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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    以事件角度分析台灣極端降雨變化
    (2023) 趙品諭; Chao, Pin-Yu
    極端降雨在氣候風險評估中屬於主要危害之一,過去因極端降雨所引發之自然災害造成許多損失,因此極端降雨過去及未來如何變化逐漸受到重視。台灣的極端降雨往往發生在特定的環境條件,如颱風或梅雨鋒面等。然而,過去相關的極端降雨研究多使用極端降雨指標來做分析,且極端指標主要是以各格點的資料做計算,而非獨立之極端降雨事件。因此,本研究以事件角度分析極端降雨變化提供了該領域研究下新的觀點。本研究利用高解析度網格化觀測資料,以深度優先追蹤演算法偵測1960年至2019年間的台灣極端降雨事件,並設定兩種門檻(80mm和350mm)來篩選出大雨事件和大豪雨事件。本研究利用極端降雨事件之特性進行分析,其中事件之總降雨體積可分為平均降雨強度、平均影響面積,以及持續時間之貢獻,因此透過此關係除了可以了解事件間的差異,也可以取得各年或各區域極端降雨的主要貢獻事件。而台灣極端降雨事件前十名之特性也一併在本文中進行討論。 本研究發現兩種強度之台灣極端降雨事件在過去60年中發生頻率及總強度皆呈顯著增加,其中大豪雨事件在後30年的發生頻率較前30年增加76%,大雨事件則增加23%。對於總降雨體積變化之貢獻,大豪雨事件之平均降雨強度、平均影響面積及持續時間變化皆呈增加,但持續時間之變化不顯著。而大雨事件之趨勢也相同,但持續時間變化在大雨事件中則顯示減少趨勢。除此之外,平均影響面積之變化為總降雨體積變化的主要貢獻。
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    未來長期氣候變遷對北行侵台颱風個案之降雨影響
    (2019) 陳常溢; Chen, Chang-Yi
    本研究主要針對暖化情境對侵台颱風在降雨方面造成的影響為主軸。為了排除諸多不確定因素,本研究選取過去發生並有發布警報之北行颱風個案,使用雲解析風暴模式Cloud-Resolving Storm Simulator (簡稱CReSS)重現,並將其放置於本世紀末的氣候場探討,並加以比較進行敏感度測試,隨後本研究也使用水收支方程式來探討兩者降雨差異的原因。 未來的氣候推估方面,我們選取CMIP5(Coupled Model Intercomparison Project Phase 5)共38個模式,挑選1981-2000年Historical run和未來RCP4.5和RCP8.5暖化情境的2081-2100年,選取這三種情境的6到10月做平均後,計算這100年間的差異作為氣候差異場。在個案上,我們選取了梅姬颱風(2010)、泰利颱風(2012)、康芮颱風(2013)以及鳳凰颱風(2014)。各個案的控制組實驗(現代氣候)採用格點分析資料模擬,而將上述氣候差異場疊加於相同分析資料後,即為未來暖化情境的敏感度實驗。 結果顯示,各個案大同小異:梅姬颱風在距中心500 km半徑內,RCP4.5情境下的總降雨量增加約20%,RCP8.5情境下增加約9%;泰利颱風在400 km半徑內,RCP4.5情境下總雨量增加約11%,RCP8.5情境減少約2%;康芮颱風在500 km半徑,RCP4.5情境下降雨量增加約57%,RCP8.5情境下減少約8%;最後,鳳凰颱風在400 km半徑內,RCP4.5情境下降雨量增加約11%,RCP8.5情境下增加約6%。所有的共通特性皆為強降水事件增加;弱降水事件減少。由於RCP4.5情境下雨帶較RCP8.5情境分佈廣泛,而RCP8.5情境下降雨集中在眼牆附近。在計算格點平均時,會使得降雨較集中的RCP8.5情境總雨量較少,但其雨量集中的程度不容小看。 在降雨增加的原因,分析颱風的次環流運動,低層內流增強;高層外流增強,導致內核上升運動增強,這也使得降雨在內核提高。
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    玫瑰石的礦物學研究
    (2015) 陳沅甫; Chen, Yuan-Fu
    摘要 玫瑰石為台灣花東重要寶石之一,近年來由於市面上出現中國及其他國家之類玫瑰石,企圖混淆消費者,以取代台灣產玫瑰石,單憑外觀判別無法區別其產地來源,所以常造成區分上的困難。 本研究主要針對台灣、中國、巴西三個地區,利用拉曼光譜儀、能量散射光譜儀進行物理性質、礦物相及化學成分的分析,並探討各產地玫瑰石之組成礦物、化學成分之異同。 本研究利用孟賽爾色序系統將標本依色系分類,利用X光粉末繞射儀及拉曼光譜儀分析出,共有二十一種礦物相,主要為含錳矽酸鹽類礦物,並根據孟賽爾色序系統之色系,將各產地礦物相依出現頻率多寡排名,發現在各產地之R色系中,皆以薔薇輝石出現次數最多。另以能量散射光譜儀及X光螢光分析儀,針對各產地薔薇輝石分析,結果顯示薔薇輝石成分以錳、鈣、鎂、鐵為主,且在薔薇輝石中,顏色越深,錳含量越高;台灣之薔薇輝石的錳含量高於75%、鈣鎂鐵含量低於10%以下,中國及巴西鈣、鎂、鐵之含量都高於10%,可以明顯與台灣作出區別。比重部份則以台灣玫瑰石之平均比重最低,推測因台灣玫瑰石含較多石英及薔薇輝石,故導致平均比重較低;中國玫瑰石之平均比重為最高,推估因含錳鋁榴石較高所造成。 關鍵字:玫瑰石、薔薇輝石、拉曼光譜儀、台灣