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

海洋觀測 Ocean Observation

海洋佔地球表面積的7成以上，是地球中最大的儲熱體，也因此能有效地緩衝和調節大氣的溫度變化。除溫度之外，攸關人類生存之大氣成分也與海洋息息相關。根據研究顯示，海洋所儲存的二氧化碳是大氣的50倍，全球則有50%以上的氧氣是來自海洋。然而大自然的許多現象大多具有紛紜隨機之特徵，再加上海洋十分幅員遼闊，人類對海洋的了解仍十分有限。
Matthew Fontaine Maury（1806年~1873 年）被稱為海洋探路者和現代海洋學和海軍氣象學之父。由於海洋要探索的領域太過龐大，莫里相信透過國際合作才能獲得足夠的海洋科學知識。他提議美國邀請全球的海洋國家參加會議，以建立一個通用的氣象系統，並於1853年在布魯塞爾召開會議，並促成許多國家同意在使用統一標準共享海洋天氣數據方面進行合作(資料來源：Ocean data query)。
因應不同之目的與需求，各類的海洋探測技術相繼被發展出。因為具有持續穩定作業之優勢，現階段最普遍被使用的海洋觀測作業大多還是仰賴現場觀測。包括資料浮標(Buoy)、水下探測載具(ROV)、海洋研究船等，如今仍在世界各國被大量應用於海洋之探測。隨著1957年人類首次將人造球體成功送上離地表約五百公里高的軌道，就此開啟了衛星時代。衛星的「廣景覽要」優勢就是探測龐大海洋水域的最佳工具之一。
在世界各國的努力之下，已累績一定程度的海洋觀測數據。現階段國際間也已大量使用海洋觀測資料來進行各類海上活動之實務應用工作，如：
  1. 海洋工程應用：海面浪高與海上或岸邊結構物的安全都有直接的關聯性。海洋工程的規劃設計往往都需要透過長期海洋觀測數據的歸納與分析，從中計算出工程設計所必要之海洋環境參數。
  2. 海上航路規劃：船舶路線可以透過長期監測全球浪高之數據進行分析，進而規劃出海況風險較低的航線。
  3. 氣候研究：利用海洋數值模式搭配長期間的海洋觀測資料，可用來預測全球性或是區域性尺度的氣候特徵以及海洋擾動。
  4. 天氣與海況預報：許多實測資料，包括：衛星、探空氣球、陸上觀測站、船舶與海上資料浮標所測得之數據都已大量用來改善天氣及海況預報之準確度。
  5. 颱風預報：颱風的特性往往與鄰近海域之海水溫度有極大之關聯性。透過量測大洋水體溫度，可有效改進颱風的預報準確度。
  6. 海上搜救：落海人員常會隨著海流發生漂移。海流資料則是研判人員漂移軌跡的依據。
  7. 海上緊急應變：每年全球海域大約有超過300萬噸的廢油飄流在海上，其中有13％是來自於船難漏油(資料來源：能源知識庫)。一旦發生船難事故，須依據風、波浪、海流等數據預測油污的漂移方向及擴散區域，作為緊急應變之依據。
  8. 漁撈輔助：海水溫度是判斷魚群所在的重要依據。全球已有海洋資訊服務商將海溫觀測數據轉化為漁撈所需資訊，進一步判斷漁場區域。

Reference

  1. Chai, F., Johnson, K.S., Claustre, H. et al. Monitoring ocean biogeochemistry with autonomous platforms. Nat Rev Earth Environ 1, 315–326 (2020).
  2. Ocean data query，https://coastproc.readthedocs.io/en/latest/oceandata.html
  3. 能源知識庫，https://magazine.twenergy.org.tw/Cont.aspx?CatID=28&ContID=956
EN
EN