海流資料展示圖

海流資料圖集,是中心於今年預定的成果之一,而以下就本次圖集產出的資料來源
、資料處理系統以及海流展示圖種類作說明。

資料來源

關於中心所收集的相關於海洋流速資料,是以國內三艘研究船船上所裝
載之船碇式流剖儀(Sb-ADCP),此一項儀器為主,而本儀器乃是利用都普勒效應 原理所發展出量測流速的儀器。

關於本儀器量測簡圖如圖1,首先於船底安裝水中音鼓,發射出固定頻率之聲響, 當此聲波在水中碰到微小顆粒或懸浮物體時,該聲波將產生反射效應,而當此一反射 波傳回儀器時,該聲波會改變頻率,將可依都普勒效應公式,即可計算出一相對於船 本身之海流速,由於每個水層反射回音鼓時間皆不相同,利用此一特性儀器本身設計 一時間柵欄,便可求出不同水層海流流速。再利用儀器本身量測出船速或是利用全球 衛星定位系統求出實際船速,則可將兩速度相減,即求出三維絕對海流流速。

這些實際量測海流資料分別由海研一、二、三號三艘研究船,定期將資料彙整轉 交給國家海洋科學中心資料庫,而海洋資料庫將所收集資料,先依照不同研究船有不 同版本解碼程式(一號Transect 1.82,二、三號Transect 2.72),將資料解碼轉出 成文字檔,並依照不同航次存檔與備份。

資料處理系統

上述所得實際量測資料仍會因為儀器的不正確、或是設定因素的影響,而產生系 統誤差。而如何品檢實際量測資料,根據Kosro , 1985; Joyce,1989;Pollard and Read,1989;以及Tang&Ma ,1994等四種方法與理論,將解碼後資料,利用GPS定位資料 所計算出之船速來檢視校正Sb-ADCP的量測系統誤差。再者,Tang and Ma (1995) 也 同時提出校正後的Sb-ADCP資料,經過適當時間(30分鐘以上)的平均,則量測的海流 資料,其誤差均方根小於3.5 cm/sec。下面僅將處理所蒐集的 Sb-ADCP資料之程序簡 介如下:
  1. 系統時間的檢校。
  2. 計算校正參數與資料校正。
  3. 30分鐘平均。
  4. 計算標準深度之流速資料。
海流展示圖種類
經上述方法將資料予以校正平均之後,就將其置於資料庫內,作為往後統
計分析的基底。在作統計分析之前,資料仍須經過一套品質控制的過程,主要是參 考Barnett(1983)所提出的方法。其過程為:
  1. 網格化︰網格大小為30'x30',然後將網格內所有資料視為此網格中心點的資料。
  2. 去除樣本不足之網格點︰每一網格內之資料必須多於(含)100筆才予以處理。
  3. 去除極值︰流速大於300cm/sec之資料視為不合理資料,先予以刪除。

本圖集利用蒐集處理、校正完成後之資料從資料庫ORACLE中取出繪圖所需之資料,利用 GMT 繪圖程式繪製成圖。
本次圖集展示Sb-ADCP所量測的資料,可以分為兩種圖,一是台灣周圍海域海流流矢圖 (含密度分佈圖)、一是區域海況玫瑰圖:
  1. 台灣周圍海域海流流矢圖:以深度20m、50m、75m、100m、150m、200m、300m 為區分七張圖,而在此七張圖中,又依照時間區分為西南季風(五月到十月)、 與東北季風(十一月到次年四月)兩類,其中以水深地形圖為底圖,箭頭方 向表示流向,箭頭大小為流速大小,箭頭起始點代表該網格點內,在該時間 區間與深度區間所有流速資料的平均,在圖的左上方有資料密度圖,使用顏 色代表該網格點內之資料筆數的範圍深藍色資料筆數1-10筆、藍色資料筆 數10 - 100筆、黃色資料筆數 100 - 1000筆、橘色資料筆數1000 - 10000 筆、紅色資料筆數大於10000筆。
  2. 區域海況玫瑰圖:區分為台灣海峽澎湖水道,巴士海峽,台灣東北海域三 個區間為主,分別用網格化資料統計全部資料,以玫瑰圖加於該網格上。又 依照不同水深區分為20m、50m、75m、100m、150m、200m、300m,但其中台 灣海峽澎湖水道的範圍內因為水深平均約在50m,所以只有做出20m、50m 兩張。而玫瑰圖中先將方向分為16方位(正北、北北東、東北、東北東、 正東、東南東、東南、南南東、正南、南南西、西南、西南西、正西、西北 西、西北、北北西)的圓形統計圖形,再依照16方位分別以顏色表示流速 大小統計(深藍色0∼20、藍色20∼40、綠色40∼60、黃色60∼80、紅色 80∼100、暗紅色流速大於100),流速單位為每秒公分。
上述有相關資料處理方面,如有未盡之處,歡迎各界來函指正。