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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    北南海及西菲律賓海浮游性植物族群結構之分析
    (2009) 楊絮涵
    海洋浮游性植物各族群體內獨特的色素組成可成為分析其族群結構的重要訊息。本研究利用高效能液相層析儀(HPLC)分析北南海及西菲律賓海中單細胞藻類體內色素之組成,並利用化學分類運算程式(CHEMTAX)進行藻類族群分布之運算。由於藻種體內各別色素濃度與葉綠素甲濃度比值(pigment ratio)為CHEMTAX推算族群結構之關鍵訊息,本研究以循環收斂運算方式(Latasa, 2007)應用於CHEMTAX的計算,以獲取較可信賴的色素比及族群分布結果。 本研究發現南海北部表水以Cyanobacteria和Prochlorococcus為主要優勢藻種,在浮游植物族群總量上分別占有36+15%和30+12%;SEATS測站則以Prochlorococcus (51%)為優勢藻種;東沙環礁內測站,以Prochlorococcus與diatom為優勢藻種,各別為35+17%和23+3%;綠島西北及西南測站,以Prymnesiophytes (25+2%)及Prochlorococcus (23+4%)為優勢藻種;西菲律賓海以Prymnesiophytes (49+3%)為主要優勢藻種。此結果對於海洋暖化、海水酸化或是人為活動由河川大氣輸出物等環境變遷對於南海北部及西菲律賓海之浮游植物族群分布之影響提供了基礎的背景訊息。
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    2008年晚春到初夏期間台灣周遭海域的二氧化碳交換通量與分佈
    (2009) 賴星宇; Hsin-Yu Lai
    本研究主要是探討台灣周遭海域表水二氧化碳的分佈及其海氣交換通量,並進一步瞭解其變化的成因及與水團分佈的關係。研究時間於2008年晚春初夏(5月28日至7月13日)於南海(South China Sea, SCS)、西菲律賓海(West Philippine Sea, WPS)、台灣西部近岸(Western Taiwan Coast, WTC)和東海(East China Sea, ECS)進行二氧化碳分壓(fCO2)的現場立即偵測,利用”二氧化碳分壓自動分析系統”(Automated Underway pCO2 System)來測量海水與大氣中之fCO2;所量測到的大氣fCO2範圍為367.4~402.2 μatm,其高值均發現在較靠近陸地的區域(台灣、中國大陸、呂宋島),高低濃度相差可達35 μatm。表水fCO2範圍:SCS介於352.3~415.6 μatm(389.3±16.5, n=1400)、WPS介於346.9~399.0 μatm(377.6±5.8, n=840)、WTC介於370.5~407.3 μatm(389.2±4.8, n=836)、ECS介於162~707 μatm(378±69, n=1497),以ECS的變化幅度最大,可達545 μatm;在長江和閩江沖淡水舌(Plume)區域發現海水中有著最低、次低的fCO2值(217、162 μatm),且fCO2分佈隨著經度由西向東而增加,與葉綠素a濃度的分佈趨勢相反,因此海水fCO2分佈主要隨浮游生物量的減少而產生梯度漸增的變化。長江與沿岸湧升流溫度低區,發現到海水中之fCO2分別有顯著的高值(707、676 μatm)存在,此區域有極低的透光度(13.9 %),極高的營養鹽(NO2+NO3)及葉綠素a(Chl-a)(32.2 μM、106.7 mg/m3),此海水含較高的fCO2推測可能來自於長江河水和沿岸湧升的底層水。SCS及WPS海域之水團較為穩定,其fCO2變化梯度均是由陸棚向外洋增加,這是由於近岸海水溫度較低且富含營養鹽葉綠素a,使得海水中的fCO2減少;在外洋區域生物作用較低,主要是反應日夜溫差(0.2~0.3℃),因此在SCS和WPS可清楚看出fCO2白日高晚上低(△fCO2 =7.9)。WTC表水fCO2整體變化幅度不大,但大氣fCO2受控於較接近陸源影響而呈現區域性的峰值。在晚春初夏期間,台灣周遭海域對於大氣來說皆是個二氧化碳的源(source),其二氧化碳溢散至大氣之整體交換通量在SCS約為1.74±2.06 mol C/m2/yr、WPS約為0.54±0.59、NWT約為0.29±0.18和ECS約為0.28±4.94。
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    南海海表面高度變化之研究
    (2005) 蘇銘強
    南海為東南亞地區最大的一個半封閉的邊緣海,北方與中國大陸南邊相鄰;西方與西南方則是以越南、馬來半島(Malay Peninsula)為界;至於東邊則是由一連串的島弧所構成,由北到南依序是台灣、菲律賓群島(Luzon)、巴拉望島(Palawan)以及位置偏南的婆羅洲(Borneo)。整個海盆是屬於狹長的菱形,呈現東北-西南走向,涵蓋的範圍包括了0°N~25°N以及99°E~124°E,所佔的面積約為3.5 × 106 平方公里,最大深度在海盆的中央,超過了5000公尺,海盆的水深為西半部較淺,東半部較深,平均深度則超過2000公尺。 本研究利用AVISO的衛星測高海表面高度距平以及做過衛星測高資料同化處理的三維海洋環流數值模式(Wu et al.,1999)所輸出的海表面高度距平,使用經驗正交函數(EOF,Empirical Orthogonal Function )分析法來進行分析,以進一步探討南海海盆之海表面高度變化的情況。 就觀測資料來說,夏季海平面型態中,在正常年時,越南外的低海表面區被侷限在一個小範圍的區域;聖嬰現象發生時則會往中央以及北方的海盆擴散;而反聖嬰現象發生時,呂宋西北外海的高海表面區的範圍則會變廣且較高。至於冬季海平面型態中,在正常年時,海盆南北兩個氣旋式的環流都明顯的存在;聖嬰現象發生時,南邊的氣旋式環流會減弱;而反聖嬰現象發生時,則是北邊的氣旋式環流會減弱。 就EOF分析結果來看,AVISO衛星觀測資料的前兩個Modes分別佔了總變異量的33%以及12%;而模式結果的前三個Modes分別佔了總變異量的38%、26%以及9%。兩種資料的第一個Mode都呈現出,季風對於南海海盆海表面高度變化的主要影響力,其餘的Mode則顯示出不同年際間,受到聖嬰現象以及反聖嬰現象發生與否的影響,南海海盆在年際間所產生的變化。
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    南海北部大陸邊緣東沙-澎湖隆起構造演化之研究
    (2017) 黃進達; Huang, Chin-Da
    南海北部大陸邊緣於中生代屬於活動大陸邊緣。然而,由於新生代被動大陸構造演化的變動,導致中生代遺留構造研究困難,只有極少數文獻報導過此區域中生代的構造演化。本研究以南海北部大陸邊緣東沙-澎湖隆起地區之震測剖面資料進行解釋,佐以位於此地區之MZ-1-1井的古生物定年、碎屑鋯石鈾鉛定年、井壁岩心氬氬定年等年代控制,及地球化學分析等作為研究資料。根據震測剖面解釋,可以發現一系列由正斷層再活動而形成之高角度逆衝斷層與褶皺,顯示出構造反轉的證據。利用定年控制,本研究認為此構造反轉事件可能開始於早白堊紀,於晚白堊紀發展,並於新生代前結束;震測解釋可劃分出其影響範圍大約100公里寬,局限於東沙-澎湖隆起地區。藉由南海的古地理重建模式可知,此構造反轉可能源於晚白堊紀時期,海底火山(seamount),主要為卡拉棉群島(Calamian Islands)─現在位於北巴拉望地塊(North Palawan block),與南海北部大陸邊緣的碰撞所造成。
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    新生代南海區域盆地發展與地體構造之關係
    (2015) 詹羑律; Chan, Yu-Lu
    南海為一主要的大陸邊緣海,位於三大板塊(歐亞大陸、印澳板塊、太平洋板塊)交界處,自新生代以來,構造環境與演化進程複雜。塊體的相對運動帶動了此區多樣性的構造事件,包含了擠壓、張裂、錯動等,對南海周圍一系列的沉積盆地演化有相當程度的影響。為了探討塊體運動與沉積盆地之相關性,我們統整文獻中火成岩之時空分佈及盆地中震測剖面與構造形態等資料,將此區盆地演化以不整合面為界,分為同張裂作用(syn-rift)與後張裂作用(post-rift)。並利用Gplates軟體結合此區之地體構造:主要是印支地塊脫逸作用與南海海盆張裂等兩構造事件,以確立盆地演化之分期與大構造演化史,重建整個南海地區新生代(~60Ma)以來的發展。並根據重建結果,以內差法運算南海臨近地塊每隔2Ma之相對運動速度及角度之變化。結果顯示,中沙、禮樂灘原屬華南地塊,自古新世至始新世以來(60~30 Ma),華南陸緣伴隨西太平洋隱沒向東南後撤加上古南海往東南隱沒之拉力開始拉張剪薄,形成一系列雙峰火山岩。而中沙、禮樂灘亦由靜止狀態開始穩定向東南加速移動(0 mm/yr~50 mm/yr),初始以西北-東南拉張方向為主,並於南海西北及東南區形成一系列東北西南走向沉積盆地。此拉張事件一直持續到南海海盆打開(30 Ma),張裂速度開始持續減慢至16 Ma停止,而南海西北及東南區之盆地也相繼進入後張裂時期。南海西南區之盆地多有平移斷層通過,但盆地初始張裂皆較斷層滑移來的早,並以東-西及西北-東南向張裂為主,顯示印度與歐亞大陸的擠壓碰撞及古南海隱沒拉力為此區之主應力來源。由於塊體內部受應力後相對的滑移作用,造成此區各盆地演化差異大,不整合面的時空分佈較無區域性的統一,而盆地先後的反轉作用則與印支地塊向東南的脫逸作用較為相關。