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研究生中文姓名:吳姿孟
研究生英文姓名:Tsu-Meng Wu
中文論文名稱:以聲納資料觀測澎湖水道附近沙丘之外形輪廓及其與海流的關係
英文論文名稱:A Study of the sand dune and bottom current in the Penghu Channel by using the sonar data
指導教授姓名:李昭興
學位類別:碩士
校院名稱:國立台灣海洋大學
系所名稱:地球科學研究所
畢業學年度:91
語文別:中文
論文頁數:116
中文關鍵詞:澎湖側掃聲納底流沙丘
英文關鍵字:Pne-huside-scan sornarbottom currentsand dune
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摘要

台灣海峽中最深的海底地貌-澎湖水道,因地勢的影響故水流湍急,俗稱「黑水溝」。由於2002年5月華航CI611航次不幸地在澎湖水道北端海域發生了空難事件,為了緊急搜索飛機殘骸,國內海洋界研究人員加入工作的行列。搜索過程中,在澎湖水道海域收集了大量的聲納資料,包括側掃聲納(side-scan sonar)、寬頻聲納(chrip)、高頻聲納(EK500)和定頻聲納(37.5 kHz的飛機黑盒子音頻)的各種水中聲學資料。
在本航次中,側掃聲納觀測到大量的沙丘影像資料,由於沙丘、漂沙等海底地形外廓和形狀是顯示海洋底流很好的指標。因此針對這些沙丘影像做初步的估算和量測,得知大部份的沙丘所指示的海流方向是西北方向,和過去使用船碇式流速剖面儀實測海流值的研究成果水流極為吻合。有許多更微細的海水底流資料可利用側掃聲納所觀測的沙丘影像再做更進一步的測試和比對。這是一項跨海洋地質和海洋物理不同領域的研究工作。
本文結合了海洋地質與物理的研究,希望對澎湖水道的水流和沈積環境做進一步的瞭解,是一新的試驗。研究目的就是要以聲納資料所估測的海流值與實際觀測資料做一比較,及探討沈積物的來源、運輸方式以及該區域在地形上的起伏對海水底流流場的影響,進而了解澎湖水道內的沈積和搬運作用。
海研一號和二號的側掃聲納資料分析,發現新月型沙丘(crescent dune)和波浪型沙丘(sand wave)及少部份的長柱型沙丘,均同時存在於澎湖水道內。而且新月型沙丘與長柱型沙丘集中在水道的中間,波浪型沙丘則分散在兩旁。沙質沈積物的形貌可用來判斷海水底流的方向,而新月型和波浪型沙丘出現在水道的位置和所顯示出不同底流方向,這可能証明澎湖水道中存在著不同方向和大小的海流。它的流速平均介於60~100cm/sec(即1.5~2.0節);水流方向:水道的中間介於0°~N40°W,而兩旁則分散於0°~N120°W之間。加上潮流的影響,最大流速可以高逹 4節。因為大量(232個被發現)新月型沙丘的出現,說明了澎湖水道的供沙量介於少和一般之間。沙丘的平均長度介於50∼55公尺,寬度平均為35∼40公尺,而估算高度平約為10∼15公尺。
水道的西北和東南地區,因為超過當時搜索CI611的範圍,而沒有資料,目前無法描述它的水流方向和大小。但可推論的,水道中的海流應該通過水道,再沿雲彰隆起的西側,向北流動。這也說明了在華航CI611失事時,在雲彰隆起西側和中國大陸沿岸被發現的漂流物和罹難者的可能原因。
Abstract

The Penghu Channel is the deepest sea floor terrain in the Taiwan Strait. Because of it’s sea floor topography, particularly due to the blockage of a shallow geological feature, the Yun-chang Rise, the bottom current is very stong. In May 2002, one of the China Airline flight, CI611, unfortunately, crashed to the north area of Penghu Channel. Marine research workers including us joined the rescue team to search for remains of CI611. During the search, we have collected a great deal of sonar data by Side-Scan, CHRIP, EK500 and 37.5 kHz sonar systems.
From these data, we have interpreted the different morphological sand dunes: a great quantify of crescent-type and wave-type, and a small amount of ribbon-type. The shapes of sand dune is a good indication for the speed and direction of bottom current. Measurement of these sand dunes from the image data, we have found that the most directions of bottom current is northwest. This direction is the same as the former studys that measured by the Shipboard Acoustic Doppler Current Profiler (Sb-ADCP). More detailed data of the bottom current in the Penghu Channel can be estimated by the side scan sonar data.
This study combine a methods of physical and geological oceanogrdphies is a new method to understand the bottom current as well as the sediment transportation and deposition in the Penghu Channel. It is aimded to compare the results of bottom current studies between sonar data and the Sb-ADCP data.
Both the crescent-type and waves-type sand dune are found in Penghu Channel. The crescent dunes are located in the middle of channel; the waves dunes are in both side of the channel. The angle of crescent dunes are concentrated in the direction of northwest (0°~N20°W), and the wave dunes are spread in (0°~N120°W). The result suggest that the Panghu Channel content different speed and directions of bottom current. The estimated speed are in the other of 1.5~2.0 kts, however, joining together with the tidal current, the speed can be up to 4 kts.
The Northwest and Southeast area of Penghu Channel are out of search area for the CI611 flight and we do not have the data to describe the directions and velocity of water currents. Though we may infer that these bottom currents may belong to a distributary current of Kuroshio and South China Sea current, flow through the Panghu Channel all the year round. It pass the west side of Yun-Chang Rise then continue to the north. It may explain why the remains of CI611 were found in the west side of Yun-Chang Rise and the coast area of Mainland China.
目錄
第一章 研究區域及其附近地理環境…………………………………1
1.1 前言……………………………………………………………1
1.2 研究動機………………………………………………………1
1.3 研究區域………………………………………………………3
第二章 研究方法………………………………………………………9
2.1 研究方法………………………………………………………9
2.2 前人研究………………………………………………………9
2.3資料來源和沙丘沈積物的分類………………………………12
第三章 使用儀器………………………………………………………26
3.1 側掃聲納的原理及其應用……………………………………26
3.2 基本原理及設備………………………………………………26
3.3 側掃聲納應用在海洋環境調查………………………………29
第四章 研究結果與分析………………………………………………34
4.1 過去的流場觀測成果…………………………………………34
4.2 海底表層剖面資料成果………………………………………36
4.3 澎湖水道側掃聲納影像特徵…………………………………37
4.3.1 側掃聲納資料的分析與結果………………………………37
4.3.2 統計結果……………………………………………………40
4.3.3 分區描述……………………………………………………44
4.3.4海研一號645航次:船碇式都卜勒流速剖面儀(Sb-ADCP)資料…………………………………………………45
4.4 討論……………………………………………………………46
4.5 未來展望………………………………………………………50
第五章 結論……………………………………………………………88
參考文獻……………………………………………………………91
參考資料
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英文部分:
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電子檔1
全文檔開放日期:2004.01.01
 
 
 
 
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