國立成功大學 近海水文中心
Coastal Ocean Monitoring Center, National Cheng Kung University (COMC, NCKU)

瘋狗浪 Costal Freak Waves

一、何謂瘋狗浪?

海岸異常波浪(Coastal Freak Waves),過去有許多釣客經常受到這種難以預測的海岸異常波浪襲擊落海,坊間媒體又稱之為瘋狗浪,典型的瘋狗浪如下圖,是發生在2014年颱風期間,瘋狗浪激起的大浪花對海邊的釣客或遊客具有很大的威脅性,國內每年總會發生十幾件瘋狗浪襲人事件,過去累計造成死傷人數達數百人之多,然而瘋狗浪發生的機制複雜,尚未完全被掌握,因此要準確地預測發生時間或發生地點,尚無法做得到。

圖1 基隆海岸瘋狗浪案例 (2014年黃蜂颱風期間)

二、何處何時發生瘋狗浪?

當風域距離海岸邊很遙遠時,在近岸區域風平浪靜並不會有很大的風浪存在,當波浪離開吹風區的浪後,會產生波與波之間時間週期較長得浪,又稱為湧浪或長浪,若這種浪傳至岸邊後,在近岸區域有可能會發生瘋狗浪,將岸邊人員捲入海中。在過去當西北太平洋海面上有颱風(尤其是強颱)時,台灣地區就會出現這種因長週期導致近岸瘋狗浪襲人的典型案例,例如2017年9月在基隆防坡堤所發生越堤的瘋狗浪事件,當天泰利颱風已轉向日本,且距離台灣1500公里,但颱風中心傳來的浪花襲擊防坡堤上正在舉行釣魚比賽的選手,不僅造成百餘位釣客陷入險境,甚至將車輛打入海中,所幸並未有人員傷亡;2015年4月於花蓮七星潭附近海域發生的浪襲事件,當則是有梅莎颱風像菲律賓海域前進。這種湧浪所引致的瘋狗浪能量非常的強大,在2014年7月距離台灣800公里處有浣熊颱風,而新北市野柳地質公園附近,即便周圍均有圍欄防護,仍有7名遊客被突如其來的大浪所打傷,所幸並未有人罹難。同年10月在黃蜂颱風期間,發生一件剛好被民眾拍攝記錄下來的瘋狗浪事件,甚至被媒體爭相報導,事件經過是當長浪接傳至基隆海洋大學防坡堤時,正好路過的摩托車騎士被瘋狗浪沖刷入海。然而並非所有事件都如上述案例沒有人罹難,在2012年10月巴比倫颱風在台灣外海向日本遷移時,位於宜蘭縣梗枋漁港海堤上,就出現將釣客連同車輛捲入海中的瘋狗浪浪襲事件,造成3人傷亡的慘劇。台灣有史以來最嚴重的瘋狗浪事件則是發生於2013年11月海燕颱風期間,該颱風當年被稱之為地表最強風暴,在距離台灣約1600公里的菲律賓附近,在新北市龍洞鼻頭步道正在從事戶外教學的社區大學16人遭傳來的巨大長浪沖刷入海,造成8死8傷的慘劇。長浪引致的瘋狗浪事件發生在沒有警報時,倘若僅依照目前我國氣象局所能提供的颱風僅報訊息來評估海域安全實屬不足,顯而易見的便是長浪侵襲時並非颱風警報發布的期間,加上長浪是引起瘋狗浪常見的原因,若颱風仍距離台灣相當遙遠,或是長浪是發生於颱風發生前後,海岸區便會係屬高氣壓的好天氣,此時若突如其來一個大浪,意外就有可能發生。

三、如何監測瘋狗浪?

岸邊光學觀測是觀測瘋狗浪的可能工具之一,在岸邊架設光學攝影機具有成本低與容易建置等特性,影像常被應用在海岸災害的監測,如裂流監測(Rip current) (Brander, 1999; Dalrymple et al., 2011; Akila et al., 2021)、海岸線變遷(Didier et al., 2017; Pugliano et al., 2019)等,從觀測原理來看,應用光學攝影機監測海岸瘋狗浪是目前較為可行的方法。中央氣象局近年來規劃建置一套環台近岸異常浪光學觀測系統,目標在每個縣市至少有一站光學影像監視站,連續不間斷的監測瘋狗浪,目前各個縣市架設瘋狗浪監視站規劃如圖2,圖中藍框的站點已完工,其餘站點已初步完成規劃,正在逐站建置當中。攝影機原始影像為記錄紅綠藍等三原色之全彩格式,本研究簡化其分析程序,將全彩影像進行灰階化,從灰度值(gray scale value, GSV)的變化進行浪花辨識,其分離的方法,本研究採取影像二值化的方法,將浪花的範圍從影像中分離出來,如此再進一步計算浪花邊界,即可得到浪花參數如單位水量、最大浪花高度、和水量變化率(流量)等等,並做為進一步評估是否為足以將人沖倒的瘋狗浪案例。
圖2 中央氣象局規劃全台近岸異常浪光學監測站
何種的浪花可稱之為瘋狗浪?圖3為典型的瘋狗浪案例,以2016年6月30日16時的案例為例,從圖中可見有位釣客站立於岬頭上,海況平穩,突然間出現的一個大浪花襲來,且超過一個人高度,該案例從浪花生成至消散過程均完整地被攝影系統記錄,從影像紀錄來看,此例可視為一個典型的瘋狗浪案例。除了典型的案例外,發現一種型態的激浪,波浪與礁岩交互作用後並非形成大浪花,而是海水沿著礁岩迅速爬升,其形態與波浪溯升或海嘯均有所類似,此類的浪花亦具有危害性,可稱之為溯上型瘋狗浪,例如圖4為2021/11/29 06:20發生的案例,這類型的瘋狗浪生成時,不一定會巨大浪花,波浪破碎後,沿著礁岩流動的海水高度並不深,在影像上較不顯著,與前述討論波浪與礁岩交互作用引起的浪花形態相當不同,但是假使它的流速夠快,亦足以將人衝倒入海。
(a) 2016/6/30 16:16
(b) 2016/7/10 09:20
(c) 2022/04/15 17:50
圖3 龍洞海岸典型瘋狗浪案例
圖4 龍洞海岸溯上型瘋狗浪案例
海岸瘋狗浪的發生是岸上的釣客與活動民眾的潛藏危害,但是目前對於瘋狗浪監測的研究有限,且瘋狗浪不知何時何地會發生,相關案例資料取得不易。且瘋狗浪的發生機制並不明確,因此為了對瘋狗浪有更多了解,大量蒐集瘋狗浪影像案例是重要的前置工作,目前中央氣象局也正逐步建立瘋狗浪監測網,進行瘋狗浪影像分析,可蒐集到更充足的瘋狗浪案例,除了案例的特性分析結果,亦可作為瘋狗浪預警系統建置的基礎。