綠島渦流物理機制研究

 
 

Posts Gallery

 

西方邊界流受島嶼阻隔的影響下,於背流處常常衍生生很多小尺度現象,也影響著當地生物生態系統,台灣的東岸綠島島尾渦流即是很典型的案例,但釐清背後物理機制視為當要之急.在分析統整過去進行的一系列現場實驗後,本所研究團隊發現,渦流內部包含兩個物理現象,其一為洄流(recirculation),源自流線分離,此洄流渦度約地球自轉速率的20倍,洄流隨後剝離向下游行進,形成島東西兩側交替出現的行進小渦旋.雖然此現象主體是黑潮與綠島,但出乎意料的是渦流現象的流場變化尺度受到潮流所主控,主要有接近12小時與6小時兩種,推測是共振所致.第二個物理現象是自由剪切層(free shear layer),是洄流與旁邊黑潮主流流場差異造成,渦度達到約地球自轉速率的30倍,剪切層具有0.5到2小時的變動週期,推測與水平切變不穩定有關,此應為紊流混合的熱點.

 

此研究對於未來該海域生態研究及洋流發電等具有相當重要性,成果已刊登於Journal of Physical Oceanography,詳細請參考Chang et al. (2019).

 

Chang, M.-H., S. Jan, C.-L. Liu, Y.-H. Cheng, and V. Mensah (2019) Observations of Island Wakes at High Rossby Numbers: Evolution of Submesoscale Vortices and Free Shear Layers. Journal of Physical Oceanography, 49(11), 2997-3016.