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第十二章 流及流之預測

第十二章 流及流之預測. 投影片製作 : 蔡金城. 12-1 引言. 水之垂直方向運動稱潮汐 (Tide) ，水之水平方向運動稱為流 (Current) 。流對於船隻之影響可使其偏離原來之航向 (Course) 或改變其對地速度。 流產生之原因如下 : (1) 每日潮汐面之改變 (2) 河流由高流入海洋 (3) 同一方向吹送數日之風 (4) 長期間之氣象或天氣狀況等所產生. 12-2 海流之類型.

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第十二章 流及流之預測

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  1. 第十二章 流及流之預測 投影片製作:蔡金城

  2. 12-1 引言 水之垂直方向運動稱潮汐(Tide)，水之水平方向運動稱為流(Current)。流對於船隻之影響可使其偏離原來之航向(Course)或改變其對地速度。 流產生之原因如下: (1)每日潮汐面之改變 (2)河流由高流入海洋 (3)同一方向吹送數日之風 (4)長期間之氣象或天氣狀況等所產生

  3. 12-2 海流之類型 海洋中的海水幾乎都在運動狀態中，但深海海盆之周圍為海檻所包圍者，其底層海水可能不動(stagnation)，其他的海水總是在慢慢地流動，有的地方可能高過陸上河流的速度。此種大致循一定方向流動的海水，稱為海流(Ocean Current)。

  4. 一般海流，不外乎下列幾種類型: 一、風激流(Wind driven Current) 二、密度流(Density Current) 三、週期流(Periodic Current) (一)潮流(Tidal Current) (二)旋潮流(Rotary Tidal Current) (三)往復潮流(Reversing Tidal Current) 四、永久流(Permanent Current)

  5. 12-3 洋流系(Ocean Current System) 秘魯海流(Peru Current) 灣流(Gulf Current) 反赤道流(Equatorial Counter Current) 日本海流(Japanese Current):或稱黑潮(Kuroshio)。 親潮(Oyashio) 加利福尼亞流(California Current) 北赤道流(North Equatorial Current) 反赤流(Equatorial Counter Current) 東澳海流(East Australian Current) 拉布拉多流(Labrador Current) 北赤道流(North Equatorial Current) 南赤道流(South Equatorial Current) 巴西海流(Brazil Current) 南赤道流(South Equatorial Current) 阿古拉斯流(Agulhas Current)

  6. 12-7 潮流表(Tidal Current Table) 我國並未發行出版潮流表來預測潮流。美國則自一八九○年起，由國家海洋局(National Ocean Service)及其前身大地與海岸測量處(Coast and Geodetic Survey)即在潮汐表中附有潮流之預測表。自一九二三年才將潮汐表與潮流表分開發行。 目前美國國家海洋局(National Ocean Service)所發行之潮流表分成兩冊： 1．北美大西洋岸(Atlantic Coast of North America) 2．北美及亞洲太平洋岸(Pacific Coast of North America and Asia)

  7. 美版潮流表 美版潮流表之第1表列出一些基準站(Reference Stations)之每日憩流及漲潮流或落潮流最大流速之預測時間及速度。同理利用第2表即可查出其修正因素(Correction Factor)，應用於第1表即可求得次要站之憩流及最大流速之時間及速度。欲求憩流與最大速度間任何時間之速度則應使用第3表以求之。至於求接近之某弱流之期間(Duration of Weak Current Near the Time of Slack)則可使用第4表求之。

  8. 第1表-每日潮流預測之說明 地名及年份 漲潮流，流向275°(T) 落潮流，流向100°(T) 本表列出各基準站之憩流(Stack Water)時間及最大流速時之時間及最大速度。 時間(Time)係以該頁下方子午線之標準時間。如欲求日光節約時(Daylight Saving Time)，可將標準時間加1小時即可。

  9. 憩流(Slack Water)之標題係表示無流或該時水流停止。於外海(Offshore)如屬旋潮流(Rotary Tidal Current)時憩流係表示最小流之時間。 在最大流速之時間及速度欄於其速度之後，加F表示其為漲潮流速度(Flood Speed)，而E表示其為落潮流速度(Ebb Speed)。

  10. 流向(Direction of Set)則標註於每頁之上方。分別標出漲潮流之流向及落潮流之流向。 憩流及最大流速數(Number of Slacks and Strengths)通常每日均為四次，預測之誤差依本表所預測之憩流及最大流速之時間誤差可能有半小時之誤差，但很少誤差超過一小時者。

  11. 第1表-每日潮流預測之說明 No.：編號 PLACE：地名 POSITION：位置 TIME DIFFERENCES：時間差修正 SPEED RATIOS：速率比 AVERAGE SPEED AND DIRECTIONS:平均速度及流向

  12. 第3表-用以求取任何特定時間之流速說明 第3表Table A及Table B，依地點之不同而分別使用Table A或Table B。

  13. 自潮流表所得之數值僅為預測值，由於風之關係，在任何地區所產生之實際潮流時間與速率，常與預測者不同，因此於使用第3表時均不必內差折算。自潮流表所得之數值僅為預測值，由於風之關係，在任何地區所產生之實際潮流時間與速率，常與預測者不同，因此於使用第3表時均不必內差折算。

  14. 除了B表所列地區及Table2中以這些為基準站者之外，所有地區均使用A表。除了B表所列地區及Table2中以這些為基準站者之外，所有地區均使用A表。 1．由預測憩流時間與最大流速時間(漲潮流或落潮流)，其中之一在所求流速時間之前，另一在所求流速時間之後。 2．求取在憩流與最大流速之期間(Interval of time between Slack and Maximum Current)，查第3表之A或B表。 3．求取在憩流與所求流速時間之期間(Interval of time between Slack and Maximum Current)，查第3表之A或B表。

  15. 4．由上述兩期間查第三表求取其因數(Factor)，然後再以因數乘以最大速率(Maximum Velocity)即得之值即為所要時間之流速。

  16. (Ex1)某日The Race 0600前後之預測資料如下： Slack Water Maximum(Flood) Time Time Speed 4:18 7:36 3.2knots 求:The Race 0600之流速。 Sol: 憩流與最大漲潮流之期間為0736-0418=3h18m (3h18m與3h20m最接近，以3h20m查表) 憩流與所求流速之期間為0600-0418=1h42m (1h42m與1h40m最接近，以1h40m查表) 查第3表之A表得因數(Factor)=0.7 0600之速率為3.2×0.7=2.24(節) Ans:The Race 0600之流速為2.24節。

  17. 第4表-憩流時間表 欲求之期間流於…節以下 最大流速

  18. 此表用以求取憩流之持續期間。雖然憩流或流速為零之時間很短，但在憩流之前後有一段期間潮流甚弱，在此段時間內於實用航海上，可將甚弱之潮流略而不計。此表用以求取憩流之持續期間。雖然憩流或流速為零之時間很短，但在憩流之前後有一段期間潮流甚弱，在此段時間內於實用航海上，可將甚弱之潮流略而不計。 本表僅列出流速不超過0.1至0.5節之期間，而其期間包括在上次漲潮流或落潮流及接下來之落潮流或漲潮流，即憩流之前後各一半之時間。 前第3表乃假定憩流前後之最大流速相等，但事實上並非如此，故若使用此表求憩流前後時間，應使用不同之最大流速。由表求之，分別取其一半之值方為正確。

  19. 12-8 美國版潮流表之實際應用 求基準站之預測憩流時間及最大潮流之時間、強度及流向。 (Ex1)求:St. John’s River Entrance, Florida, 1995年8月12日近中午之憩流時間，及緊接憩流之最大潮流時間、強度及流向。 Sol: St. John’s River Entrance, Florida為基準港直接查潮流表Table1，得當日潮流資料如下:

  20. 得憩流時間為1129EST(Eastern Standard Timi; 東岸標準時間) 亦即1229EDT(Eastern Daylight Saving Time; 東岸日光節約時間) 緊接之最大潮流1429EST 2.7E，亦即1529EDT 2.7節Ebb流向100°(T)

  21. 求次要港之憩流時間及緊接最大潮流 (Ex2)求:Drummond Point, Channel South of St. John’s River Entrance, Florida, 1995年8月12日黃昏後之憩流時間及緊接其後之最大潮流之時間及流速。 Sol: 其基準站St. John’s River Entrance8月12日黃昏時之憩流時間為1835緊接其後之最大潮流為2059 2.5F: 查Table2得Drummond Point之憩流及最大潮流的時間修正量如下。 Min. before Flood Flood Min. before Ebb Ebb Speed Ratios +1 31 +2 03 +2 25 +257 0.7(F) 0.7(E)

  22. Min. before Flood Flood Min. before Ebb Ebb Speed Ratios +1 31 +2 03 +2 25 +257 0.7(F) 0.7(E) 18 35 (Slack Time at Ref. Station;基準站憩流時間) +) 1 31 (Time diff. from Table2; 第二表時間修正) 20 06 EST (Slack Time at Drummond Point) +) 1 00 21 06 EDT (Slack Time at Drummond Point)

  23. Min. before Flood Flood Min. before Ebb Ebb Speed Ratios +1 31 +2 03 +2 25 +257 0.7(F) 0.7(E) 20 59 (Max. Flood at Ref. Station;基準站最大流時間) +) 2 03(Time diff. from Table2; 第二表時間修正) 23 02 EST (Max. Flood at Drummond Point) +) 1 00 00 02 EDT (Max. Flood at Drummond Point) 強度2.5×0.7=1.75(節)，漲潮流流向232°(T)

  24. Ans:黃昏時之憩流時間2106EDT，其緊接之最大潮流時間0002EDT(8月13日)，強度1.75節，漲潮流方向232°(T)。Ans:黃昏時之憩流時間2106EDT，其緊接之最大潮流時間0002EDT(8月13日)，強度1.75節，漲潮流方向232°(T)。

  25. 求基準站任何特定時間之潮流強度及方向 (Ex3)求:St. John’s River Entrance, Florida, 1995年8月27日地方時(Local Time)1600(即1600EDT)之潮流強度及方向。 Sol: 1600EDT即是1500EST，查潮流表Table1，得當日潮流資料如下:

  26. 憩流與最大落潮流之期間為 1816 – 1354 = 4h22m 憩流與所求流速之期間為 1816 – 1500 = 3h16m 以4h22m(4h20m)及3h16m(3h20m)查Table3之A表得因數(Factor)為0.9 1500之流速為2.6×0.9=2.34(節)，方向為100°(T) Ans:1600EDT之潮流強度為2.34節，方向為100°(T)。

  27. 求次要站任何特定時間之潮流強度及方向 (Ex4)求:St. John’s River at Jacksonville off Washingtion Street，於1995年7月28日1500EST之潮流強度及方向。 Sol: St. John’s River為基準站，查潮流表Table1，得當日潮流資料如下:

  28. 1500EST之時間是在1047(Slack)與1333(Max.Ebb)2.3E之間。1500EST之時間是在1047(Slack)與1333(Max.Ebb)2.3E之間。 查Table 2得修正資料如下:

  29. 10 47 (Slack Time at Ref. Station) +) 2 39 (Time diff. from Table2) 13 26 (Slack Time at Jacksonville) 13 33 (Max. Ebb at Ref. Station) +) 3 14 (Time diff. from Table2) 16 47 (Max. Ebb at Jacksonville) Jacksonville之最大潮流速度=2.3×0.8=1.84(節)

  30. 憩流與最大落潮流之期間為 1647 – 1326 = 3h21m 憩流與所求流速之期間為 1500 – 1326 = 1h34m 以3h21m(3h20m)及1h34m(1h40m)查Table3之A表得因數(Factor)為0.7 1500之流速為1.84×0.7=1.3 (節)，方向為118°(T) Ans:1500之潮流強度為1.3節，方向為118°(T)。

  31. 求出某一已知點在一指定最大微弱潮流下之持續時間求出某一已知點在一指定最大微弱潮流下之持續時間 (Ex5)求於Commodore Point terminal Channel of St. John’s River 1995年7月31日下午其流強在0.3節以下之持續期間。 Sol: St. John’s River為基準站，查潮流表Table1，得當日潮流資料如下:

  32. 10 22 2.0 F +) 2 50 × 0.5 13 12 1.0 (節) 12 59 (Slack) 15 44 2.5 E +) 2 54 +) 3 27 × 0.4 15 53 19 11 1.0 (節)

  33. 以1.0為Max. Current及流強0.3節，查Table 4得其值為70分鐘。 欲求之期間流於…節以下 最大流速 0.3 70 1.0 70/2=35(分)註十一，即在憩流之前35分鐘及後35分鐘。15 h53m – 35m = 15h18m 15 h53m + 35m = 16h28m Ans:潮流強度在0.3節以下之期間為1518~1628(EST)。

  34. 使用小型計算機解算潮流問題 與使用小型電子計算機解算求取潮高一樣，可使用小型電子計算機解算潮流問題，其所採之計算公式係基於自最大潮流至憩流之強度變係依餘弦曲線而得。 式中 SD：欲求時間之潮流強度。 SM：最大潮流強度。 TD：欲求潮流強度之時間。 TS：憩流之時間。 TM：最大潮流強度之時間。

  35. 使用小型計算機求基準站任何特定時間之潮流強度及方向使用小型計算機求基準站任何特定時間之潮流強度及方向 (Ex6)求:St. John’s River Entrance, Florida, 1995年8月27日地方時(Local Time)1600(即1600EDT)之潮流強度及方向。 Sol: 1600EDT即是1500EST，查潮流表Table1，得當日潮流資料如下:

  36. Max. Ebb. 1354 2.6E Slack 1816 Ans:1600之潮流強度為2.4節，方向為100°(T)。

  37. 例6取至小數點第一位則其值為2.4節，此答案與例3使用查表解算之2.3節相差0.1節。此乃因計算機所算較精確，而查Table3時並未加內插折算。此種些微之誤差，於實用航海並無任何意義。 上述公式亦可用來預求某一特定潮流強度之時間。於使用公式解算時，潮流強度之方向與最大潮流強度之流向相同。

  38. 式中 TD:所求特定潮流強度之時間 SD:希望之特定潮流強度 SM:最大潮流強度 TS:憩流之時間 TM:最大潮流強度之時間

  39. 3h20m 1h40m 0.7

  40. ………. ……….

  41. Drummond Point, Channel South of………… Min. before Flood Flood Min. before Ebb Ebb +1 31 +2 03 +2 25 +257

  42. …………………… Drummond Point, Channel South of………… Min. before Flood Max. Flood Min. before Ebb Max. Ebb knots Dir. knots Dir. knots Dir. knots Dir. 0.0 - - 1.3 232° 0.0 - - 1.6 060°

  43. ………. ……….

  44. 4h20m 0.9 3h20m

  45. ..…. …….

  46. Jacksonville off Washington Street…………

  47. 3h20m 1h40m 0.7

  48. ..…. …….

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