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

裂流 Rip Current

一、何謂裂流？

裂流(Rip current)是常見的海洋災害，又稱為離岸流，是一種發生於海岸邊，向外海移動的強烈水流，如圖1。岸邊時常發生民眾被海水捲走因而傷亡的案例，根據波浪和潮汐原理，「浪 (wave) 」或「潮(tide)」僅傳遞能量不傳遞物質，理論上不是捲走民眾之主因，海水捲走戲水民眾之主要動力來源係「流(current)」，而裂流的流速大於一般成人的泳速，加上裂流不像波浪高低和潮汐變化都目視可辨別，時常發現裂流時，已陷入裂流的範圍甚至被帶至外海，若民眾對此時依靠本能強行逆游而行，則有可能導致筋疲力盡而溺亡。

圖1 裂流示意圖

二、裂流的危害

在眾多的海洋災害中，「裂流(Rip Current)」是最常造成海岸邊意外事件的原因，美國國家大氣海洋局 (National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA)統計美國海域意外事件發生原因，顯示每年平均有100人因裂流而溺亡；各國亦有裂流災害發生的紀錄，在英國和巴西的海灘所發生的意外事件中有三分之二與裂流有關，位於亞洲的韓國，在2007、2008和2009則連續三年間於釜山市著名的海雲台海灘發生裂流意外事件。臺灣同樣是受裂流危害嚴重的區域，據近十年報章媒體記載，有數十起明確記錄因海流將人沖往外海的事件，傷亡人數甚至達數百人，政府等相關單位亦開始注重類似災害，例如2012年7月13日在新北市淡水沙崙海域所發生5名學生溺水的事件，此案經相關單位及學者分析後，研判應是該地區長期存在的裂流所導致的，加上適逢當日中午退潮時間海流加速向外海流動，為此教育部校安中心還通知各級學校需透過各種管道強化宣導海邊戲水各項防範與注意事項；位於二仁溪出海口的茄萣沙灘，在2013年8月25日5名高一新生於中午時刻到茄萣沙灘玩水，遭海流捲走遇難後，在警消持續搜救24小時，5人仍確定全數罹難，而翌年同日也有2名國中生前去玩水，在1人遭受大浪捲走後，同行友人則下水救人，最終也一同溺斃，該兩起事件顯示裂流在同一海域是有復發之可能性。裂流的能量巨大，潛在的危險絕不容忽視，新北市萬里區燭台嶼海岸於2015年5月30日下午時刻，便傳出有20艘獨木舟受離岸流帶走，遊憩玩家因體力不支導致無法划回岸邊，所幸最終在民眾協助下全員均獲救，然此案影響人數高達39人，也由此可知不僅游泳、浮潛會遭受影響外，各類的非動力遊憩活動均可能發生裂流意外事件。裂流具有流速快、尺度小以及不易察覺等特點，具有極高度的危險性，受限於裂流發生機制相當的複雜，臺灣迄今尚未有裂流預測模式或預警機制，無法確認裂流何時何地會發生，甚至由於沒有完善的監測系統，當有裂流發生時亦無法明確指出其位置，對於從事海域遊憩活動的民眾具有高度的風險。

二、如何監測裂流?

有鑑於裂流造成的危害以及潛在風險，早在五、六十年前就開始對於這項海洋災害進行研究，在裂流觀測上有學者提出許多的相關方法，如質點追蹤法、科學儀器的直接測量，以及光學影像的遙測(Shepard et al., 1941; Guza and Thornton, 1989, Stockdon and Holman, 2000; Turner et al., 2007)，考量實務上有即時性的需求，應用光學攝影機監測海岸裂流是較合適的可行方法之一。我國中央氣象署近年來亦開始著手裂流監測技術的開發，以及規劃監測站的建置，目前於新北市福隆和沙崙以及宜蘭縣大里和外澳已建立四座裂流光學影像監測站，監測站位置分布圖如圖2。裂流雖然不可目視辨別，但當裂流發生時海面上會出現與平時不一樣的特徵，主要有兩種情形，其一海表面通會出現碎波帶不連續的情形(如圖3)，其二則是有向外海延伸的浪花或懸浮物(如圖4)。除監測站所拍攝之影像可供裂流觀測外，位於外太空的衛星所拍攝的影像，若解析度足夠細緻，同樣可應用於裂流監測，圖4就是在2018年12月2日於屏東縣港口海灘Google earth所拍攝的衛星影像，從影像中可以明顯發現在港口西北側，有向外海延伸的懸浮物。根據上述裂流發生時海面常見的特徵能找出疑似裂流的現象，如此再根據裂流的特性如裂流發生的持續時間、空間分布或是具有復發之情形，則可進一步確認該海面特徵是否真為裂流現象所造成的。

圖2 中央氣象署建至之裂流監測站位置示意圖

圖3 宜蘭縣外澳海灘裂流實際發生情形-碎波帶斷裂

圖4 屏東縣佳樂水海灘裂流實際發生情形-懸浮物向外海延伸

本研究團隊已分析中央大學太空遙測中心所提供的2013至2017年高解析度衛星影像，探勘範圍為全台本島周遭海灘型態的海域，結果顯示大部分的裂流案例集中於43處的海灘，其中包含新北市福隆海灘、宜蘭縣外澳海灘、台南市漁光島海灘，以及台中市大安海水浴場等著名的水域遊憩活動熱門景點(如圖5)。另，本研究團隊亦取得中央氣象署外澳裂流監測站2022年一整年的影片，統計裂流發生的持續時間顯示，平均約為3.8小時，但各案例間差異甚大，最短不到1小時，最長則可達10小時。在這過程中也發現同一個海灘可同時間出現多處的裂流渠道，且由於地形分布與裂流發生有密切相關，不同位置所發生的裂流寬度亦會有明顯差異，整體而言多數裂流的流幅(寬度)介於20 – 80 m間。

圖5 全台灣裂流發生潛勢區域

三、裂流觀測結果

裂流是隱藏於海洋中的殺手，會對遊憩的民眾或是從事海洋相關工作的人員造成潛在的風險，然國內對裂流的研究有限，加上相關案例大多從報章媒體雜誌而來，由於當下並沒有即時的現場測量結果，導致該些資料本身具有一定程度的不確定性，因此建立完善的裂流案例資料庫是必不可少的工作。隨著科技的進步，數值化海洋波浪和海流預測模式發展迄今，在時間與空間上的解析度日益精進，已具有滿足近岸海域裂流模擬預測之技術能力，本研究團隊亦嘗試利用SCHISM-WWM和CMS-FLOW/WAVE波流耦合模式分別模擬宜蘭縣外澳海域和台南漁光島海灘裂流發生的情形(如圖6和圖7)，無論在水動力或是與現場觀測比較，均驗證模式的可信度。綜上所述，若後續能長時間觀測蒐集案例，或是利用數值模式進行長期現場模擬，不僅對於掌握裂流災害特性，提供後續研究災害發生的機制以及建置預警模式之基石。最後，倘若在海邊不幸遭遇裂流時，應要切記七字訣「冷靜」、「漂流」和「側邊游」，即當下保持冷靜且不要與海流強行對抗，應順著海流向外或向側邊游泳直至離開裂流區域，再向岸游回。