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研究生:林濤
研究生(外文):Tao-Lin
論文名稱:應用POM模式模擬淡水海岸颱風暴潮水位之研究
論文名稱(外文):Simulation of Typhoon Surge on coastal water at Danshui by POM Model
指導教授:臧效義臧效義引用關係
指導教授(外文):Shiaw-Yih Tzang
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣海洋大學
系所名稱:河海工程學系
學門:工程學門
學類:河海工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:66
中文關鍵詞:POM颱風暴潮水位潮汐淡水海岸
外文關鍵詞:POMtyphoonsurgetideDanshuei coast
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中 文 摘 要
本研究應用海洋數值模式POM,進行淡水海岸地區颱風期間的暴潮水位模擬。在計算領域海域邊界上採用潮汐模式NAO99b之計算水位值,搭配模型颱風RVM(Rankin vortex )計算所得之風速場及壓力場,建構一個氣象潮與天文潮合成水位模式。模式應用是針對1994年~2000年期間,按九種颱風路徑分類法之第1,2,6路徑,挑選共計十個颱風,進行颱風期間暴潮水位之模擬與評估。
模式數值結果與淡水測站的實測資料做相關比對;結果顯示在模擬較強烈的颱風,因颱風結構較為完整也會獲得較好之結果,特別是颱風中心路徑較靠近測站之颱風也會有較好之結果。例如屬於第6路徑且是強烈等級的道格颱風,就有最佳的模擬表現。再將模式結果與前人研究比對,發現在邊界加入天文潮後模擬得之暴潮水位,在推估暴潮偏差的極值或發生之時間,皆較接近實測值之表現,這也間接證明同時考量天文潮與暴潮之合成效應對水位模擬之合理性是相當重要的。針對計算網域大小測試之結果發現,縮小計算領域與原計算網域之模擬結果差異不明顯,但將格距縮小卻可獲得較精準的描述。

關鍵字: POM、颱風、暴潮水位、潮汐、淡水海岸
Abstract
In this study the POM model (Princeton Ocean Model) has been applied to evaluate combined sea water levels by typhoon surge and astronomical tide on coastal waters of Danshuei. In numerical simulations, water levels along domain’s boundaries have been specified by a tidal model NAO99b. Meanwhile, wind speed and pressure fields are specified by a Rankin vortex model (RVM). Ten typhoons, from 1994 to 2000, of the 1st, 2nd, or 6th typhoon paths, according to nine-type typhoon paths, were selected for evaluating surge developments during these typhoons.
Comparisons with field measurements from the tidal station of Danshuei have displayed that the maximum surge deviations and their occurrence times agree better for more intense typhoons, especially with tracks of the low-pressure center passing close to Danshuei. For example, the ‘strong’-ranked Typhoon Doug (1994) of the 6th path demonstrates the best simulation performance. In addition, inclusions of simultaneous tidal levels along the boundaries have proved to be able to derive better agreements with field data on peak values and occurrence times. This suggests the importance of the combined effects of meteorological and astronomical tides for numerical simulations on typhoon surges. In the last, evaluations of effects of the sizes of computation domain and grids on the computation accuracy have further illustrated that effects of reduced domain size are less significant than finer grid sizes.

Keywords: POM, typhoon, surge, tide, Danshuei coast
致謝……………………………………………………………………І
摘要……………………………………………………………………II
Abstract………………………………………………………………ІІI
目錄……………………………………………………………………IV
圖目錄…………………………………………………………………VI
表目錄…………………………………………………………………VII
第一章 前言………………………………………………………1
1.1 研究背景…………………………………………………1
1.2 研究動機與目的…………………………………………1
1.3 論文架構…………………………………………………3
第二章 文獻回顧與模式簡介……………………………………5
2.1 調和分析…………………………………………………7
2.2 暴潮模擬…………………………………………………8
2.3 POM模式介紹.……………………………………………14
第三章 模式簡介與設定…………………………………………16
3.1 模式理論…………………………………………………16
3.1.1 基本方程式……………………………………………16
3.1.2 網格配置………………………………………………17
3.1.3 穩定條件………………………………………………19
3.1.4 模型颱風………………………………………………19
3.1.5 NAO99b 潮汐模式.……………………………………23
3.2 地形與網格………………………………………………24
3.3 水位資料…………………………………………………25
3.4 初始絛件及邊界條件……………………………………26
3.5 簡易的測試驗証…………………………………………26
第四章 結果與比較………………………………………………33
4.1 潮汐水位模擬……………………………………………35
4.2 風暴潮模擬………………………………………………38
4.3 模擬合成暴潮水位………………………………………42
4.4 暴潮和潮汐之合成作用…………………………………53
4.5  網域大小測試……………………………………………54
第五章  討論與建議………………………………………………57
5.1 結論………………………………………………………57
5.2 建議………………………………………………………58
參考文獻………………………………………………………………59
附錄……………………………………………………………………62
參考文獻
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