作者tom5707 (孤单漂流.孤单行)
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标题[情报] 本校地质系北太平洋地区河流蜿蜒度研究 荣登《科学》期刊
时间Wed Mar 24 16:14:28 2010
国际最着名的《科学》(Science)期刊,在3月18日刊出由台大地质系和美国哥伦比亚大
学、日本东京大学以及英国剑桥大学等多所国际知名大学的国际合作研究成果。该研究发
现,台湾因为受到高度暴雨机率和洪水灾害的影响,是北太平洋岛屿中蜿蜒度最高的地区
之一,平均值达1.4,仅次於菲律宾吕宋岛;而荖浓溪上游的浊口溪,其蜿蜒度超过2.0,
则几乎是蜿蜒度最高的河流。
台大地质科学系陈宏宇教授指出,此项国际合作计划主要是针对日本、台湾、菲律宾、婆
罗洲及新几内亚等5个北太平洋地区,岛屿内曲流变化的现象,来探讨大自然中的气候或
地质环境等因素在这些曲流中所形成的证据。研究主要是利用曲流蜿蜒度的网格、月平均
降雨量、每日河水流量、以及台风侵袭的机率密度函数,来进行曲流蜿蜒度(亦称曲度)与
气候间相互关系的一系列探讨。
研究的结果显示,蜿蜒度的变化大致上和雨量,以及洪水的强度呈现正向关系。而台湾和
菲律宾北部吕宋岛、日本南部九州等,由於季风、台风和洪水强度均很高,是蜿蜒度最高
的地区。强烈暴风雨较少,而且洪水的出现也较少的赤道和中纬度地区,蜿蜒度则较小。
这个研究结果也告知我们,北太平洋地区虽然受到板块挤压的影响,但是其地壳的抬升速
率相对蜿蜒度造成的影响却比气候还少。例如,吕宋岛的抬升速率(~1毫米/年)相对的比
台湾低(~6毫米/年),但该地的台风侵袭频率和洪水强度均较台湾为高,因此,其蜒度度
较台湾为高,平均蜿蜒度在1.5左右,其次才是台湾,平均蜿蜒度在1.4左右。不过,台湾
南部荖浓溪上游的浊口溪,因为洪水强度及岩层破碎的因素,使其蜿蜒度超过2.0,是蜿
蜒度最高的地区。基本上,河流平均蜿蜒度较高的地区,都分布在北纬8°至25°之间,
这个结果显示,气候影响因素的重要性,因为,这个地区大气环流的驶流效应有密切关联
性,也就是和台风的袭击频率有着高度对应的关系。
长期研究台湾地质特性的陈宏宇教授也指出,除了气候因素以外,岩石的强度、岩层的破
碎等地质环境的敏感条件,也是影响河流蜿蜒度变化的主要因素。当河道加宽或是产生曲
流时,侧向的侵蚀速率会比向下的切蚀速率增加10倍以上,这个现象也会随着时间的增长
,而加大水平的侵蚀作用,造成河道的弯曲、加宽、河阶地的形成、山谷的不对称,甚至
曲流改道的现象。
陈教授特别指出,台湾南部地区岩石的强度平均在25Mpa以下,属於弱岩的等级,加上不
连续面在中、南部地区延伸多处,使得岩层多处呈破碎状。而更高频率的降雨强度以及降
雨的延时,会使溪流两岸的谷壁,和其紧邻的坡体更加的不稳定,并使侧向侵蚀加大。於
是,洪水频率、水流剪力,以及沉积物的流动作用在河岸以及河床的侵蚀力量都会相对增
加。这些大自然演化的现象都可以在山崩、土石流、或差异侵蚀所造成集水区地形、地貌
改变的痕迹中找到证据,尤其以北太平洋地区岛屿的台湾及菲律宾北部的吕宋岛最为明确
。
捐款资料补充
这篇由台湾大学地质科学系与美国哥伦比亚大学、日本东京大学、英国剑桥大学等多所学
校的国际合作研究工作,也同时获得了美国太空总署(NASA)、美国科学基金会(NSF)、
中华民国国家科学委员会、以及经济部水利署的支持与赞助。本项研究除了美国哥伦比亚
大学研究群的主持人 Stark博士以及台湾大学地质科学系陈宏宇教授之外,主要参与研究
的人员还包括哥伦比亚大学Barbour博士、剑桥大学Hovious 教授、日本东京大学
Hayakawa教授、筑波大学Hattanji教授、Xu 教授、京都大学Fukahata教授、成功大学林
庆伟教授以及经济部水利署洪铭坚博士。
本校地质科学系研究团队与美国哥伦比亚大学研究团队,自2001年开始进行国际合作研究
工作迄今,已有10年时间,一些成果皆已陆续发表於《自然》(Nature)、《地质》
(Geology)、《地球物理通讯》(Geophysical Research Letters)等国际着名的期刊。本
项研究共花了将近3年的时间完成分析,同时也可以提供给研究北太平洋地区的岛屿,以
及台湾岛在大自然演化过程中的一项重要的比较性参考。
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