國科會:海面表溫愈高、海風及波高愈大

記者郭曉蓓/臺北報導

在國科會支持下,國家災害防救科技研究中心分析1951年到2020年共70年全球海水表面溫度、近海面海風風速、波高等歷史大數據後發現,這三項重要的海洋物理量均呈現明顯持續上升趨勢;且海水表面溫度上升超過1℃下,對全球海風及波高之間都有顯著的因果性及關聯性,海面表溫愈高,海風、波高愈大。相關研究於2月刊登於國際期刊《應用能源》。

國科會指出,美國太空總署(NASA)、大氣暨海洋總署(NOAA)以及歐洲太空總署(ESA)等研究機構的監測資料顯示,去年全球平均氣溫為有紀錄以來最熱的1年,全球平均海面溫度創歷史新高,與工業化前平均海溫相比,上升幅度首次超過1度。而持續升高的海溫,不但會使得海洋因為熱膨脹而加速海平面上升,也會增強海面上的熱對流,導致海風更為強勁,進一步引發更高的風浪,並產生更大的波浪能。

國家災防中心團隊解析過去70年全球海洋大數據發現,海風與海面溫度、海風風速與波高在統計上存在顯著的因果性及關聯性,全球海表面溫度超過70年平均值1°C時,全球平均海風風速將增加0.8 m/s,海風增強使得波高提高0.5m,間接使全球平均波浪能上升32.8kW/m。

本項研究成果顯示,以全球範圍而言,位於南緯30°至南緯60°之間的海域,占全球波浪能的52.3%,為全球波浪能總量主要分布地區。若以各大洋個別來分析,南太平洋海域,占全球波浪能的28.3%,其次是南大西洋的23.3%、印度洋15.1%、北大西洋和北太平洋地區,分別占約9.6%和9.3%。國科會表示,波浪能是風能在海洋表面上轉化為動能的結果,而風能的強弱與氣候、季節和地區的海溫有關,海洋表面溫度高有助於增強海風,進而形成更大的海洋波浪。

研究進一步指出,以全球尺度而言,海水表面溫度與海風風速之間的相關性存在1年的時間延遲,當全球平均海表溫升高約1年後,全球平均海風才有顯著且普遍的增強。然而海風風速與波高、波浪能之間,則沒有發現明顯的時間延遲,也就是當海風增強時,幾乎可同時驅動較高的波浪,並產生更大的波浪能。

國家災防中心團隊發現,全球波浪能在過去70年呈現上升趨勢。(國科會提供)