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海洋物理

物理海洋觀測與模擬實驗室,致力於發展遠洋、深海、近即時、長期之觀測與模擬技術,並提供學術研究需要之核心設施與技術人力,加速研究者尖端研究的產出,同時培育探測與資料處理之專才,具體的研究項目:

(1) 建置維護深海錨碇長期觀測網
(2) 建置維運環臺岸基雷達測流系統
(3) 建置作業化海象預測數值模式之海洋資料同化系統

深海錨碇長期觀測網

「深海錨碇長期觀測網MOOST(Moored Ocean Observing System, Taiwan)」南海與臺灣東部西北太平洋海域,建置長期錨碇觀測網。數據包含來自錨碇流速儀、流剖儀(ADCP)、沈積物收集器以及水溫、鹽度探針等,整合氣象、海流、水文與沈降顆粒通量等項目, 並且以研究船船測水文資料收集、化學與生物採樣分析,提供學術探討海洋碳循環、水文化學變化、海洋污染長程傳輸、浮游生物分佈等生態環境研究,作為探討全球氣候變遷對環境造成影響的研究平台。

錨碇測站與水文測線規劃示意圖

錨碇及水文觀測作業

資料浮標的建置與維運,長期監測大洋氣象及海洋環境的變化,提供颱風、渦旋、水團、環流等全球變遷相關研究課題所需之環境基礎水文參數,包含氣溫、氣壓、風速、風向、相對濕度與光照與海洋上層溫度剖面資料,自102年起,已陸續完成南沙太平島海域、小琉球外海以及西太平洋等資料浮標佈放/回收作業,浮標所蒐集的氣象及水文資料,透過衛星網路近即時傳輸至中心接收站,同步展示於海洋環境資料庫網頁 (http://med.tori.org.tw/Buoy/),並建立QA/QC等資料處理標準作業程序。

資料浮標時序資料展示

錨碇海流及沈降顆粒收集器

深海觀測錨碇依據調查所需掛載不同的測量儀器,如流速儀、都普勒流剖儀(ADCP)、沉降顆粒收集器以及水溫、鹽度探針等,用以長期測量海洋水文資料。103年8月於西太平洋海域共佈放四組長距型ADCP錨碇,測量海洋上層剖面海流時間序列資料,觀測大洋流速及海水流通量長期變化。

配合海洋生物地球化學平台,恢復南海時間序列測站(SEATS)之長期觀測研究,以約半年之週期前往南海更換錨碇沉降顆粒收集器串列,建立長期觀測平台。透過錨碇觀測網的建置,整合流速剖面與水溫、鹽度等海洋參數的方式,搭配研究船長期的水文資料收集與分析,進一步作為探討全球氣候變遷對環境造成影響的研究平台。

深海都普勒流剖儀錨碇資料:垂直流場剖面時序資料

岸基雷達測流系統

海洋中心於民國98年開始,展開「台灣四周海域表層海流即時觀測平台計畫」,在海巡署、國有財產署、軍備局、工業局、墾管處、東管處、海博館、新北市等機關協助下,6年間於台灣沿海建置了17座海洋雷達岸基雷達測流系統 TOROS (Taiwan Ocean Radar Observing System),建置大範圍、長時間、全天候的超視距雷達海流觀測平台。目前此觀測平台逐時提供台灣周遭約150公里範圍內,總面積194,607平方公里的表層海流資訊,相當於5.4倍台灣島面積大小海域,開啟了我國前瞻海洋科技支援海洋事務管理及海洋科學研究的新世紀。

TOROS測流系統觀測範圍圖

高頻測流雷達的應用,除了學術研究之外,更與海巡署、氣象局與墾管處等單位合作,提供海難救助、溢油追蹤、漂流模擬、海洋保育、遊憩安全、船舶航行等協助,並不斷努力提升系統精確度與穩定度,並致力發展波浪資訊的分析技術及波流短時預報功能,使海洋中心的研發成果得以發揮具體的應用價值。

TOROS系統雷達天線設備

海象數值模擬系統

海洋中心海象模擬系統(Taiwan Ocean Prediction System,TOPS),以高速運算與數值模式架構海象預測作業系統,波浪模式使用NWW Ⅲ (NOAA WaveWatch III)與SWAN (Simulating WAves Nearshore);海流模式部分引進POM(Princeton Ocean Model ),利用巢狀格網互相連接遠洋之西北太平洋與近海之台灣海域格網,以提高台灣海域模式格網解析度至2.5公里。其預測作業程序由每日從網路傳送中央氣象局與美國NOAA大氣預測模式資料作為海象模式邊界條件,以自動化程序執行每日預測作業,透過網頁與GIS平台即時提供波浪、海流等預測資訊,並可利用模式資料的再分析,亦可提供相關海上開發規劃與學術研究等用途。

海象數值模擬系統

海象模擬平台http://tops.tori.org.tw/