聲波解鎖海洋能量！最新研究揭開波浪發電新契機

長久以來，海洋波浪被視為極具潛力的再生能源來源。全球波浪產生的能量估計高達50-80兆瓦，幾乎是現今世界年用電量的2到3倍。雖然已有許多裝置設計用來捕捉並轉換波浪能量，但現有技術在深水區的效率仍面臨挑戰，導致波浪發電至今未能像風力與太陽能那樣蓬勃發展。

最新研究發現，解決這個問題的關鍵可能在於兩種波浪的互動作用：海面波浪與水下聲波。我們的研究團隊剛發表論文證實，利用水下聲波可以增強海面波浪的能量，這項突破可能讓波浪發電變得更具可行性。

這項發現還有另一個重要應用：透過調控聲波來減弱海嘯威力。在另一篇論文中，我們也展示如何利用水下聲波來改進現有的海嘯預警系統。

海面波浪主要由風力抬升與重力下拉共同作用形成，因此又稱為表面重力波。而水下聲波則源自地震或火山爆發等現象，有時產生於海面下數千米處。這些聲波透過壓縮與擴張海水傳播，速度可達每秒1,500公尺，遠快於海面波浪的每秒數十公尺。

傳統理論認為這兩種波浪互不相干，直到2013年我們的研究首次提出「三重共振」現象：當兩個聲波的頻率與海面波匹配時，會將能量轉移給海面波，使其振幅增大。這意味著我們可以設計特定頻率的聲波產生器，來增強或抑制海面波浪。

實驗資料顯示，三重共振能使海面波高增加30%以上。雖然聲波產生器需要耗能，但未來可考慮使用波浪發電來供電，以減少碳排。目前研究團隊正進行數值模擬與小型實驗，希望能將這項技術推向商業化應用。

在減緩海嘯方面，我們分析2022年東加地震海嘯事件，證實聲波調控理論上可行。但實際操作面臨更大挑戰，包括需要更強大的聲波產生器，以及即時精準掌握海嘯特性，否則可能適得其反。

此外，我們提出利用水下麥克風（水聽器）監測聲波，可作為現有海嘯預警系統的重要補充。全球僅需設定30個水聽器站，就能涵蓋所有高風險海嘯區域。這項技術對沿海社羣尤其重要，有助實現聯合國教科文組織「2030年海嘯防備」的全球目標。

這項突破性研究不僅為波浪發電開闢新途徑，也為海嘯預警與防災帶來創新解方，展現聲波科技在海洋能源與防災領域的雙重應用價值。