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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    由縮減應力張量計算應力規模之可行性分析
    (2020) 陳冠豪; Chen, Guan-Hao
    地震,是目前最不可預測及有可能造成重大傷亡的天然災害,預防地震所造成的危害及了解地震是國人最重要的課題之一。地震又是如何發生的?當地底下應力累積超過岩石強度,造成岩石或岩層破裂進而產生錯動發生地震,然而實際地下應力累積方式,及岩石強度臨界值是否隨時間有所變化,何時能誘發地震皆無法確切得知,倘若能進一步了解地震,如獲得地震發生時的應力規模,可提供地下岩體材料係數額外之資訊,則可達到防災減災之目的。目前關於地震應力研究中,尚無有效地估算地下應力規模之方法,因此本研究之主要工作為發展新的應力規模計算方法,將不同深度的縮減應力張量(Reduced stress tensor)作為觀測資料,逆推三軸主應力規模與方向隨深度之分布,建立地下應力模型。 在本研究中,建立兩種應力模型:線性固定模型與線性旋轉模型,分別以地下不同深度之三軸主應力比值(Stress ratio, φ)與六個獨立方向的正應力比值(Normal stress ratio, RSi)作為觀測資料,使用網格搜尋(Grid search)方式進行逆推,計算三軸主應力規模與方向隨深度之變化關係。 以合成資料檢驗兩種模型在不同情境下之可行性,其結果顯示線性固定模型在不同情境之最小誤差解,因軸差應力(Differential stress)無法確定而出現多重解;線性旋轉模型在給定的情境,皆能獲得唯一的最小誤差解,且與觀測資料相符。 最後,以實際量測非彈性應變恢復法(Anelastic strain recovery, ASR)現地應力資料檢驗線性旋轉模型,在不同範數(norm)之誤差函數下進行測試。L1 norm 與L2 norm兩誤差函數之最小誤差結果,在各深度之三軸主應力方向並無明顯差異。模型使用L2 norm誤差函數進行計算,其模型預測最小誤差結果,在應力規模隨深度之分布與觀測資料不相符;而模型使用L1 norm誤差函數之測試中,模型預測最小誤差結果,在應力規模隨深度之分布在觀測資料95%信賴區間內。綜合上述分析,以線性旋轉模型,配合L1 norm誤差函數,使用不同深度之六方向正應力比值做觀測資料,可有效評估三軸主應力規模與方向隨深度之分布。