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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    尺度交互作用於秋季熱帶氣旋年際變化之影響
    (2011) 李庭慧; Ting-Hui Lee
    過去有許多研究顯示,夏季的熱帶氣旋會受到不同尺度的系統所影響而有明顯的年際變化,如聖嬰現象、季內振盪等。然而較少研究針對秋季熱帶氣旋進行討論。本研究將使用三維綜觀尺度擾動動能方程,來探討西北太平洋地區,秋季綜觀尺度擾動的能量收支,在年際變化上的差異。本研究將此方程的擾動部分分為綜觀尺度擾動(10天以下)以及季內振盪(10-90天)兩部分,因此可以進一步探討平均流及季內振盪與綜觀尺度擾動之交互作用。 利用累積氣旋能量,定義出年際變化的活躍期與非活躍期,並做能量的合成分析,探討兩時期能量轉換之差異。研究結果發現在活躍期時,正壓能量轉換與斜壓能量轉換皆有向東、南延伸的情形。正壓能量轉換項包含平均流與綜觀尺度擾動之交互作用,以及季內振盪與綜觀尺度擾動之交互作用。由於在西北太平洋地區有東北-西南走向之綜觀尺度擾動,且該波列呈西北-東南走向,故有利於綜觀尺度擾動從大尺度環境場擷取能量。另外,該區也存在一異常氣旋式風切距平、異常季內振盪的氣旋事風切距平以及異常西風噴流距平,故有利於平均流場與季內振盪將能量轉換給綜關尺度擾動。而對斜壓能量轉換項而言,由於在低層有明顯的海氣交互作用、中高層有較大的潛熱釋放,因此造成活躍期時斜壓能量轉換也增強。 因此可知在活躍期時,正壓與斜壓能量轉換皆增強且向東、南延伸,會有利於颱風在西北太平洋東南側之生成與發展,生成後颱風在海上停留的時間亦較久,故較有機會發展成為較強烈的颱風。
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    東太平洋間熱帶輻合帶的年際與年代際變化
    (2011) 施明甫; SHIH, MING-FU
    熱帶海洋地區有許多對流發展,稱為間熱帶輻合帶(Intertropical convergence zone;簡稱ITCZ)。其中的東南太平洋間熱帶輻合帶(Southeast Pacific intertropical convergence zone;簡稱SITCZ)位於東太平洋赤道南方,每年2~4月才會發展對流系統。分析顯示,東太平洋赤道北方的間熱帶輻合帶(簡稱NITCZ)和SITCZ的3~4月強度有年代際變化,由於赤道南方的海表面溫度(Sea surface temperature;簡稱SST)在1982年以後大幅上升,有利對流發展,且也使負值SST南北向梯度加強,導致原本的東南風減弱較多,而使SITCZ的輻合增強。NITCZ則因為對應SST原 本已高,SST略增對於對流強度增強沒有明顯幫助。年際變化方面,本研究先分析El Nino/Southern Oscillation(簡稱ENSO)對ITCZ的影響,發現強聖嬰年時,高SST是影響對流發展的主因。而SITCZ在強反聖嬰年,因為強的SST梯度會使輻合動力機制提前於2月發生,使SITCZ於3~4月能夠顯著發展。另外在研究的分析中也顯示SITCZ區域的SST並非影響SITCZ強度的唯一機制。利用高解析度資料分析,當NITCZ區域的SST在北半球冬季及春季較高時,3~4月的NITCZ可以維持較強強度,進而利用動力機制壓抑赤道南邊的SITCZ環流,使SITCZ較弱;反之若NITCZ區域的SST在南半球夏季及秋季較低溫時,3~4月的NITCZ則會明顯減弱,動力機制壓抑赤道南邊SITCZ的情形相對不明顯,因此SITCZ會較強。
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    西北太平洋-東亞地區 降雨之季節至年際變化
    (2005) 黃立凡; Li-Fan Hunag
    本研究將西北太平洋-東亞地區的降雨分為春雨期、梅雨期、西北太平洋夏季季風雨期、秋雨期以及冬雨期,對各降雨期降雨的主要機制以及水氣的主要來源分別做了探討。西北太平洋-東亞地區的濕季包括:5月底到7月中典型南北溫差造成的梅雨期;7月中到9月底海洋上的西北太平洋夏季季風雨期。梅雨期鋒面降雨水氣的主要來源為,夏季季風環流的西南風與副熱帶高壓的東南風輻合,提供了水氣給鋒面系統;南邊海上降雨系統主要為高海溫透過地表熱量通量的傳送,增加進入大氣的淨能(Fnet)而產生的對流為水氣主要來源。在西北太平洋夏季季風雨期,水氣的主要來源為和高海溫相關的Fnet所引起的對流系統。此季風系統造成季風槽的向東延伸,使副熱帶高壓北移,副高的下沉氣流抑制了北邊梅雨鋒面對流的發展,故此時北邊梅雨鋒面已減弱而消失。西北太平洋-東亞地區的乾季即為冬雨期,此時期大環境被強勁的東北風所影響,空氣乾冷,水氣的主要來源是北方的冷空氣和南方的暖空氣相遇,造成暖空氣的抬升而產生降雨。介於濕季與乾季間的過渡時期:9月底到11月中旬為濕季過渡到乾季的秋雨期;3月初到5月中為乾季過渡到濕季的春雨期。秋雨期降雨所需水氣的主要來源為高海溫所引起的熱帶對流,但此時北方已受東北風影響,大氣環境已經不利於降雨。當北方伴隨鋒面的冷空氣南下時,會抑制對流系統北緣對流的發展,使在北緯20度以北地區的降雨減少。春雨期大氣環境已經開始有利降雨,但相對於秋雨期而言,海溫偏冷不利於對流發生,春雨期水氣的主要來源為南方傳送過來的濕平流,此濕平流為伴隨向西延伸的太平洋副高所產生的。 在年際變化部份,ENSO為影響西北太平洋-東亞地區最強的年際變化現象,在ENSO發生期間,春雨期、秋雨期以及西北太平洋夏季季風雨期降雨有明顯變化。El Nio(La Nia)發展年(year 0),西北太平洋地區的海溫偏低(高),減弱(增強)了熱帶對流,造成秋雨期降雨減少(增加)。El Nio(La Nia)消弱年(year 1),西北太平洋上所產生的反氣旋(氣旋)距平,使南方帶來的水氣增加(減少),造成春雨期降雨增加(減少)。El Nio在發展年與消弱年對於西北太平洋夏季季風區的影響是相反的,這樣的雙年變化(biennial variation)包括降雨、850毫巴的重力位高度場、海溫、風速風向以及Fnet都可以看到這樣相反的變化情形。El Nio year 0(year 1)在西北太平洋氣旋(反氣旋)距平的影響之下,使得西北太平洋夏季季風區的風速增強(減弱),使得蒸發量增加(減少),進而造成由Fnet所引起的上升(下沉)運動,造成西北太平洋夏季季風雨期的降雨是增加(減少),此時海溫並不如我們預期的對降雨有正回饋的貢獻。