地球科學系(含 海洋環境科技研究所)

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本系設立的宗旨,首在養成學生具備地球科學五大學術領域–地質學、大氣科學、海洋科學、天文學和地球物理–充分之本職學能;本系的教育目標,則首重致力培養有志從事地球科學之專精人才,以培育優秀之地球科學研究人才和實務工作的專業人才為主軸,並以培養優良的中學地球科學師資為輔。特別是在國內各地球科學相關系所中,本系是唯一同時涵蓋五大地球科學研究領域,並擁有師範大學在科學教育專業基礎的高等學術機構,此為本系之特色。若志在從事中等學校地科教學,本系亦可提供地科教學知能和教育專業知識,充分培育健全之地球科學師資。

在課程上,為營造更優質的學習與研究環境,本系已適度調整原以師資培育目標為主的舊有課程架構,整合各地球科學次領域之基礎課程,降低本系必、選修課程之比例,大幅減少各次領域之必修課程學分,以增加學生在各次領域課程選修之自由度及彈性,進而充分落實各次領域之專業進階課程。此外本系並積極鼓勵學生,實際參與實驗、撰寫論文、從事專題計畫研究等,以豐富其研究經驗,訓練學生使其具備獨立研究之精神與能力。經由選修本系提供之更多進階專業課程,進而厚植學生之理論基礎、充實其專業背景,並強化其選定目標次領域之學術養成和專業訓練;連同充足的研究經驗,本系學生的未來發展,將更具時代性與面對挑戰時的競爭力,進一步達到「博而精、廣而深」的終極目標。近來本系更積極增聘優秀外籍專任師資,以全英語教學方式授課,期能增加學生之國際觀與國際競爭力。

本系在碩、博士班研究所的教育上,採一系多所之架構,除地球科學研究所外,還包括海洋環境科技研究所。本系研究所的研究重點與發展方向,首在地球科學各領域之深耕與研究發展,並加強各次領域間之跨學門合作,以進一步提升本系之學術研究及國際化,並為本系學生的訓練和學習,提供全面全方位的考量,以訓練學生從容面對多變的世界,因應未來的挑戰。

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    華南沿海準滯留後造型雨帶之模擬研究:2013年5月26–27日個案
    (2022) 張鎮杰; Chang, Chen-Chieh
    2013年5月26日在冷鋒前西南氣流影響下,華南沿海地區生成一波準滯留型線狀對流系統,早晨由南海移入至廣東山區並持續滯留至27日凌晨,並造成14小時的長時間持續降雨,由綜觀環境分析顯示,沿海地區低層有西南噴流存在,地面至高層由南風順轉至西風形成較強的垂直風切,並透過雷達合成回波圖顯示,回波呈現東北-西南狹長走向,並在舊的對流胞西側不斷有新的對流胞產生,與後造型的對流系統特徵相近。本研究使用日本名古屋大學的雲解析風暴模式(CReSS 3.4.2版)模擬此個案探討環境提供哪些有利因素使後造形對流系統生成發展,在2.5公里解析度模擬結果與顯示,模式對於線狀對流在華南沿海有滯留的現象及綜觀環境的低層西南風增強有延遲發生的現象,為了模擬出與再分析資料更相像的綜觀環境,進行高解析度的模擬實驗,以利於分析地形對於對流系統的影響,高解析度1.0公里的實驗結果顯示,與2.5公里解析度比較線狀對流在華南沿海的蓮花山脈南側滯留的現象有更長的時間,以及綜觀環境的風場也與在分析資料更為相似,在前一波線狀對流系統後側外溢的下沉冷空氣與環境南風形成的輻合帶,以及沿海地區的南風沿著山脈地形的迎風面與夜間的山風形成的輻合帶,使高解析度模式模擬的實驗在夜間時段模擬出持續5個小時的後造形對流系統的發展。由敏感度實驗結果可以發現,若前一波線狀對流系統後側外溢冷空氣與環境南風形成的輻合帶在沒有蓮花南端山脈地形的存在情境下,較冷的空氣會隨對流系統向東北方移動,並沒有提供後續對流胞發展的有利環境。而若在環境較為穩定的情境下,環境的西南風傳輸南海的暖濕空氣,與蓮花山脈南端地形夜間所形成的山風,在山脈地形與沿海地區之間產生輻合帶,導致暖濕空氣無法沿著山脈地形產生新的對流胞,使此個案的對流系統無法持續發展。研究結果發現,在弱綜觀的環境下,當低層環境西南風增強時,底層的西南風會受到蓮花山脈南端的地形影響,使暖濕空氣沿著地形被強迫舉升至高處變為不穩定並形成新的對流胞,新的對流胞持續在相同的位置持續被激發,形成的對流系統出現後造的現象。在敏感度實驗結果可以得知形成新對流胞的主要歸因為地形的影響,在移除蓮花山脈南端山脈地形後,先前線狀對流系統產生的外溢冷空氣隨之東移,並未在原先位置滯留,形成不利於對流發展的環境,所以無法使對流胞在原先位置被激發。若在環境較為穩定的情形下,在山脈地形南端有較厚的冷空氣,而環境的風場為較弱的南風,在實驗中南風並未足夠增強,使沒有足夠的動力條件提供暖濕空氣沿著夜間山谷風環流的下沉冷空氣邊緣形成對流胞。