臺灣海峽南部大氣邊界層內動量、顯熱與潛熱通量之量測

期刊名稱: 大氣科學期刊
Volume: 25
Issue: 1
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臺灣海峽南部大氣邊界層內動量、顯熱與潛熱通量之量測

林首杰 曾若玄

國立中山大學海洋資源研究所

(中華民國八十五年七月二十九日收稿;中華民國八十六年一月二十日定稿)

摘要

  本研究乃利用海研三號在台灣海峽南部海域進行四個航次(1995年6月~1996年3月)海氣資料(風速、氣溫、濕度、海表水溫)的量測,並藉由慣性消散法估算海面動量、顯熱與潛熱(水汽)適量。整體資料的大氣穩定度參數Z/L值範圍-0.417~0.197,平均風速介於3.5~15.8 m/s。在風速、氣溫與濕度頻譜上,屬於能量消散的高頻區(0.5 ~ 10Hz)可明顯發現斜率接近-5/3的慣性領域之存在,並且大致滿足等向性紊流場的條件。研究結果顯示,當大氣穩定度為不穩定狀況時,海面粗糙長度Z0隨風速增大而增加,Zt與Zq(分別為相對應於溫度與濕度之粗糙長度)則隨著風速增大有減小的趨勢,但是資料點的散亂度頗大,而相當於10m高之中性狀態下的曳力係數C(subscript DN)有隨風速增大而成長的關係存在,即10^3 C(subscript DN) =0.62+ 0.052 U10,其中U10為離海面10公尺高的風速,而顯熱通量係數C(subscript TN)與潛熱通量係數C(subscript EN)則為定值,分別為1.27 ± t 0.15(×10-3)與1.23 ± 0.16 (×10-3), C(subscript TN)對Z/L的關係大致上呈現兩層的分佈,在不穩定情況下的C(subscript TN)平均值比起穩定狀況下較大。風應力與風速約呈7/3次方的正比關係,而顯熱通量及潛熱通量分別與U10( Ts – θz)、U10(Qs – Qz)呈線性關係,其中Ts為海表水溫,θz為空氣位溫,Qs為海水的飽和濕度,Qz為Z公尺高的空氣絕對濕度,而所求得之各通量值與巨觀法估算結果差異大致皆在20%的範圍內。綜合所有不穩定條件下的溫度與濕度數據,發現熱紊流強度與水汽紊流強度經無因次化之後與Z/L參數之間具有密切的相關性。

關鍵詞:慣性消散法、動量通量、顯熱通量、潛熱通量、粗糙長度

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