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海洋數值模擬

海流   海嘯   化學品汙染   水質   油汙染範例

海流

海流預測模式應用美國科學諮詢公司(Applied Science Associates,ASA)研發的全域的流體動力模式HYDROmap,模式採用SCVR(Stepwise Continuous Variable Rectangular)網格系統,可同時建立與執行不同層次網格,以OTPS(Oregon State University, Ocean Tidal Prediction Software)潮位預報資料作為模式邊界條件,能夠建立全球任何區域潮汐驅動力(Tide-driven Forcing)與風驅動力(Wind-driven Forcing)的流場。

海流模式網格圖1

海流模式網格圖1

海流模擬2

海流模式計算成果圖1

海流模擬3

海流模式網格圖2

海流模擬4

海流模式計算成果圖2

 

海嘯

臺灣位於環太平洋地震帶上,地震頻繁,雖然近年來並無因大海嘯造成損害,但眾多歷史文獻皆指出臺灣曾遭受大海嘯破壞,為了解海嘯發生時可能造成影響區域,可以藉由海嘯模式作海嘯溢淹模擬。

美國康乃爾大學之COMCOT(Cornell Multi-grid Coupled Tsunami Model)模式,具有模擬海嘯傳遞至沿岸的傳遞時間及波形分布,以了解海嘯在近岸地區的變化特性功能,可有效支援海嘯災害的預警及應變。

海嘯1

海嘯模式模擬1

海嘯2

海嘯模式模擬2

海嘯3

海嘯模式模擬3

海嘯4

海嘯模式模擬4

 

化學品汙染

臺灣位於東南亞海運主要航道,各類船隻經常行經台灣四周海域,運輸各類原物料及化學品等貨物量與日俱增。相對地,海洋污染風險也隨之增加,任何船舶的意外事件,都可能造成臺灣附近海域及海岸遭受重大油污染或是化學品污染災害。

應用美國應用科學諮詢公司(Applied Science Associates,ASA)所開發之化學品污染擴散模擬軟體CHEMmap,預測化學品於海水及大氣中的擴散分布結果及海水中傳輸、擴散、溶解及蒸發等風化過程。

化學品污染擴散模擬1

化學品污染擴散模擬2

化學品污染擴散模擬3

化學品污染擴散模擬4

 

水質

人為產生的污染物或污染溶液,以海洋為棄置或排放環境時,需作海洋水污染擴散影響評估,水質模式可解析與模擬水污染擴散情境,作為環境決策者參考的依據。

應用美國科學諮詢公司(Applied Science Associates,ASA)發展的水質擴散模擬軟體WQMAP,可模擬熱、水質特徵物與放射性污染物於水體中可能造成的空間影響範圍及優養化評估。

  ●氨Ammonia (NH3)

  ●硝酸鹽Nitrates (NO3)

  ●磷酸鹽Phosphates (PO4)

  ●生物需氧量Biological Oxygen Demand (BOD)

  ●溶氧Dissolved Oxygen (DO)

  ●有機氮Organic Nitrogen

  ●有機磷Organic Phosphorous

  ●浮游植物Phytoplankton

水質1

水污染擴散模擬(1 Day)

水質2

水污染擴散模擬(2 Days)

 

油汙染

台灣四面環海且地處東南亞海運主要航道,加上國際貿易興盛、工業發展需求,各類船舶經常航行台灣四周海域。而國內石化工業生產石化產品,仰賴船舶載運原油,任何船舶的意外事件,都可能造成台灣附近海域及海岸遭受重大油污染災害。

應用美國應用科學諮詢公司(Applied Science Associates,ASA)所開發之油污染擴散模擬軟體OILmap及網路版油污染擴散模擬軟體OILmapWeb,可用於模擬水表面或水下油污染溢漏情形,即時掌握油污漂移擴散路徑預測油污染可能影響之範圍與計算擴散、蒸發、乳化或溶解等風化過程,迅速掌握油污染擴散趨勢,使應變更加有效率。

油污染1

油污厚度展繪

油污染2

油污漂移擴散資訊展繪

油污染3

溢油模擬

 

高雄港異常軌跡油污-油污染溯源(範例)

事件說明:

中央大學判釋歐盟Sentinel-2光學衛星,於臺灣時間20200619102601秒之影像,發現高雄市外海出現3處異常軌跡(油污),離岸約4.8公里,利用OILmap油污染溯源模式執行過去24小時內可能污染源追蹤。

油污染溯源概述:

針對歐盟光學衛星影像判釋結果疑義,本團隊擬以OilMap油污染溯源模式進行可能之污染源追蹤。以發現油污時間設定為溯源起始時間,並依據建立海氣象參數及假設油污染條件,如油品種類、油品溢漏時長等回推可能之油污染源位置。根據溯源模式模擬油污到達發現異常軌跡124小時的推估結果,研判可能之油污染源為鹽埔漁港西南西方外海約12.9公里處。依油污到達異常軌跡12412841小時推估可能污染源位置如下圖所示:

 
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油污染溯源模式動態成果