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系統識別號 U0026-0812200911502363
論文名稱(中文) 潮位資料補遺及天文潮分潮特性之研究
論文名稱(英文) On the Supplement of Tidal Data and the Characteristic of the Astronomical Tide Component
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 水利及海洋工程學系專班
系所名稱(英) Department of Hydraulics & Ocean Engineering (on the job class)
學年度 94
學期 1
出版年 95
研究生(中文) 黃瓊珠
研究生(英文) Chiung-Chu Huang
電子信箱 n8792103@ccmail.ncku.edu.tw
學號 n8792103
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 62頁
口試委員 口試委員-歐善惠
指導教授-李汴軍
指導教授-高家俊
召集委員-徐月娟
中文關鍵字 小波轉換  調和分析  分潮  天文潮 
英文關鍵字 wavelet transform  harmonic method  tide component  astronomical tide 
學科別分類
中文摘要   應用調和分析法分析天文潮位需要長期的觀測資料,由於潮位觀測常因人為或外在因素的影響導致觀測中斷而無法取得完整的資料。本文利用調和分析法以天文潮位疊代做資料補遺,以求獲得準確的天文潮位。由研究結果顯示,對資料紀錄長度為一年,資料連續缺失率在20%以下;或資料長度為二年以上,資料連續缺失率在60%以下時,資料補遺之結果良好。當資料紀錄長度介於一至二年之間,資料缺失率在20%以上時,由於(1)S2與R2、T2;(2)K1與Ψ1、S1及(3)Sa及Ssa等分潮的角速度較接近,引起各分潮間相互影響,造成S2、K1及Sa分潮在資料補遺過程中,無法收斂至真實的分潮振幅。考慮兩個角頻率相近的分潮所組成的合成潮,由S2、K1及Sa鄰近各分潮間之合成潮包絡線週期推算之結果可知,資料補遺的最佳資料長度為二年。另由相關性分析之結果可知,使用二年資料作為資料補遺之基本資料長度,可以獲得較佳的相關性。

  調和分析僅能得到能量和頻率的關係,無法獲得能量在時間上的分佈,而小波轉換則可以同時取得能量在時間及頻率上的分佈。本文利用小波能譜在時間上之分佈判斷最大潮差發生的時間;並由平均小波能量在頻率上的分佈,依據全日潮及半日潮能量所佔的比例,判斷潮汐型態。由小波轉換結果得知,頻率小於0.5 (1/day)低頻部份的能量極少,顯示由氣象等因素所引起的水位變化,對於潮位之調和分析的影響極小。在潮位資料補遺的過程中,可由歷次的小波能量在時間及頻率上的變化,判斷資料補遺的收斂狀況,並且推算最少的補遺次數,其結果與相關性分析之推算結果相同。
英文摘要  The harmonic analysis method needs a long-term observation data for calculation. If the observed data are missing quite a lot due to some reasons, then this method cannot estimate astronomical tide height so well. Thus the purpose of this paper is to obtain accurate astronomical tide height by using astronomical tide to retrieve the missing data. It is shown that the supplement is reasonable agreement under the condition at the data loss being below 20% in a year or 60% for more than two years. If the data loss ratio is above 20% of the data record length lies within one to two year, the supplement results cannot converge to the real of the amplitude among the tide component of S2、K1 and Sa. The reason is that the amplitude of tide components called S2 with R2 and T2 ; K1 with Ψ1 and S1 ; Sa with Ssa are mutually affected each other. Consider two component tides with close by angle frequency to constitute the resultant tide, it is necessary to make the supplement with 2 years data length can acquire better result. The same results are done by the correlation method to use 2 years data length for the supplement.

 The result of harmonic analysis can get the relation between energy and frequency, but unable to obtain distribution of energy in the time domain. The wavelet transform of the tidal data can get the distribution of energy in the time and frequency domains. From the wavelet energy distribution in the time domain, it can judge the time to happen for the maximum tide range difference. And from the mean of wavelet energy distribution in the frequency domain, it can decide the type of tide based on the energy proportion of diurnal and semidiurnal tides. Owing to the energy for frequency below 0.5(1/day) is very small compared to total energy; the retrieved data from the harmonic analysis have little influence to the change of water level caused by other meteorological factors. During the process of the tidal data supplement, it can judge the convergent condition and iteration frequency from the variation of the wavelet energy spectrum. The same results are similar to the correlation method.
論文目次 摘 要 ………………………………………………………i
Abstract………………………………………………………ii
誌 謝 ………………………………………………………iv
目 錄 ………………………………………………………v
表目錄 ………………………………………………………vi
圖目錄 ………………………………………………………vii
第一章 緒論 ………………………………………………1
第二章 相關理論 …………………………………………5
    2-1 調和分析……………………………………5
    2-2 小波理論……………………………………8
第三章 潮位資料補遺之分析 ……………………………20
    3-1 資料補遺之方法……………………………21
    3-2 資料補遺之實例分析………………………22
    3-3 分潮之間的交互影響………………………26
    3-4 台灣地區其他測站之資料補遺……………28
    3-5 資料補遺之相關性分析……………………31
    3-6 資料補遺之最大缺失率……………………38
第四章 潮位資料之小波分析 ……………………………42
    4-1 實測潮位及天文潮位之小波分析…………42
    4-2 資料補遺歷程中,潮位的小波分析………48
第五章 結論與建議 ………………………………………57
參考文獻 ……………………………………………………59
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