颱風波浪現象觀察

不久前的瑞伯颱風(1016日登陸),相信大家還記憶猶新吧!瑞伯颱風屬典型得秋颱,而秋颱可怕的原因在於:秋天台灣已漸漸進入東北季風的天氣型態,整個台灣已在大陸高氣壓影響範圍內,此時的颱風形成較不易直接侵襲台灣,但如果屬結構緊密的強烈颱風,則可能侵襲台灣造成嚴重的破壞,瑞伯颱風即是一例。

針對海岸構造物的破壞,同樣是強烈颱風,1996年的賀伯颱風造成了基隆海洋大學臨海的理工學院海堤破壞,而此次的颱風卻未造成任何海堤的破壞。茲就颱風所產生的波浪現象與造成破壞的原因作下列的介紹和說明。

波浪類型的區別有二種

風浪(wind wave):為風域內直接因風持續的吹拂,產生不規則的波浪,且風持續吹拂供給的能量,使波持續成長而以長週期波的湧浪形式離開風域。

湧浪(swell):為風域外,因風浪衰減以長週期波傳遞的波浪形式,較規則,屬長週期波。

波浪傳遞速度C=L/T (C:波速 L:波長 T:週期)

 

所以週期愈長的波浪其傳遞速度愈快,常常是颱風還未侵襲台灣時,波浪的現象已預告即將到來的風暴。

 

颱風來襲前後的波浪現象

颱風來襲前,其引發的湧浪已先一步到達,原本平靜的海面便開始有長週期波浪的水位變化,雖不致有波濤洶湧現象,但緩慢且起伏甚大的水位變化,其氣勢磅礡便可嗅出一絲風雨前的弔詭氣氛。

颱風來襲時,風域籠罩整個海面,此時的波浪型態為風浪,風持續供應波浪的作用,此時的波浪會是紛紜而波濤洶湧。

颱風過後,波浪的現象亦是屬長週期波的型態,因為颱風遠離的緣故,颱風不再持續供應大量的能量予波浪,但依舊有湧浪進入,只是水位的變化不如颱風來襲前大。

 

颱風破壞海岸構造物的元素

(1)颱風波浪(storm waves):颱風威力大小對於海面波浪有絕對性的影響,一般說來,強烈颱風會引起強烈的波浪現象;輕度颱風所引發的波浪較小。波浪的大小會影響碎波位置與增加波浪作用於海岸結構上的波力,因而造成結構物損壞。例如,1996年的賀伯颱風所造成海洋大學海堤胸牆斷裂,即是大波浪破壞的原因。

(2)大潮(high tide):農曆每月的朔望即是大潮日,潮汐水位為該月最大值。此時如有颱風來襲,必會導致海水倒灌,使海岸災損嚴重。統計近五年來造成災損嚴重的颱風,均是在大潮日登陸,即可得到證明。

另外,波力對結構物的破壞,均是因波浪的作用範圍位於靜水位處(海水面),所以水位高度直接影響結構物破壞的位置。以1996年的賀伯與1997年的溫妮對海洋大學海堤破壞為例,強烈颱風賀伯來襲時,恰為大潮日且為大波浪,波浪於海提外海處即碎波,能量略微消散,所以雖造成海大淹水的情況,卻僅造成海堤胸牆(附圖一)斷裂。1997年來襲的溫妮僅為中度颱風,且為非大潮日又為小波浪,卻因為恰於堤前碎波,使能量集中於堤身(附圖一),造成堤身嚴重損壞。

wpe3.jpg (64779 bytes)

(3)暴潮(storm surge):暴潮的成因在於颱風的低氣壓中心吸入周圍的空氣,形成類似吸塵器的作用,海面因而異常抬升,稱之為暴潮;此者常常是海水倒灌得原凶。

此次的瑞伯颱風雖造成陸地上嚴重的災害,但在海岸的災情上明顯小於同是強烈颱風的賀伯。其原因在於瑞伯與賀伯路徑上的不同,當年的賀伯直接由太平洋以西北方向掠過北部地區,不但無障礙物削減其威力,更是造成危害台灣最大的西北颱(註一),所造成的風揚(wind set up;註二)與暴潮加上大潮,導致海水倒灌的慘況。

此次的瑞伯颱風行徑路線,乃沿著東部海岸,因無寬敞的海域供波浪成長,且受中央山脈的削減威力,失去了風向與大潮的配合,使得台灣東北部海岸波浪普遍都小;反而在颱風遠離的第二天,風浪有足夠的成長海域,使東北部海岸的波浪運動現象劇烈。

 

註一:掠過北部的颱風,風向上大致為西北風;而北半部的河流多為西北

向,出海口面臨颱風來向,時常導致海水倒灌及風揚的情形。

註二:因風持續吹向岸邊,形成海水位堆升的情形。

風吹離岸,形成海水位下降,稱為風降(wind set down

 

WB01511_.gif (114 bytes) 回目錄


海洋台灣文教基金會.版權所有
Copyright © 1998 by Foundation of Ocean Taiwan. All rights reserved.