全球海洋大數據 助益新能源開發

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曾博群
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國家災害防救科技中心分析過去70年(1951-2020)全球海水表面溫度、近海面海風風速、波高等歷史大數據,找出海水表面溫度上升超過攝氏1度對全球海風及波高之間的相互影響,相關研究成果於2月刊載國際期刊《應用能源》,可以提供開發新能源的參考。圖/unsplash

【記者曾博群綜合報導】國家災害防救科技中心分析過去70年(1951-2020)全球海水表面溫度、近海面海風風速、波高等歷史大數據,找出海水表面溫度上升超過攝氏1度對全球海風及波高之間的相互影響,相關研究成果於2月刊載國際期刊《應用能源》,可以提供開發新能源的參考。

持續升高的海溫,會使得海洋因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。

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。

在國科會工程處及自然處計畫支持下,國家災害防救科技中心團隊解析過往70年的海洋大數據發現,海表溫和波浪能之間存在著因果關係,當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0.8m/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。

這項研究成果顯示,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%。

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一年的時間延遲,當全球平均海表溫升高約一年後,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,亦即,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。

「前瞻能源」被視為太陽能與風能以外重要前瞻再生能源技術,風能和太陽能在發電上受限於時空的特定因素,而前瞻能源當中的海洋能的持續穩定性能在一定程度上彌補風能和太陽能的間歇性。本研究使用70年的大數據探討海洋能的潛能,可以提供開發新能源的參考。

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