| 研究生: |
楊博堯 Yang, Po-Yao |
|---|---|
| 論文名稱: |
台灣環島實測暴潮分析 Analysis on Storm Surge in Taiwan Coastal Ocean |
| 指導教授: |
董東璟
Doong, Dong-Jiing |
| 學位類別: |
碩士 Master |
| 系所名稱: |
工學院 - 水利及海洋工程學系 Department of Hydraulic & Ocean Engineering |
| 論文出版年: | 2018 |
| 畢業學年度: | 106 |
| 語文別: | 中文 |
| 論文頁數: | 114 |
| 中文關鍵詞: | 暴潮偏差 、潮位站 、重現期 |
| 外文關鍵詞: | storm surge, tide station, return period |
| 相關次數: | 點閱:121 下載:12 |
| 分享至: |
| 查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報 |
颱風暴潮是台灣常見的自然災害之一,前人關於暴潮的研究多半針對特定海岸或是特定颱風進行分析,對於台灣海岸全面性的暴潮特性分析較為缺乏,為了能更了解台灣環島暴潮偏差之特性,本研究系統性的分析環島潮位資料,獲得合計3334個站-颱風之歷年暴潮偏差。分析結果顯示,發生超過1公尺的暴潮偏差大都在北部海岸,主要受西北颱引起。在台灣南部地區觀測到的暴潮偏差量值雖相對較小,但它們約為各區平均潮差的八成,相較於北部及中部海岸相同分析僅約四到五成,暴潮實質的影響對南部海岸較為顯著。另外,本文透過頻率分析計算各地暴潮偏差重現期,結果顯示南部海岸歷年最大暴潮偏差對應的重現期普遍大於當地海堤設計標準,這再度顯示了南部海岸對於暴潮災害之防範須特別謹慎。
本文另外探討風場對於暴潮模擬之影響,使用WRF風場及Holland模型風場對於過去兩場曾對台灣西南部造成較大暴潮的颱風事件進行模擬。首先比較兩種風場,結果顯示觀測點距離颱風越遠,兩種風場風速峰值出現時間差可能越大,低估風速峰值現象也越明顯,比較之下WRF有更好的模擬結果,但WRF風場與實際峰值仍有誤差約18.3%,峰值出現時間差約4小時。進而使用WRF風場模擬暴潮,結果顯示西南區潮位站模擬之暴潮偏差峰值誤差40%,峰值出現時間差平均為7.8小時,造成暴潮模擬誤差的可能原因之一為風場本身存在著誤差,比對風速資料發現風速普遍低估,峰值也普遍提早出現,顯示風場對於暴潮模擬具有一定的影響力。
The storm surge is one of the common natural disaster in Taiwan. In the past, researchers focused on storm surge studies at specific regions or typhoons, a comprehensive analysis around Taiwan coastal ocean is still missing. In order to better understand the characteristic of storm surge around Taiwan, we through the data analysis and numerical simulation. Statistical results show that the average storm surge height in the south is about 80% of the average local tidal range, and the percentage is higher than those in the north and central. Furthermore, we used frequency analysis to calculate the return period on storm surge in each region. The results show that the return periods of the biggest storm surges in the southern regions are generally greater than local design criteria. This paper also discussed the relationship between wind field and storm surge simulation. We used WRF wind field and Holland wind field to simulate two cases which had significant influence in the southwestern part of Taiwan in the past. The results show that the WRF wind field has better performance and the error at storm surge peak value is about 40% and the error of the time of peak appear is about 7.8 hours in southwest of Taiwan. The simulation results were checked with wind data. It was found that there exists a certain error in the wind field. Therefore, we can conclude that the wind field has a significant influence on storm surge simulation.
[1]徐月娟、曾淑芬、陳進益、蔡恆雄,「臺灣地區颱風暴潮特性之初步研究」,1998年天氣分析與預報研討會論文集,1998。
[2]張憲國、黃金維,「以NAO99b潮汐模式預測台灣西岸潮汐之評估」,第23屆海洋工程研討會論文集,第105-111頁,2001。
[3]張憲國,「聯合類神經與平衡理論之潮汐預測模式之建立」,行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告,2002。
[4]張國棟、何崇華,「臺灣東部異常水位分析」,第24屆海洋工程研討會論文集,第437-444頁,2002。
[5]鄭允翔,「颱風暴潮與颱風特性關係之研究」,國立成功大學水利及海洋工程研究所碩士論文,2003。
[6]蔡長泰、高家俊,「地層下陷區土地利用淹水潛勢影響之研究」,經濟部水利署委託研究計畫,2003。
[7]吳誌翰,「颱風暴潮特性分析」,國立成功大學水位及海洋工程研究所碩士論文,2004。
[8]黃偉柏、許長安、黃慶光、龔誠山、林杰熙,「台灣北部海岸颱風暴潮模擬」,第27屆海洋工程研討會論文集,第283-289頁,2005。
[9]黃瓊珠,「潮位資料補遺及天文潮分潮特性之研究」,國立成功大學水利及海洋工程研究所碩士論文,2005。
[10]林濤,「應用POM模式模擬淡水海岸颱風暴潮水位之研究」,國立台灣海洋大學河海工程學系碩士論文,2006。
[11]莊文傑、曾相茂、江中權,「潮汐資料之補遺及其在暴潮位萃取之應用」,第28屆海洋工程研討會論文集,第201-206頁,2006。
[12]林敬傑,「風剪力對暴潮推算之影響」,國立成功大學水位及海洋工程研究所碩士論文,2008。
[13]內政部國土測繪中心,「潮位站潮位資料標準分析作業模式之先期研究」,2010。
[14]黃偉柏、柳景仲、龔誠山,「台灣西南海岸暴潮之研究」,第32屆海洋工程研討會論文集,第121-126頁,2010。
[15]邱銘達,「台灣海岸天文潮與颱風暴潮之特性與模擬」,國立成功大學水利及海洋工程研究所博士論文,2010。
[16]于家順、尤皓正、陳婉婷、朱啟豪、滕春慈,「應用WRF風場發展台灣海岸峰暴潮作業化模式」,第34屆海洋工程研討會論文集,第511-516頁,2012。
[17]黃偉柏,「一般性海堤禦潮功能檢討」,經濟部水利署委託研究計畫,2014。
[18]吳祚任,「臺灣海岸近岸風暴潮易淹預報模式之開發與研究」,交通部中央氣象局委託研究計畫,2014。
[19]廖建明、陳思樺、楊文昌、賴堅戊,「暴潮分析與預警系統技術發展」,財團法人國家實驗研究院台灣海洋科技研究中心,2015。
[20]林媺瑛、邱銘達、柳文成、陳致穎、鄭皓元,「颱風暴潮愈暴之不確定分析」,臺灣水利期刊,第64卷,第三期,第23-42頁,2016。
[21]蔡育霖、吳祚任、滕春慈、朱啟豪、莊美惠、鄭喆宇,「多尺度風暴潮溢淹預報系統發展暨2015年蘇迪勒颱風之案例分析」,2016年天氣分析與預報研討會論文集,2016。
[22]黃安億,「臺灣近岸颱風暴潮之數值模擬」,國立台灣海洋大學海洋環境資訊系碩士論文,2017。
[23]Araújo, M. A. V. C., Trigo-Teixeira, A., and Mazzolari, A.,“Simulation of Storm Surge Events at the Portuguese Coast (Viana do Castelo).”Littoral 2010, 12004, 1-9.
[24]Breaker, L.C, Burroughs, L.D, Chao, Y.Y, Culp, J.F, Guinasso JR, N.L, Teboule RL, and Wong, C.R.,“The impact of Hurricane Andrew on the Near-Surface Marine Environment in the Bahamas and the Gulf of Mexico.”Weather and Forecasting, Volume 9, 542-556, 1993.
[25]Chang, C.M., Fang, H.M., Chen Y.W., and Chuang, S.H.,“Discussion on the maximum storm radius equations when calculating typhoon waves.”Journal of Marine Science and Technology, Volume 23, 608-619, 2015.
[26]Foreman, M.G.,“Manual for Tidal Heights Analysis and Prediction.”Pacific Marine Science Report 77-10, Institute of Ocean Sciences, 1977.
[27]Graham, H.E and Nunn, D.E.,“Meteorological considerations pertinent to standard project hurricane.”Atlantic and Gulf Coasts of the United States, National hurricane research project report No.74, Washington, D.C:U.S. Weather Bureau, 1959.
[28]Harper, B.A and Holland, G.J.,“An updated parametric model of the tropical cyclone.”893-896, 1999.
[29]Harper, B.A., Hardy, T.A., Mason, L.B., Bode, L., Young, I.R., and Nielsen, P.,“Queensland climate change and community vulnerability to tropical cyclones, Ocean hazards assessment - Stage 1 report.”Department of Natural Resources and Mines, Queensland, Brisbane, Australia, 2001.
[30]Holland, G.J.,“An analytic model of the wind and pressure profiles in hurricanes.”Monthly Weather Review, Volume 108, 8, 1212-1218, 1980.
[31]Jelensnianski, C.P.,“A numercial calculation of storm tides incluced by a tropical storm impinging on a continental shelf.”Monthly Weather Review, Volume 93, 6, 343-358, 1965.
[32]Sheng, Y. P., Alymov, V., and Paramygin, V.A.,“ Simulation of storm surge, wave, currents, and inundation in the Outer Banks and Chesapeake Bay during Hurricane Isabel in 2003: The importance of waves.”Journal of geophysical, Vol 115, issue C4, 2011.
[33]Wang, F., Gao, W., Xu, S., Yu, L.,“ Evaluation of the combined risk of sea level rise, land subsidence, and storm surges on the coastal areas of Shanghai, China.”Climatic Change, 115, 537-558, 2012.