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應用智慧監測進行海象數值同化研究(1/4)-臺中港監測資料智慧檢核及補遺

應用智慧監測進行海象數值同化研究(1/4)-臺中港監測資料智慧檢核及補遺

書籍介紹

本計畫配合交通部推動科學技術發展之目標:「臺中港母港海氣象特性分析及觀測
系統運維」所測量之臺中港現場海象資料,可用於風場模式比對及校驗。臺中港區一直以來都是商業船舶往來停靠的重要港口。為了船舶運行以及碼頭作業的安全,進行臺中港區海氣象觀測資料特性分析與港區的風場分析。
透過蒐集臺中港AWAC 波浪計、9 個風速站和氣象局臺中浮標在近幾年觀測之各項物理量並進行相關係數和資料迴歸分析, 再根據海洋即時資料品管手冊
(Assurance/Quality Control of Real-Time Oceanographic Data manuals)進行各站觀測資料之品管。另外亦評估多元迴歸分析法與倒傳遞類神經網路兩者在臺中港資料補遺的誤差。
最後基於上述的分析來建立資料庫品管和補遺的自動化程式。
對於臺中港的微氣象風場分析,利用EOF 分析TaiCOMS 模式資料來探討港區風場
型態。亦使用WRF-ARW 大氣模式來模擬過去數個颱風及東北季風時段的港區風場,以及透過OpenFOAM 流體力學模式在第26 號碼頭附近區域進行情境風場的模擬來初步評估人員作業的安全性。
研究成果效益:
研究成果除了幫助了解臺中港風及波的資料關聯性,亦建置了臺中港資料庫風及波的自動化品管及補遺程序,另外提供了臺中港微氣象風場的初步分析。

目次

中文摘要 ..................................................................................................... I
英文摘要 .................................................................................................... II
目 錄 ......................................................................................................... III
圖 目 錄 .................................................................................................... V
表 目 錄 ................................................................................................. XV
第一章 緒論 ........................................................................................... 1-1
1.1 計畫緣起 ................................................................................. 1-1
1.2 研究範圍 ................................................................................. 1-4
1.3 計畫內容與工作項目 ............................................................. 1-4
1.4 研究流程與工作項目檢核表 ................................................. 1-6
第二章 臺中港波浪與風速資料之關聯特性 ...................................... 2-1
2.1 波浪計和風速計的資料蒐集 ................................................. 2-1
2.2 波浪與風速的長期資料迴歸與相關性計算 ....................... 2-10
2.3 季節性波浪與風速資料的迴歸與相關性計算 ................... 2-22
第三章 波浪與風速資料的品管 .......................................................... 3-1
3.1 資料品管方式與流程 .............................................................. 3-1
3.2 波浪資料品管結果 ................................................................ 3-23
3.3 風速與風向資料品管結果 .................................................... 3-29
第四章 波浪與風速資料的補遺 .......................................................... 4-1
4.1 多元迴歸分析與倒遞迴類神經網路介紹 .............................. 4-1
4.2 MRA 和BPN 的補遺測試與誤差評估 .................................. 4-4
4.3 品管後的資料補遺 ................................................................ 4-31
第五章 港區微氣象風場初步分析與探討 .......................................... 5-1
5.1 臺中港WRF 大氣模式的風場模擬 ........................................ 5-1
5.1.1 WRF 大氣模式簡介 ...................................................... 5-1
5.1.2 颱風模擬的地形與設定 ............................................... 5-5
5.1.3 颱風模擬結果 .............................................................. 5-11
5.1.4 東北季風模擬的地形與設定 ..................................... 5-26
5.1.5 東北季風短期風場模擬結果 ..................................... 5-29
5.2 碼頭區域的OpenFOAM 風場模擬 ...................................... 5-44
5.2.1 OpenFOAM 模式簡介 ................................................ 5-44
5.2.2 模式地形與設定 ......................................................... 5-46
5.2.3 情境模擬結果 ............................................................. 5-53
5.3 臺中港風場型態的EOF 分析與探討 ................................... 5-59
第六章 結論與建議 .............................................................................. 6-1
6.1 結論與成果 .............................................................................. 6-1
6.2 建議 ........................................................................................... 6-3
6.3 預期效益及應用情形 .............................................................. 6-4

編/著/譯者簡介

本所主辦單位:港研中心
主管:蔡立宏
計畫主持人:林雅雯
研究人員:蔡世璿、林珂如
合作研究/共同研究單位:國立中山大學
計畫主持人:陳冠宇
研究人員:劉俊志、張育嘉、陳人玉

序言/導讀

本計畫配合交通部推動科學技術發展之目標:「臺中港母港海氣象特性分析及觀測 系統運維」所測量之臺中港現場海象資料,可用於風場模式比對及校驗。臺中港區一直以來都是商業船舶往來停靠的重要港口。為了船舶運行以及碼頭作業的安全,進行臺中港區海氣象觀測資料特性分析與港區的風場分析。 透過蒐集臺中港AWAC 波浪計、9 個風速站和氣象局臺中浮標在近幾年觀測之各項物理量並進行相關係數和資料迴歸分析, 再根據海洋即時資料品管手冊 (Assurance/Quality Control of Real-Time Oceanographic Data manuals)進行各站觀測資料之品管。另外亦評估多元迴歸分析法與倒傳遞類神經網路兩者在臺中港資料補遺的誤差。 最後基於上述的分析來建立資料庫品管和補遺的自動化程式。 對於臺中港的微氣象風場分析,利用EOF 分析TaiCOMS 模式資料來探討港區風場 型態。亦使用WRF-ARW 大氣模式來模擬過去數個颱風及東北季風時段的港區風場,以及透過OpenFOAM 流體力學模式在第26 號碼頭附近區域進行情境風場的模擬來初步評估人員作業的安全性。 研究成果效益: 研究成果除了幫助了解臺中港風及波的資料關聯性,亦建置了臺中港資料庫風及波的自動化品管及補遺程序,另外提供了臺中港微氣象風場的初步分析。

分類 其他詳細資訊
  • 適用對象:成人(學術性)
  • 關鍵詞:臺中港、資料品管與補遺、風場模擬
  • 附件:無附件
  • 頁/張/片數:532
授權資訊
  • 著作財產權管理機關或擁有者:交通部運輸研究所
  • 取得授權資訊:聯絡處室:交通部運輸研究所港灣技術研究中心 姓名:周于楨 電話:04-26587150 地址:台中市梧棲區中橫十路2號