類神經網路預測近岸任意點颱風風浪之研究

Abstract

本研究建立一套結合數值的統計模式以用於颱風時期近岸波浪預測。此混合模式結合了數 值模式與統計模式的優點，可達到即時預測近岸波浪的效果。數值模式主要以動力方程式計算 求解，其模擬結果可用物理意義解釋，因此在颱風時期的波浪預測有足夠的參考價值。但數值 模式隨著網格的縮小需耗費更大量時間，故無法達到即時預測的功能，因此加入統計模式與數 值模式結合，得以彌補運算時間冗長的問題，使颱風時期波浪預測能有即時性。本研究以臺灣 東北部近岸海域為研究範圍，收集 2005 至 2015 颱風資料、2 個浮標海象資料（龍洞、龜山島 測站）以及地面氣象資料（彭佳嶼、基隆、宜蘭、蘇澳測站）。本研究發展混合數值統計模式 過程中，首先利用 SWAN 數值模式模擬多場颱風網格點波高值，並得到兩浮標點之波高數值 解；其次，本研究以類神經網路模式建構統計模式；最後建立混合模式，混合模式可用以求解 任意點之波高，但任意點因缺乏觀測資料，因此在建模過程中，模式目標值將改以數值解（視 為真值）替代。研究結果比較了浮標點的波高觀測值、數值解、統計解以及混合模式解。最後， 本研究評估各模式預測能力及適用性。