全區年平均海表溫之時間序列 55
圖九：全區月平均海表溫時間序列經驗模態分解後之各成分。IMF為本質模態函數 56
圖十：各月20年平均海表溫空間分布情形，採用統一色溫，色溫範圍為10~30 59
圖十一：各月20年平均海表溫空間分布情形，色溫隨各月而定 61
圖十二：季節海表溫等值圖(黑色實線)及梯度值(色標) 63
圖十三：海表溫經驗正交函數第一主成份，上圖為空間分布，下圖為時間序列 65
圖十四：海表溫去除空間平均經驗正交函數第一主成份，上圖為空間分布，下圖為時間序列 66
圖十五：海表溫去除空間平均經驗正交函數第二主成份，上圖為空間分布，下圖為時間序列 67
圖十六：海表溫去除空間平均經驗正交函數第三主成份，上圖為空間分布，下圖為時間序列 68
圖十七：海表溫去除時間平均經驗正交函數第一主成份，上圖為空間分布，下圖為時間序列 69

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