常見問題

FAQs

海嘯模擬資訊
海嘯系統簡介

海嘯數值模式

本計劃主要採用美國康乃爾大學土木與環境工程學系團隊發展出COrnell Multigrid COupled Tsunami model(COMCOT)模式,該模式於海陸交界面採用移動邊界條件,不同尺度之海嘯傳遞則是利用多層巢狀網格加以模擬。因此,該模式可模擬溢淹及遠/近岸之海嘯傳遞。

T 為時間,x、y 為直角座標系統,為自由表面之變動水位,H 為全水深(水深加上波高);P 為 x 方向之流量,Q 為 y 方向之流量,g 為重力加速度,f 為科氏參數, x 、 y 為 x 及 y 方向底部摩擦係數。數值方法主要是採用有線差分法,線性項以中央差分法來做離散處理;而非線性對流項則利用上風法進行離散處理。

模式模擬時,以線性淺水波方程式計算時,於海陸交界的邊界將視為一面垂直的牆,因此波在此處的最大溯上高度是以鄰近一點的最大波高來計算;若以非線性淺水波方程式計算時,則海陸邊界為一移動邊界,當波高大於進入陸域的高度時,根據移動邊界條件,海水將可以進入陸域進行網格計算,此溯上計算功能,可模擬出海嘯侵襲於陸域時之溢淹範圍。多重巢狀網格即是在遠洋區域及近岸區域選用不同的網格大小進行海嘯的傳播模擬,同時兼顧兩者需求,也提高海嘯模式的效率。

實例驗證及應用

2010 智利海嘯事件

本中心在基隆港東防波堤外水深44m處設置的剖面海流表面波浪與潮汐之監測系統。儀器設定的觀測頻率為1Hz,紀錄每小時的第10至第44分鐘觀測水位及水分子運動速度。根據中央氣象局預測,海嘯波從智利外海約需經過26小時後抵達基隆,其時間為2010年2月28日下午四點多。故此研究取2010年2月28日的水位資料來進行驗證海嘯的水位高度。驗證結果如圖1所示,計算結果與實測資料相當接近。

2011/3/11 東日本海嘯事件

本系統實際應用於東日本海嘯事件對台灣各國際商港之水位預測。台灣時間2011年3月11日下午1點46分於日本發生芮氏規模9.0之大地震,以下簡介利用台北港之水位變化與計算之結果。
利用 EEMD 法濾除台北港之潮汐水位以及利用美國地調所 USGS 所公佈之地震參數(如圖 2),模式預測結果與實測水位之比較則如圖 3 所示。模擬結果台北港部分波高大約一致,到達時間約提前十幾分鐘。其結果在運算速度與預報功能上都相當符合實際需求。