海底地形對長浪之影響:數值模式

期刊名稱: 氣象預報與分析
Volume: 139
Issue: 4
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黃振華

第三天氣中心

摘要

  歷年來在台灣從事戶外休閒運動的人口比例是有增無減, 不過我們也常常會聽到一些發生意外事故的消息,諸如山難、海難或空難等等。而其中「瘋狗浪」襲捲釣魚客、遊客的事件在最近更是時有耳聞。這種「瘋狗浪」實際上是一種突發性的猛浪,因為它常常是一道突如其來的浪頭,令人防不勝防就如同瘋狗一般地亂咬人,所以才會被人如此稱呼。對於這種突發性猛浪的研究,國內的文戲上並不多見。我們認為這種猛浪,應該是屬於一種稱做為Solition的局部性孤立重力波在運動的過程中,從深海區進入淺海區,因海水深度的改變而導致在淺水處產生非線性的交互作用;前面的海水流速減慢而被後面流速快的海水追上。結果形成了集合原來不同兩孤立重力波的合成波,能量與傳遞的水質量更大。跟著又再繼續追趕下一個波,如此海水質量不斷地累積直到有陸地的阻擋。本篇研究則是要利用數值模擬的方法來討論海底地形對長浪的影響,希望能對瞭解的「瘋狗浪」引發機制有所幫助。

  本篇研究提出以下之理念:淺水長波在變淺的大陸棚上,由於相位速度變慢,波峰因受波浪擠壓而變高,而當波的振幅變大後,非線性所特有的陡峭化特性(Steepening)(Drazin,1983),會使得波峰隨時間增加而益形高漲。這種波峰變大而傳播速度仍然非常快的淺水波,衝擊到岸邊就形成所謂的「瘋狗浪」。我們先用一維的淺水波模式證實以上的理念,接著再以二維模式證明由於海底地形的分佈,使得恆春半島海域成為最容易發生瘋狗浪的地區。

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