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2015年5月15日 21:52 Karen.L

台美合作南海研究 登上《Nature》頂尖期刊

台灣與國際研究團隊合作,共同發表「南海內波的源與匯(The formation and fate of internal waves in the South China Sea)」,刊登在最新一期的《Nature》期刊(521, 07 May 2015) 。研究探討內波的產生機制、傳播過程與能量消散等,成果有助於海洋相關的熱傳播、炭循環、全球暖化、潛航安全、生態系統等研究,儼然一部內波生命史。

此一發表是多國科學家合作多年的成果,由美國海軍研究室(Office of Naval Research, ONR)主導,參與國家包括美、加、法、韓、台學者,論文彙整過去15年在南海的重大研究。研究結果指出,南海有全世界最大的內波,起源於台灣南部的呂宋海峽,因潮流與海底山脊作用產生擾動,形成水下波動。內潮向西沿著溫躍層傳入南海,因海水密度環境及非線性作用,波形逐漸變陡,演化成孤立內波,當內波受陸棚淺化效應,再演化成內波群,在東沙海域,一群內波可包含十幾個內孤立波。

此外,通過東沙島時,內波產生繞射現象,兩個波群在東沙環礁西方會合,繼續向西北西進行,最後因混合、摩擦、擴散等,而消散在西方淺水陸棚。南海內波的波紋,南北延伸的長度可長達200公里以上,東西向寬度約1公里,水下波動高度達150至200公尺,這個自然現象週期性的從呂宋海峽產生,強弱隨著潮流大小律動,從能量的角度解釋,通過海底山脊的潮流能量,有一半變成內波,傳遍整個北南海,是南海有別於全球大洋的特殊現象。

中山大學海洋科學系副教授王玉懷表示。內波在海底下傳播,雖然可以在海面上看到些許波紋,海洋內部卻是巨大能量的傳播與攪動。他舉例說,大海茫茫,潛水艇在水下航行時,若遇到海洋內波就有可能會突然「掉深」,5至10分鐘內會被內波向下拉100米至200米,若是不明究裡,很難採取正確的潛艇措施。海上鑽油平台因內波剪力及共振的影響,也會產生結構性的安全問題。

台灣大學海洋研究所副教授楊穎堅提到,呂宋海峽可產生平均3000萬瓩的內潮波功率,相當於我國去年全年總發電裝置容量的四分之三。他坦言,海底蘊藏強大能量,但目前科技無法有效應用,「但至少確定內波蘊藏能量會持續出現」。

南海研究由台美學者主導,論文總計共42位共同作者,研究15年期間,台美雙方共投入87個航次,除了台灣的海研一號、二號、三號與水試一號,美國更投入3000噸級的海洋研究船,最長曾連續一個月在海上進行研究。