臺灣國際港區船舶動態管理特性及颱風波浪資料補遺研究(四)

　　本計畫利用颱風與花蓮港距離(D)、颱風最大風速(Vmax)、颱風中心至花蓮港之角度(θ1)、颱風行進方位角(θ2)、風場能量En(Vmax/Log(D))與中央氣象局發佈之海、陸上警報(WI,Waring Index)等六個影響船隻動態的颱風因子建立颱風期間花蓮港之船舶操作預警模式。目前船舶動態預警模式已建構完成並已附加圖形化使用者介面來提升其使用性，並已提出兩種模式對船舶動態進行預測，其中有選定颱風路徑做分類的模式I於45場應發佈警報的颱風中僅有5場颱風沒有發佈警報，另外不考慮颱風路徑分類的模式II則有6場無法正確進行預測。以本計劃所做的風險評估顯示，決策者可以提早6個小時發布警報，若保守一點的話則可在模式預報時間第62小時前就發布船舶動態(大約有90%之信賴度)。此結果都是考慮船舶安全為主。本計畫使用本所港灣技術研究中心2006年臺北、安平港及2004年花蓮港之波浪資料，分別利用統計公式方法與參數推估平滑方法來探討短期波高與週期之統計特性。在波高方面分別以Gamma、Weibull、Modified Weibull、Rayleigh與Log-Normal分布等五種機率分布函數；週期方面則以Gamma、Erlang、Rayleigh與Normal等四種機率分布函數，利用上述兩種方式，根據均方根誤差(RMSE)及判定係數(R2)，判斷何種分布模式與實際波高、週期分布較為吻合。根據分析結果，對於臺北、安平港與花蓮港的短期波高最適分布在探討的五種分布函數中尤以Weibull分布為最佳。而同樣地Weibull分布也被調查出為示性波高之最佳分布函數。在週期分析方面，Normal分布對於描述短期週期分布與臺北、安平港之示性週期分布是最佳的，而花蓮港則是以Erlang分布最合適。本文進一步探討波高與週期最適分布之參數估計並以公式表示，此獲得之公式可快速且正確地計算任何月份之波浪統計值。本計畫工作成果之「船舶動態管理系統」可提供花蓮港務局作為颱風期間船隻出港避難之判斷依據，另有關「波浪統計特性模式」，可提供臺北、安平及花蓮等港務單位作為港埠工程規劃設計、施工之參考依據。