理學院

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學院概況

理學院設有數學系、物理學系、化學系、生命科學系、地球科學系、資訊工程學系6個系(均含學士、碩士及博士課程),及科學教育研究所、環境教育研究所、光電科技研究所及海洋環境科技就所4個獨立研究所,另設有生物多樣性國際研究生博士學位學程。全學院專任教師約180人,陣容十分堅強,無論師資、學術長現、社會貢獻與影響力均居全國之首。

特色

理學院位在國立臺灣師範大學分部校區內,座落於臺北市公館,佔地約10公頃,是個小而美的校園,內含國際會議廳、圖書館、實驗室、天文臺等完善設施。

理學院創院已逾六十年,在此堅固基礎上,理學院不僅在基礎科學上有豐碩的表現,更在臺灣許多研究中獨占鰲頭,曾孕育出五位中研院院士。近年來,更致力於跨領域研究,並在應用科技上加強與業界合作,院內教師每年均取得多項專利,所開發之商品廣泛應用於醫、藥、化妝品、食品加工業、農業、環保、資訊、教育產業及日常生活中。

在科學教育研究上,臺灣師大理學院之排名更高居世界第一,此外更有獨步全臺的科學教育中心,該中心就中學科學課程、科學教與學等方面從事研究與推廣服務;是全國人力最充足,設備最完善,具有良好服務品質的中心。

在理學院紮實、多元的研究基礎下,學生可依其性向、興趣做出寬廣之選擇,無論對其未來進入學術研究領域、教育界或工業界工作,均是絕佳選擇。

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    以注意力模塊、殘差連接建構之雨量深度學習超解析度模型
    (2023) 江家浩; Chiang, Chia-Hao
    人口的過度增長、土地的開發以及化石能源的消耗在近百年來造成地球氣候的變遷。自然災害發生的頻率也因此增加,並造成許多人類的傷亡以及產業的經濟損失。為了減緩自然的衝擊與資源的消耗,各國政府機關制定了相關政策,以減緩消耗;科學家們研發全新的、乾淨的替代能源,另一方面,氣象學家們則是藉由模型的建構,來模擬並預測這些極端事件的發生,以利人們在災害來臨之前做好準備,減少損失。其中,以水資源的影響最為深遠,它是地球中最基本也是重要的循環之一,同時也是占比最重的溫室氣體,且與人類活動息息相關。我們以台灣為例,台灣雖然年降雨平均高達2,500毫米,然而人均水資源卻是低於全球平均值。這是因為台灣的崎嶇地形特色所致,再加上季風與洋流的作用,使得降水的時空間分布不均。若能預測雨量的分布,則可訂定相關的防洪或者儲水建設,以降低災害並最大化水資源的利用,故一個準確且高解析度的預測模型一直是科學家們努力研究的方向之一。現今普遍的做法是將氣象模型的模擬資料做降尺度來提升解析度以供區域性的參考。然而這些預測模型所消耗的計算資源甚鉅,且解析度有限,很難提供疆域小且地形交互作用複雜的地區有準確的預測結果。我們提出了一個以深度學習為基礎,並結合殘差連接、注意力模塊的超解析度模型,可望提升現有的氣象模型所產出之低解析度的結果之準確性和解析度。文末,我們也比較了其他氣象降尺度的方法和其他機器學習為基礎的模型,並在四種指標(平均絕對誤差、方均根誤差、皮爾森係數、結構相似性)、定量降雨預報檢測中優於其他氣象降尺度的方法。