洩油模擬
通過將模擬粒子視為油滴,根據水動力學模型提供的流場資訊,追蹤油滴在水體中的運動。這能夠模擬洩油源的影響,預測汙染的擴散範圍和方向。這種技術不僅可用於災害應變,還可支持事前風險評估和環境保護計劃,提供即時的擴散信息,以協助快速反應及最小化生態影響。
減碳策略為近年政府主要推動政策之一,而再生能源的開發與使用則為減碳的主要推力之一,臺灣時常面臨各種自然災害,除了水下基礎必須能抵抗地震的衝擊;海纜也要能承受強勁洋流及波浪。雖有現場觀測資料,但對於未來短期氣象或長期氣候的變化,則需透過氣象及海象模式預報,才有辦法進行施工及運維規劃。
人員落海救援
將受困人員作為模擬粒子,根據水動力學模型提供的流場資訊,可模擬追蹤落水者的運動軌跡制定最佳搜救路徑,協助救援人員制定更有效的搜救計劃,以縮短搜救時間並提高成功率。並有助於搜救團隊更有效地部署資源,是救援行動中重要的決策支援工具。
上圖為2022年4月7日獅子山籍共和國「KYOTO」貨輪4月7日在澎湖發出遇險信號,我們分別利用遇險信號發報點與罹難者尋獲地點分別進行落海軌跡模擬。以遇險信號發報點為起點的模擬結果,漂流軌跡往北方前進,並於澎湖東北方滯留3天後往北,此模擬結果與其中2名罹難者位置重疊,並且與搜救指揮中心模擬搜救範圍高度重疊。以罹難者尋獲位置為起點進行回推落海軌跡模擬,模擬結果表示漂流軌跡往南方前進,並於途中經過遇險信號發報點。
垃圾熱點追蹤
透過記錄粒子在水體中的移動軌跡,能夠追蹤垃圾的來源和去向。使用水動力模型提供的流場資訊,根據流場的速度和方向,模擬粒子在水中的運動,對於預測和管理垃圾熱點,提供實質數據支持決策制定。
上面案例取用臺灣東北角的垃圾最終堆積處之一的「南雅奇石」進行垃圾漂流模擬,模擬的方式是使用「backward」,並參照 NOAA 提供的「太平洋垃圾帶」作為依據,進行連續 20 天的漂流軌跡模擬,而每天都模擬了回推 28 天的軌跡。根據下圖的模擬結果顯示,垃圾軌跡主要來自台灣西南部及菲律賓東北方,其中台灣西南部部分軌跡由西太平洋流進,於此處回流後往台灣東部流。