台湾东北部海域的黑潮.PDFVIP

台灣東北部海域的黑潮 台灣東北部海域的黑潮 地球科學科教師 陳柏姿 一、前言： 從 1989 年起，國內學者執行了一個大型的海洋研究計畫：黑潮邊緣交換過 程研究(簡稱 KEEP) ，透過KEEP 一連串的觀測研究，使我們對台灣東北部海域 有了更深入的了解，包括黑潮流經台灣東北部時之流場特性變化與結構、營養鹽 與基礎生產力的變化、黑潮邊緣物質的交換等。而從台灣東北部海底鑽探的研究 中，更可從中得知古黑潮的訊息。此外，此區活耀的火山活動是否影響著黑潮， 也是值得探討的問題。因此，我們將以上這些關於台灣東北部的研究資料彙整 後，希望能對於黑潮流經台灣東北部時的一些現象有更深入的認識。 二、研究內容： （一）序論 黑潮的強弱盛衰與全球大氣-海洋能量交換體系息息相關，並且對東亞的氣 候、水文、海陸物質的交換等等具有相當大的影響。黑潮是北太平洋環流的一支， 環流可分為風生環流及溫鹽環流，黑潮屬風生環流。當風吹拂水面時，水與風之 間的摩擦力引起表面海水流動，而表面海水又因水分子間摩擦力帶動較下層海水 的流動，但摩擦耗能，流速愈往下愈小，如此直接由風引起的水流僅限於上層數 十公尺的水層。當風持續作用，水不斷地流，水流運動漸感受到科氏力而漸偏轉。 如此由科氏力與摩擦力（風）相互作用下產生的海流稱之為艾克曼流，影響深度 約數十公尺，從表面隨深度增加呈指數衰減。因流速上下不一致引起的艾克曼傳 送方向，常在岸邊造成水位的堆高或降低，同時亦引起下沈流或上昇流。當水位 堆積或下降所引起水平方向的壓力梯度為整水體受力，故引起整水層的運動。壓 力差使水由高壓流向低壓，又科氏力將此水流向右（北半球）偏轉，造成平行等 壓線的流動方向。此由壓力梯度及科氏力相互作用產生之海流，稱為地轉流，大 163 中正學報 第八期 洋中近乎 80%的海流可視為地轉流，黑潮即為其一。若將水的密度視為常數，壓 力梯度由水面高低引起，則水平流速由上下是一致的，此類運動稱之為正壓運 動。若二地密度垂直分佈不同引起之運動稱為斜壓運動。海水密度主要是受溫度 鹽度的影響，量測海水之溫鹽度即可推算此斜壓海流。艾克曼傳送造成的水平壓 力差，並不一定要由陸地的阻擋，當風於水平方向不均勻分佈時也可造成水位堆 積或下降而形成壓力梯度。如中緯度的西風，將海水依艾克曼效應向南傳送，低 緯度的東風，將海水依艾克曼效應向北傳送，如此造成水位於中低緯度處堆積進 而造成下沈流。堆積的海水造成中間高壓四週低壓的分佈，根據地流特性可造成 一反氣旋式流埸，此反氣旋式流埸是東西不對稱的，美海洋學家 Henry Stommel 以理論推導証明，此不對稱分佈的原因緣於科氏力隨緯度變化，因此於環流的西 方邊界上流場增強，稱之為西方強化作用，黑潮、彎流皆屬此類流系。 太平洋的北赤道流，西流受菲律賓阻擋分成南北二支，北支即是黑潮。黑潮 沿菲律賓東岸向北流，經過呂宋海峽後繼續沿台灣東岸北上，至宜蘭外海受東西 走向的宜蘭海脊阻檔分成二支，一支東轉後沿琉球島弧外緣北上，另一支越過宜 蘭海脊繼續沿台灣東岸北上。當黑潮離開台灣後不遠即遇一東西走向的陸棚邊 緣，黑潮受此阻礙又分成二支，主支沿陸棚邊緣向東流而後再沿陸棚邊緣轉往北 流，另一分支則略轉西北向沿北棉花峽谷入侵東海陸棚。主支黑潮沿東海陸棚邊 緣北上至日本南方後再度分支，一支流向西北流入日本海甚或黃海，另一支沿日 本南岸向東或東北流。黑潮在遇日本陸地驟轉後，常會引起黑潮主軸彎曲，彎曲 的大小隨年而變，一般發現於聖嬰年時彎曲較大。黑潮於日本東或東北與由極地 南流的親潮相會，形成漁場。當黑潮繼續向東流時，開始稱為北太平洋海流，其 一部份轉向西北與阿留申海流，另一部份遇北美洲轉向南流，此南流稱之為加卅 海流。加卅海流在熱帶區間轉向西流，為北赤道流的源頭，如此一順時針的環流 形成。 （二）台灣東北部地區黑潮的流動與冷渦反時針流場 164 台灣東北部海域的黑潮 當黑潮到達台灣東北部時，由東台灣通道進入沖繩海槽之後，便受到東西方 向 200 公尺深的東海陸棚阻擋（盧鴻