國立成功大學 近海水文中心
Coastal Ocean Monitoring Center, National Cheng Kung University (COMC, NCKU)
Coastal Ocean Monitoring Center, National Cheng Kung University (COMC, NCKU)
作業化波浪模式 Operational Wave Model
海氣象的各項條件均與離岸風場之規劃、海域環境之工程及船舶航行之安全息息相關，而掌握海洋與大氣環境特性是上述工作必要之途徑。海氣象變化萬千，掌握其特性可運用很多方式探索它，如理論解析、數值模式及觀測等，其中數值模式可預測未來海象變化，有利於海事工程施工的時程安排。相對於以漁業及航海為對象的大尺度海氣象預報，海事工程施工所需要的是特定海域、高時空解析度，以及更準確的預報，才能減少付出的成本與時間，因此精確掌控未來海象的動態至為必要。以實務上的觀點而言，中央氣象署是從事氣象與海象預報的政府機關，其預報的內容是為了滿足社會大眾各種諸如漁業、遊憩、防災、航海等各種不同的需求，而其氣象預報資料經過本中心進一步發展為區域性或定點的海象預測，可以滿足海事工程對於區域性海象預測的需求。
在過去數十年中，人類預測波浪的方法從各種經驗式法來推算波浪至已數值波浪模式來預測波浪，目前最先進的數值波浪模式是第三代數值波浪模式。現今的第三代波譜模式(Spectral Model)包括荷蘭Delft工業大學開發的SWAN(Simulation of Wave in Nearshore)、位於德國漢堡的Max-Plank研究所Hasselmann領導WAMDI Group開發的WAM，以及美國海洋大氣總署開發的WAVEWATCH III。其中WAVEWATCH III為美國國家海洋暨大氣總署、英國氣象局、澳大利亞氣象局等作業化單位使用，本中心於民國99年與100年協助中央氣象署建置WAVEWATCH III波浪模式，每日提供最新預報資料。為了海事工程施工安全與掌握工期，本中心發展高時空解析度、區域性的風浪與湧浪預測，已服務台北林口海域海事工程、高雄興達海域外海碼頭作業、台東海域深層海水布管作業等海事工程。
近海水文中心作業化波浪預測系統
改進海洋波浪預測，一直是世界各國海洋相關單位所努力的主要目標。為了要改進波浪預測，最直接的方法是改進數值模式的準確度，其中包含改進初始場(Initial Field)、提高模式解析度或是引進更複雜的物理參數化過程。但因為波浪具有混沌的特性且數值預測系統中存在著非線性過程，使得誤差在數值波浪預測模式中會累積，任何微小的變化，皆有可能導致預測結果產生巨大的差異，最後導致模式預測的結果失準。另外，預測系統中存在著許多不確定性，包含初始資料的誤差或是模式中的缺陷，皆可能造成模式預測結果的變化。若數值波浪預測為單一模式預測，期望由最佳的單一初始資料，獲得最佳之模式預測結果。這種決定性的預測無法掌握預測過程中的不確定性，同時亦無法提供預測過程中的不確定性資訊，因此期望單一預測(Deterministic Forecast)掌握所有可能的海象變化有其困難度。本中心自民國100年起發展作業化系集波浪預測系統，101年更進一步以應用於颱風期間的颱風波浪預測，證明颱風系集波浪預測不但變化趨勢符合實測波浪，最大值的發生時間與最大值可更精確掌握，確實可以彌補單一模式預測的不足。
