高考申論題
114年
[海洋行政] 海洋學概論
第 六 題
六、通常海表面的風是引起沿岸湧升流的主要原因。下列 A、B、C 三個不同寬度的海灣，請分別繪圖標示並解釋那一種方向的風會引起沿岸湧升流。（15 分）
📝 此題為申論題
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本題考驗「尺度效應（Scale effect）」。解題核心在於比較海灣寬度（W）與內部羅斯貝變形半徑（Rossby radius of deformation, Rd，中緯度約20-30公里）的大小關係。預設為北半球，當 W << Rd（圖C），科氏力影響極小，海水受風力直接推動；當 W >> Rd（圖A），科氏力主導，產生艾克曼傳輸（Ekman transport）。答題需分述這三種空間尺度下，風向與對應湧升流位置的物理機制。
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【破題】 沿岸湧升流的形成機制強烈依賴於海域的空間尺度。判斷的物理關鍵在於「海灣寬度（W）」與「內部羅斯貝變形半徑（Rossby radius of deformation, $R_d$，中緯度一般約 20-30 公里）」的比例關係。尺度決定了科氏力（艾克曼偏轉）與表面風應力直接推動的相對重要性。以下論述預設本海域位於北半球。 【論述】
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沿岸湧升流機制
💡 依據海灣寬度與羅斯貝變形半徑之比例，判斷風力或科氏力之主導性。
| 比較維度 | 小尺度海灣 (W < Rd) | VS | 大尺度海灣 (W >> Rd) |
|---|---|---|---|
| 主導物理力 | 表面風應力直接推動 | — | 科氏力 (Coriolis) |
| 海水傳輸方向 | 順著風向移動 (離岸) | — | 風向右側 90 度 (北半球) |
| 致湧升風向 | 垂直海岸之離岸風 | — | 平行海岸之沿岸風 |
| 主要湧升區域 | 海灣最底部 (灣頭) | — | 風向左側之沿岸區域 |
💬海灣尺度決定了海洋對風應力的響應模式：小尺度為動力推擠，大尺度為地轉偏向。
