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    黑潮入侵東海之研究
    (2013) 林永富; Yomg-Fu Lin
    黑潮是北太平洋中最重要的西方邊界流，北赤道洋流由東向西流，遇到民答那峨島分支成南北兩股海流，向北的支流為黑潮，流經菲律賓東岸、呂宋海峽與台灣東部海岸。當黑潮流經台灣東北時，因遇到東西走向的東海陸棚，使得原本向北流動轉而向東流，大約沿著200公尺等深線流往日本東岸，黑潮在台灣東北部有季節性擺動的現象，在夏季時，容易向離岸(向東)方向擺動；在冬季時，容易向靠岸(向西)方向擺動，並進而入侵東海陸棚。本研究主要是利用1993年至2010年的衛星觀測資料來研究台灣東北部海流的時空變化，尤其是黑潮入侵東海陸棚的現象，我們定義經度121.67°E至122.5°E，緯度25.5°N至26.4°N之平均流速為黑潮入侵東海陸棚的指標 (Kuroshio Intrusion index, K. I. 指標)，結果發現在年際變化上K. I. 指標與氣候指標(如ENSO、PDO和PTO等)有顯著的相關性，在1997/98年與2002/03年的冬季，當PDO與ENSO皆呈正向時，入侵量有明顯減少的現象。進一步分析，在1997/98年的冬季，是受到熱通量梯度的改變所影響。2002/03年的冬季則是受到由東向西傳的中尺度渦漩靠近黑潮所影響，反氣旋渦漩容易造成黑潮向東蜿蜒，使得入侵量減少。
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    西北太平洋渦旋偵測與統計分析
    (2014) 李博硯
    西北太平洋渦漩的生成與傳遞，不僅影響了該區域的海高變化，也會影響到海洋生地化作用。本研究利用20年(1993-2012) 的衛星高度計資料，對此區域中尺度渦漩進行偵測，並且根據渦旋特性進行一系列相關統計。結果顯示，在此區域中，暖渦數量(16435) 明顯多於冷渦的數量(12333) ，除了在北緯19-21°範圍之內(冷渦數量多於暖渦數量)，暖渦主導了大部分的海域。一般而言，冷渦半徑稍大於暖渦半徑，兩者皆在20°N達到最大，並向南北逐漸減少，另外，暖渦之中心海表面高度異常變化 (Sea Level Anomaly, SLA) 平均較大於冷渦，並且隨經度向西增加，在黑潮附近達到最大，同樣地，渦旋受到向西傳播的影響，在黑潮附近數量最多，而渦旋動能(EKE)明顯在台灣東部海域為高值，主要是受到渦旋數量及中心SLA變化的影響。季節上，除了渦旋中心SLA外，冷暖渦之間差異不大。進一步分析渦旋的傳播，渦旋的平均移動速度為8.3cm/s，主要朝著西方移動，冷暖渦分別向北及向南偏轉，最後受到黑潮的阻隔，在此速度減弱，甚至消散。渦旋的傳播不僅受到背景的影響，冷暖渦獨特的性質更會造成傳播上的差異，根據傳播的統計結果，顯示暖渦擁有更完整的發展過程在長生命週期上，隨著季節的不同，冷暖渦傳播特性的差異更會影響到進入台灣東部海域的渦旋路徑。
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    1991-1995 長聖嬰個案診斷分析
    (2012) 徐尉傑; Wei chieh Hsu
    聖嬰現象的周期一般為1-2年，1991-1995年出現長達五年的聖嬰，是過去百年觀測紀錄最長的聖嬰個案。目前雖然已有些研究探討此個案，但此長生命聖嬰現象如何維持？全球暖化或太平洋年代際變化與此個案的關係？目前尚無清楚的答案。本研究主要利用SODA （Simple Ocean Data Assimilation） 2.0.2觀測資料以及濾波方法探討全球暖化與太平洋年代際變化對1991-1995 聖嬰個案的影響，並透過混合層熱量收支了解此長聖嬰個案維持的物理機制。 從海洋垂直結構與大氣環流發現此聖嬰為中太平洋型聖嬰與東太平洋聖嬰兩類型聖嬰的混合，前期（1991-1992）大氣與海洋結構近似東太平洋型聖盛嬰，後期（1993-1995）類似中太平洋型聖嬰。濾波分析顯示太平洋年代際變化對此聖嬰週期的延續具關鍵性影響，但全球暖化線性增溫的影響則不明顯。混合層熱量收支得到太平洋年代際變化主要透過氣候平均垂直運動之垂直溫度平流項與氣候平均緯向運動之南北向溫度平流項延長此聖嬰的周期。
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    利用數值試驗探討黑潮入侵南海的機制
    (2011) 許珮慈
    　　黑潮是北太平洋的西方邊界流，屬於北赤道洋流碰到西邊界陸地後向北的分支，途中經過菲律賓東岸、呂宋海峽後，再沿著東台灣通道繼續往東北流。在流經呂宋海峽時，有時會發生入侵至南海的情形。透過分析AVISO衛星資料發現，黑潮在呂宋海峽的入侵現象，存在著季節變化，當冬季東北季風強盛時，黑潮較常被發現到會入侵至南海內部，而西南季風盛行的夏季期間，並未發現有入侵的情況。 　　本研究透過模式試驗，發現黑潮入侵南海的現象與臺灣西南邊的風應力旋度有關。冬季時，臺灣西南邊負的風應力旋度轉為強烈，黑潮會明顯偏向西側，進而入侵至南海。反之，夏季時，臺灣西南邊的風應力旋度微弱甚至消散，黑潮則會沿著呂宋海峽東側一路向北前進，並未入侵至南海。 　　進一步將臺灣西南邊（119.5。E~121。E、21。N~22。N）的風應力旋度，與黑潮入侵至南海所流經區域（120。E~122。E、21。N~20.5。N）之動能計算其相關性，得到的相關係數達0.67，呈現顯著正相關，再次證實，臺灣西南邊的風應力旋度與黑潮入侵南海存在著密不可分的關係。
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    淡水河流域及其河口近岸海域沉積物汞之時空變化
    (2013) 呂宗翰; Tsung-Han Lu
    本研究分析2009年淡水河流域及其河口近岸海域之表層沉積物中總汞、鋁、銅、鋅、鉛、鎘、有機碳、總氮等含量及粒徑分布，以了解總汞在研究區域內空間分布及時間變化、污染情形與通量變化。本研究結果顯示表層沉積物總汞濃度平均值為61 ± 42 ng g-1 (範圍介於6 ~ 284 ng g-1)，而總汞濃度最高值分別位於主河道鄰近獅子頭抽水站及近岸海域之隸屬八里污水處理廠放流管附近區域，其主要受到上述設施排放大量含汞之廢污水所致。另一方面，表層沉積物顆粒大小及有機碳分別與總汞具有良好的正向線性關係，表示顆粒大小及有機碳皆為影響總汞空間分布變化的主要控制因子。在近岸海域其總汞濃度之時間變化的部分，根據單因子變異數分析(One-way ANOVA)的結果顯示2009年近岸海域內表層沉積物總汞並無明顯的顯著差異，即無明顯的季節變化性存在。由本研究區域內表層沉積物總汞的EF (0.18 ~ 6.47)及Igeo (-3.32 ~ 2.24)之結果顯示，淡水河流域之主河道靠近獅子頭抽水站之河段及河口近岸海域的放流管附近區域皆有明顯的汞富集現象存在。另外，主成份分析(PCA)的結果除了指出顆粒大小及有機碳為影響表層沉積物總汞及其他重金屬之空間分布的主要二個因子之外，同時顯示本研究區域內重金屬總汞、銅、鋅、鉛、鎘的污染情形亦相當嚴重。最後，藉由本研究結果以估算近岸海域之海洋放流管附近區域的正常年年度顆粒態及總汞通量。就總汞而言，通量計算所概括之區域內主要的總汞輸入源為海洋放流管( ~428 kg yr-1，占總輸入量之88%)及淡水河(56 kg yr-1，占總輸入量之12 %)；另一方面，主要的輸出源為此區域內總汞經沉降並累積於表層沉積物的部分為5 kg yr-1，而經計算而得到之移出此區域送入外海的總汞通量約為479 kg yr-1，其中顆粒態汞約238 kg yr-1 (占總汞49.7 %)。其顯示自淡水河及海洋排放管所輸入的總汞大約有98.9% (顆粒態汞：97.9 %)在海洋放流管附近區域被移除。儘管有高達 98 %以上的顆粒態或總汞被移除，但遺留下來的部分仍造成近岸海域受到相當程度的汞污染，顯示八里污水處理廠之海洋放流管的放流水對淡水河流域及其河口近岸海域之影響不言而喻。
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    比較由一般至相對極端之季節預報技術
    (2010) 鄭鈺靖; Yu-Ching Cheng
    極端的季節性變化，通常對我們的環境會造成很大的影響，所以評估各海氣耦合模式對於極端事件預報技術的特性與準確度，便可以幫助我們去修正各個模式間的誤差，以求建立更為準確的模式系統提供氣候模擬及預報。 本研究將利用DEMETER計畫中的多模式預報系統的模式資料，與世界降雨氣候計畫(Global Precipitation Climatology Project, GPCP)的觀測資料，分別利用決定性預報分析使用 Extreme Dependency Score (EDS)此種技術得分及機率性預報分析使用Relative Operating Characteristics(ROC)技術得分兩類，來針對各模式的預報技術能力作探討及分析。 在作氣候模式預報技術分析前會針對我們氣候模式的特性，將使用所技術得分的繪圖或計算方式作修正，之後再利用修正過的技術得分來作分析。 研究發現當預報技術隨著狀況由一般到相對極端時，氣候模式預報的技術是有相當程度提升，但在決定性預報中當預報的狀況達到相對極端小於4.5%後，模式的預報技術則有急遽下降的趨勢。
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    臺灣周邊海域海面水溫分析及其於珊瑚白化監測之研究
    (2015) 廖美慧
    近年來全球暖化及氣候變遷相關議題已成為國際矚目焦點，其中東太平洋海域水溫異常變化之聖嬰及反聖嬰現象，其發生頻率及強度皆不斷提升，對整個太平洋海域（包含臺灣周邊海域）之自然環境及生態可能造成之衝擊，也已成為重要研究課題。本研究處理分析1981-2010年臺灣周邊海域衛星遙測海面水溫資料，探討臺灣近海主要海面水溫分布特徵及其時空變動特性，並利用高解析衛星遙測海面水溫資料，嘗試建立珊瑚白化監測及預警模式。 本研究初步結果顯示，由近三十年衛星月平均海面水溫分布圖，發現臺灣周邊海域，冬、夏季海面水溫分布型態有明顯差異。夏季時期，臺灣周邊海域海面水溫可高達29℃左右，且於澎湖西南海域及臺灣東北海域均出現冷水塊分布，特別是澎湖西南海域之冷水塊分布面積廣大，呈下弦月狀分佈於200米等深線附近海域。冬季時期，臺灣海峽會出現密集的等溫線分布，東西水平向水溫梯度變化顯著，靠近大陸沿岸海面水溫下降至20℃以下。此時，臺灣東部海域則受黑潮暖流作用影響，水溫變化較不顯著。 另外，臺灣周邊海域珊瑚白化的高峰期，出現於夏季時期的7至9月份，9月之後珊瑚白化發生的風險隨著水溫下降快速減低。2010至2014年間，以2014年的珊瑚白化警戒等級最高且熱區分布海域範圍最大，從5月份開始，臺灣東北及南部海域均有珊瑚白化熱區（Coral Bleaching HotSpots）出現，6月開始熱區海域逐漸擴大，7月時涵蓋海域範圍達最大，但於10月後熱區數值下降迅速恢復正常。此外，本研究初步結果亦顯示，利用高解析衛星遙測海面水溫影像（G1SST）不僅適用於建立臺灣周邊海域珊瑚白化監測及預警模式，亦可有效應用於面積範圍較小的區域性海域珊瑚白化監測利用。
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    東海傳輸量變化之研究
    (2011) 彭書憶
    本研究利用一個海洋數值模式的輸出結果來分析進出東海主要通道的傳輸量變化及原因。另外，鰻苗是透過黑潮一路從赤道往北輸送，我們更進一步探討黑潮的年際變動是否會影響臺灣東岸鰻苗的漁獲量。 季節變化部分，各通道的傳輸量變化以夏冬季為主，夏季傳輸量增強，冬季則減弱，而黑潮流經的東臺灣通道與圖克拉海峽的傳輸量變化主要是受到東太平洋往西運動的渦漩所影響。藉由經驗正交函數（EOF）分析，我們發現東海各通道傳輸量變化亦呈現出春秋季的變化型態。年際變化部分，聖嬰年時，臺灣海峽受到東北季風減弱的影響，傳輸量會比反聖嬰年強，另一方面，黑潮流經的東臺灣通道與圖克拉海峽，在聖嬰年時傳輸量會比反聖嬰年弱。 東臺灣通道的黑潮受到年際變動會有強弱的差別，我們將臺灣東岸鰻苗的漁獲量與黑潮做比對，發現兩者有一定的相關性。當1998到2000的反聖嬰年黑潮傳輸量增強時，漁獲量也有增多的情形，然而在1998年黑潮傳輸量達到最強時，漁獲量卻沒有達到最大值，反而是到了2000年時達到最大，推測此原因是在1997聖嬰年黑潮傳輸量減弱時，鰻苗減少，加上過度捕撈使得鰻魚洄游之數量減少所致。
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    北赤道洋流與黑潮上游之流況研究
    (2009) 嚴偉力
    北赤道洋流（North Equatorial Current）為一支由東向西流動的海流，到了菲律賓東邊以後，分成兩支，一支往北形成黑潮（Kuroshio），一支往南形成民答那峨海流（Mindanao Current），而海流分開的地方一般就稱為分支點（Bifurcation Point）。黑潮會將高溫高鹽水由低緯度往高緯度輸送，對於所經過區域如呂宋海峽、台灣、東海及日本的氣候變化，漁場分布等，都會產生很大的影響。所以對於黑潮上游及其源頭-北赤道洋流的變化，就值得探討。本研究是利用一個已經建構完成且有良好模擬結果的數值模式，來探討北赤道洋流與黑潮上游的流況。 透過模式的結果，我們瞭解到分支點會隨著時間的不同而有所改變。一般來說當它移動到較低緯度時，是在六月，移動到較高緯度時，是在十二月。另外北赤道洋流以及黑潮的傳輸量（Volume Transport）一樣也會隨著時間而有所改變，不過兩者都是呈現春夏較強，秋冬較弱的情形。而當聖嬰發生時，北赤道洋流的傳輸量會變多，分支點會往北移動，黑潮傳輸量會變少；當反聖嬰時，北赤道洋流傳輸量會變少，分支點往南移動，黑潮傳輸量變多。 黑潮上游的傳輸量，一直以來幾乎都是以18°N作為代表，對於18°N以南的黑潮流況，並不是很清楚，所以利用模式來對18°N以南的黑潮流況做一個探討。得到當緯度越來越接近18°N時，黑潮的傳輸量也就越來越多，而這主要是因為迴流（Recirculation）所導致的。 北赤道洋流與赤道反流兩者的主軸在聖嬰時會相距較遠，由動力高度圖來看可以發現北赤道洋流主軸兩側的高度差異較大；反聖嬰時，則是剛好相反，兩者主軸則是靠得比較近，北赤道洋流主軸兩側高度差異較小。透過動力高度圖，當海表面高度差異越大，海流流速就會越快，當差異越小，海流流速就會變小。
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    北南海及西菲律賓海浮游性植物族群結構之分析
    (2009) 楊絮涵
    海洋浮游性植物各族群體內獨特的色素組成可成為分析其族群結構的重要訊息。本研究利用高效能液相層析儀(HPLC)分析北南海及西菲律賓海中單細胞藻類體內色素之組成，並利用化學分類運算程式(CHEMTAX)進行藻類族群分布之運算。由於藻種體內各別色素濃度與葉綠素甲濃度比值(pigment ratio)為CHEMTAX推算族群結構之關鍵訊息，本研究以循環收斂運算方式(Latasa, 2007)應用於CHEMTAX的計算，以獲取較可信賴的色素比及族群分布結果。 本研究發現南海北部表水以Cyanobacteria和Prochlorococcus為主要優勢藻種，在浮游植物族群總量上分別占有36+15%和30+12%；SEATS測站則以Prochlorococcus (51%)為優勢藻種；東沙環礁內測站，以Prochlorococcus與diatom為優勢藻種，各別為35+17%和23+3%；綠島西北及西南測站，以Prymnesiophytes (25+2%)及Prochlorococcus (23+4%)為優勢藻種；西菲律賓海以Prymnesiophytes (49+3%)為主要優勢藻種。此結果對於海洋暖化、海水酸化或是人為活動由河川大氣輸出物等環境變遷對於南海北部及西菲律賓海之浮游植物族群分布之影響提供了基礎的背景訊息。