潮流-海洋工作站.PDF

第 6章 潮流 、海嘯及暴潮 6.1潮流 潮流 (tidal current)為受潮汐運動引起的流，潮流對物質的輸送及擴散占 有重要的地位，如果沒有潮流的話,現在的海可能有局部地域會被污染，潮流對 生物是一種天賜的恩惠,但是某地發生污染時也會沿著潮流擴散至各海域 。進行 海埔工程或結構物構築等人為的開發行為,會改變潮流的流況， 必須事先作好環 境評估，預測流況變化 。 因潮汐屬長波，水深方向的流速分布與一般的波浪不同 ,呈均等分布。 圖 6.1潮流橢圓 在某點測定潮流的流向及流速，會得如圖 6.1所示結果 ,此圖表示以測定點 O為中心繪出的流速向量，向量端點的軌跡為橢圓，時 成圓形，時 成直線，稱為 潮流 橢圓 (current ellipse) 。圓心以C 表示，則 表示恆流的流速，在北半 OC 球其回轉方向為順時針方向。 圖 6.2潮流流速的時間變化 圖 6.2 表示潮流流速的時間波形，可視為多數的單弦振動的和,以下式表示 n v(t)=u + f v cos  t - k +v +u (6.1) 0  n n  n n 0  v(t)為任意時刻 t的潮流流速， 為觀測值的平均值,表示恆流流速。式中 u O 的各餘弦函數相當於潮 汐的分潮，稱為分潮流。 及 分別為分潮流的最大流 v k n n 速及相位角，海岸地形無大規模變動時, 通常應為不變值，兩者合稱為潮流的調 和常數。 為各分潮流每小時的相位變化量，常數 及 (v +u)可由各天文量  f n n O 求得,與潮汐相同可查表得 到。 的每小時角速度為 的整數倍， n=1,2,4時分別稱為一日 週潮流，半日  15 週潮流及 1/4日週潮流。欲由實際潮流記錄決定 (6.1)式的各常數 ,可以下述方法 求之,首先由位置固定的流速計記錄讀取流速 V及流向， 分解出其北方及東方的 分速。對一晝夜的觀測結果，以當月球通過觀測地點的子午線上時為0時，將其 分割成若干等分,對    (6.2) v u v cos(15 t  ) v cos(30 )  t  v cos(60 t  )  t o 1 1 2 2 3 3 作調和分析，可求得調和常數 , , , , , , 。 u v v v    O 1 2 3 1 2 3 以上係分析某固定觀測點所得記錄的結果，若不在固定點觀測 ,利用浮標追