颱風造成之南海內慣性運動

Abstract

南海為一半封閉的邊緣海，根據我國近年來於南海多次施放的長期流速儀資料顯示，南海全年全區域均有顯著的慣性運動能量存在，其週期隨著緯度的不同而變化，自30小時到60小時不等。 慣性運動主要為慣性力與柯氏力相互平衡的結果，在北半球呈現順時針圓周運動。慣性運動主要是由風場的急劇變化所造成，而實測流場流速資料經由Vector Complex Demodulation針對當地慣性週期可以解析出順時針以及逆時針的成分，故可解析出慣性運動能量隨著不同時間以及不同深度的變化情況。配合歐洲中尺度氣候預報中心(European Centre for Medium range Weather Forecasts， ECMWF)的風場、大氣壓力場資料以及美國海軍聯合颱風預警中心(Joint Typhoon Warning Center， JTWC)的颱風中心路徑資料可以明確的標定颱風或熱帶氣旋通過各個測站的時間。可發現慣性運動能量的出現與颱風或者熱帶低壓的通過有關。當颱風或熱帶低壓通過時，流場往往即觀測到慣性運動能量的產生。熱帶低壓通過時慣性運動能量可以到達30 cm/sec，而颱風通過時慣性運動能量更可以到達50 cm/sec。 採用Pollard and Millard(1970)模式模擬。可以發現當颱風通過或者風場有變化時，即可模擬出慣性運動能量的產生，有些時段模式可以準確的模擬實際的慣性運動流場，有些時段則模擬效果不良。當1998年颱風費絲、1999年熱帶低壓27W、1999年颱風李歐以及2000年颱風象神通過時模式模擬效果較好。經由分析可以發現於南海的北部慣性運動能量可以維持大約7天，而在南海南部慣性運動能量則可以維持長達16天。但因於南海南部的慣性運動能量其維持時間太長，故推測此慣性運動能量為另一種動力機制所產生。 快速移動風場(快速移動的颱風或者鋒面，以1998年颱風費絲為例)通過時產生的慣性運動能量，可以觀測到能量有向下傳遞的趨勢，且最大慣性運動能量主要集中在混合層底部以及斜溫層上層。其主要原因為當快速移動風場通過時，在混合層內會產生慣性運動能量，並且同時於整層海洋會產生不同mode的Near-inertial運動能量，此時混合層的能量即藉由此形式逐漸的傳遞到混合層之下。我們採用Kundu and Thomson(1985)模式可以成功的模擬慣性運動能量向下傳遞的過程，並且可以模擬最大慣性運動能量集中於混合層底部以及斜溫層頂部的現象。