海 洋 7-1海水是如何運動的 7-2海洋觀測 7-3台灣附近的海底地形 第七章 海 洋 7-1海水是如何運動的 7-2海洋觀測 7-3台灣附近的海底地形

波浪 成因 水深越淺的地方，波速越慢 風—風浪 風浪脫離暴風範圍繼續傳播—湧浪，瘋狗浪屬之 巨浪來襲前，海水急速後退 海底地震—海嘯 天文—潮汐 水深越淺的地方，波速越慢 巨浪來襲前，海水急速後退

海水運動 波浪： (1)海面水分子的波動現象。 (2)主要是由風吹海面所產生，也有因為海底發生地 震、火山爆發或山崩而引起的波浪（海嘯）。 潮汐： 受月球和太陽對海水的引力作用，及地球自轉的影響，使海水面產生規律性的高度變化。 洋流： (1)大股海水往某一特定方向流動的現象。 (2)大氣環流吹動及海水密度變化，加上地球自轉的 影響，使海水產生大規模的洋流循環。

離開風域較遠，波長較長，週期也較久(約十秒左右)，速度比一般風浪快的「湧浪」 風浪與湧浪 離開風域較遠，波長較長，週期也較久(約十秒左右)，速度比一般風浪快的「湧浪」 由風吹海面所產生，生成風浪的吹風區域稱為「風域」。 風吹海面所產生的波浪，一般稱為「風浪」

(1)風速愈大，波高愈大、波長愈長、波速愈快、傳得愈遠。 (2)風域附近的波浪，由於有不同波高和波長的波浪一起生成，海面起伏較不規則。

碎浪 當波浪傳到海岸地區時水深變淺，由於海床的摩擦力，波長逐漸變短而波高漸增，最後波浪無法維持完整的波形，造成波峰先衝向岸邊而形成碎浪。 快 慢 波浪的能量在碎浪時釋放出來，一部分轉移成搬運海岸沉積物或拍擊海堤的動能，進而造成海岸地形的改變。

風浪 由風吹海面所產生，生成風浪的吹風區域稱為「風域」。 (1)風速愈大，波高愈大且波長較長。 (2)風域附近的波浪，由於有不同波高和波長的波 浪一起生成，海面起伏較不規則。 颱風來臨前，岸邊就可觀測到遠在外海的暴風圈形成，離開風域較長波的湧浪。 (1)波長較長、週期也較長，可傳到較遠的地方。 (2)湧浪週期約十秒左右，速度比一般風浪快。

碎浪 當波浪傳到海岸地區時水深變淺，由於海床的摩擦力，波長逐漸變短而波高漸增，最後波浪無法維持完整的波形，造成波峰先衝向岸邊而形成碎浪。 波浪的能量在碎浪時釋放出來，一部分轉移成搬運海岸沉積物或拍擊海堤的動能，進而造成海岸地形的改變。 見圖示

波浪水分子的運動軌跡與 碎浪的形成

海 嘯(1)︰ 一般而言，海底發生地震時並不一定會引起海嘯，但當震源深度不深且地震規模夠大時，會造成海底地形變動，如海床垂直位移、海溝斜坡崩塌及火山爆發等現象，而引起海面擾動成長週期的波浪，統稱海嘯

海 嘯(2) 海嘯發生時，最大的徵兆:異常的退潮現象 位於環太平洋地震帶的台灣，因為附近海域較深，不易因為海底地震引發海嘯；以台灣地形研判，最有可能發生海嘯的地點是在基隆、花蓮、台東一帶的沿岸 大海嘯的發生百年難有一次，南亞大地震所引發的海嘯，奪走了近１７萬人的生命

印尼蘇門答臘海域:芮氏規模９級大地震

潮汐成因和週期現象 主要是由月球及太陽對海水的引力所引起，由於月球離地球較近，月球對潮汐的影響大約是太陽的兩倍。 一般而言，一天之內海水面有兩次漲潮及兩次退潮。 若不考慮海底地形的影響，相鄰兩次漲潮的時間間隔為12小時25分，每天漲潮時刻較前一天延遲50分鐘。 在一個月之中，每逢新月或滿月時，因為月球和太陽大致在同一直線上，月球和太陽的引力相加，使得海水面漲至最高，稱為大潮；而上弦或下弦時，海水面漲幅較小，稱為小潮。 主要是由月球及太陽對海水的引力所引起，由於月球離地球較近，月球對潮汐的影響大約是太陽的兩倍。 一般而言，一天之內海水面有兩次漲潮及兩次退潮。 若不考慮海底地形的影響，相鄰兩次漲潮的時間間隔為12小時25分，每天漲潮時刻較前一天延遲50分鐘。 在一個月之中，每逢新月或滿月時，因為月球和太陽大致在同一直線上，月球和太陽的引力相加，使得海水面漲至最高，稱為大潮；而上弦或下弦時，海水面漲幅較小，稱為小潮。 主要是由月球及太陽對海水的引力所引起，由於月球離地球較近，月球對潮汐的影響大約是太陽的兩倍 見圖示

首先，考慮月球和地球間的引力……富全師製 潮汐是如何造成的？ 首先，考慮月球和地球間的引力……富全師製 _

距離月球較近的海水，因受到的引力較大，因而被向外拉起…… _

其次，考慮地球與月球彼此互轉，產生離心力使另一側的海水向外「甩」出…… _

再配合地球的自轉…… 乾潮 退潮 滿潮

再配合地球的自轉…… 乾潮 漲潮 滿潮 滿潮

再配合地球的自轉…… 乾潮 滿潮 滿潮 退潮 乾潮

再配合地球的自轉…… 乾潮 漲潮 退潮 滿潮 滿潮 退潮 漲潮 漲潮 乾潮 使一天約有兩次滿潮、兩次乾潮 _

潮汐的週期：若只考慮地球自轉，應該24小時發生兩次滿潮與乾潮。 _ 24小時 但月球會以約29.5天的週期繞地球公轉…… _

因此需多花約50分鐘才能再度正對月球…… _ 延遲50分鐘 24小時 所以潮汐週期修正為： 24小時50分/2=12小時25分。 _

問題： 若今日17:30為乾潮時間，則下列時間 12:00 16:00 18:00 22:00 1. 何時水位最低？ 2. 何時水位最高？ 3. 何時正在漲潮？ 4. 何時正在退潮？

農曆初一，新月(朔)，月亮與太陽在同一側…… _ 太陽的引力方向與月球的引力在同一直線上，使潮差加大，稱之為「大潮」。 _

農曆初七，上弦月，月亮與太陽垂直…… _

農曆初七，上弦月，月亮與太陽垂直…… 太陽的引力作用在月球的引力兩旁，使乾潮海水回升一些，潮差縮小，稱之為「小潮」。 _

農曆十五，滿月(望)，月亮在太陽的另一側…… _

農曆十五，滿月(望)，月亮在太陽的另一側…… 太陽的引力方向與月球的引力仍在同一直線上，使潮差加大，稱之為「大潮」。 _

農曆廿二，下弦月，月亮與太陽垂直…… _

農曆廿二，下弦月，月亮與太陽垂直…… 太陽的引力作用在月球的引力兩旁，使乾潮海水回升一些，潮差縮小，稱之為「小潮」。 _

潮汐的水位變化與月亮盈虧的關係 資料來源：劉文俊，1996，臺灣的潮汐，P.4。

潮差 漲潮到最高水位與退潮到最低水位之間的差距，稱為潮差。 臺灣西部海岸，高雄、基隆潮差較小，臺中港潮差較大；東部海岸面臨太平洋，潮差平均較西岸小。 港口最好選在潮差較小的地方建造，以利船舶進出與貨物裝卸；潮差大的地方則因潮流流速較快，有助於河流的清潔功能及潮差發電。 見圖示

臺灣的潮差分布

潮汐現象 滿潮→乾潮→滿潮或乾潮→滿潮→乾潮稱為一次「潮汐週期」 漲潮時，波濤洶湧 退潮時，水面平靜，陸地浮出

潮汐成因 因地球的自轉，一天大約歷經2次潮汐週期

潮汐週期 因月球的公轉，一次潮汐週期約12小時25分鐘 發生滿潮或乾潮之時刻，隔日約延遲50分鐘

潮差的月變化 朔 望 地球 太陽 月球 大潮 上弦 下弦 小潮 大潮通常發生於朔、望後1~3日

潮汐的重要性(一) 捕魚 防災 容易淤積（如：淡水河的關渡）

潮汐的重要性(二) 河流出海口 潮差大，進出水量多，具有清潔的功能 潮流的方向與防洪有關 港口 潮差大，具有清潔的功能 水位低時，容易擱淺

風生洋流和密度流 風生洋流： (1)由風吹海面帶動表層海水流動所引起，流速較快。 (2)侷限於表層一公里的海水，且受陸地分布的影響。 密度流： (1)因海水密度不同而形成，流速較慢。 (2)在深海中較為明顯。

洋流（海流）的成因 吹送流：因固定方向的風持續吹拂海面引起，如：東北信風引起的北赤道流 密度流：因溫度、鹽度和含懸浮物不同，各地海水密度有差異，密度較大的水流向密度較小處 傾斜流：因風、氣壓、降水等因素，造成海面傾斜引起海流 補償流：海水發散處引起上升流，或海水匯聚處引起下降流

太平洋表面洋流循環

氣候：臺灣夏季沿海地區均高溫高濕；冬季則南北溫差大 洋流的影響 氣候：臺灣夏季沿海地區均高溫高濕；冬季則南北溫差大 漁獲：冬至前後，臺灣南部西岸海域可捕獲烏魚 聖嬰現象

大氣與海洋大約每2～7年，在東太平洋赤道附近出現古怪現象… 東太平洋的國家就會下豪雨；西太平洋的許多國家又要鬧乾旱… 聖嬰現象 大氣與海洋大約每2～7年，在東太平洋赤道附近出現古怪現象… 東太平洋的國家就會下豪雨；西太平洋的許多國家又要鬧乾旱… 對於這樣，大家都無可奈何， ，就叫『聖嬰』現象 http://earth.fg.tp.edu.tw/北一女地科教室

海洋與大氣的關係（一） 風向、風速與海浪、洋流

海洋與大氣的關係（二） 降水與海溫、鹽度

臺灣附近的洋流 南海海流：冬季無法北上；夏季有西南風之助，與黑潮支流一起向北 黑潮主流：高溫、高鹽、向北，四季流經臺灣東部 黑潮支流：受東北季風影響，冬季在澎湖群島附近與中國沿岸流會合後轉向南海 南海海流：冬季無法北上；夏季有西南風之助，與黑潮支流一起向北 中國沿岸流流：低溫、低鹽、向南，冬季受東北季風之助，流經臺灣海峽

海洋與大氣的關係（三） 海溫、洋流與天氣變化

海洋觀測 定位儀器 觀測項目 羅盤、六分儀、雷達 通訊電子定位系統、人造衛星定位儀（GPS） 水深、水溫、鹽度 海流、潮流 海水、海洋沈積物和海洋生物的採集 海上氣象觀測

海洋鑽探計畫與果敢號  圖片取自ODP

海底地形探測 19世紀中葉，粗麻繩懸吊重錘 1920年代，回音探測法（聲納） 現代，衛星

太平洋海底地形

大西洋海底地形

海底地形

台灣四周海底地形 200公尺等深線為大陸棚、大陸坡界限 北部與西部海域幾乎均為大陸棚，東部、南部大陸棚很窄 與板塊構造相關 200m等深線

臺灣海底地形與板塊構造的關係 受板塊構造運動影響，東部地形坡度陡峭，西部較為平緩，大陸棚分佈不對稱 臺灣位於琉球和呂宋島弧構造的接合點上

鹽度的觀測原理（一） 鹽度：海水中所溶解的總鹽量 成分： 氯化鈉（NaCl）—鹹味 氯化鎂（MgCl2）—苦味 標準鹽度3.5%或35‰

台灣四周海水鹽度 鹽度數值變化不大，34‰~35‰ 分布形態，冬夏變化很大 影響因素 中國大陸與臺灣的河川淡水排放 降雨季節變化 洋流變化

海溫的觀測 掛於南森瓶旁的倒轉溫度計 溫鹽深儀 CTD C：導電度 T：溫度 D：深度 衛星紅外光遙測

臺灣四周海水溫度 季節變化大 表層水溫變化最大：冬季 影響因素 大氣溫度 季風 水團的移動 冬季最低溫處

本章重點回顧 大氣的觀測技術 海洋觀測技術與原理 認識海底地形 海水溫度、鹽度的觀測原理 臺灣附近海底地形、氣象與海水溫度鹽度特性

網路資源 海洋水色儀科學資料分送中心 國家海洋科學研究中心 交通部中央氣象局 國科會海洋資料庫 國科會KEEP 計劃-黑潮陸棚邊緣交換過程研究 美國海洋與大氣總署 海洋鑽探計畫（ODP） 日本海洋科學與科技中心（JAMSTEC）

回音探測法（聲納） D＝t × V D：水深 t：聲波往返時間 V：聲波在水中的速度

衛星