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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    未來氣候變遷對西北太平洋強烈颱風可能影響之模擬研究
    (2021) 鄧禕婷; Thean, Yi Ting
    氣候變遷影響著環境的趨勢,使我們開始致力於減少溫室氣體。因此,有些研究嘗試透過模式建立各種情境,以探索未來氣候變遷對環境的影響。由於未來氣候變遷中,逐漸升高的溫度、水氣有利於颱風形成,所以許多科學家進行了颱風的實驗,並驗證了它們在未來氣候變遷的環境中,確實有強度增強、雨量增加、暴潮高度上升的趨勢。這篇論文使用建模的方式,針對 21 世紀西北太平洋最強烈的,而且擁有至少 900 hPa 最低中心海平面氣壓的颱風進行模擬研究。2010 年的強烈颱風梅姬、2013 年的強烈颱風海燕、2014 年的強烈颱風黃蜂、2015 年的強烈颱風蘇迪勒、2016 年的強烈颱風莫蘭蒂、2018 年的強烈颱風玉兔,是本論文進行實驗的 6 個颱風,以討論未來氣候變遷對它們強度的影響為何。論文的實驗設計,是將這些颱風移植到 2 種 21 世紀末的未來環境,它們是將 4.5 W m⁻² (RCP4.5) 及 8.5 W m⁻² (RCP8.5) 溫室氣體排放濃度投射到 21 世紀末的 2 個預估情境。這裡使用的代表濃度路徑,是由 38 個第 5 階段耦合模式對比計畫氣候模式預估的資料。資料裡有稍微增多的重力位高度、大氣溫度、水氣、海表面溫度,以及些許的反氣旋風場,這些差異值將被加入未來環境的初始場中。以這些未來環境重力位高度、風場的初始場為例,它們是不利於颱風發展的負面因素。雖然這些初始場的差異很小,但它們的差異值在模式裡一段時間後變大了。2.5 km 解析度雲解析風暴模式的模擬結果顯示,颱風在未來的環境將有更弱的強度。起初,未來環境較高的溫度降低了水氣的飽和度。隨著颱風的發展,在後面階段模擬裡,溫度梯度逐漸變小。因此,環境的穩定度提升了。在針對特定變數進行的敏感度實驗裡,梅姬對水氣有較高的敏感度,但海燕對水氣有較低的敏感度。在軸對稱的分析裡,未來氣候變遷環境中的颱風內核發展半徑正在擴大,因此它們強度減弱了。儘管海燕是所有研究個案中擁有最大的切向風、垂直速度、水氣、相對濕度,但它們很早就被耗盡了,導致海燕的強度急劇的減弱了。另外,現代環境中梅姬較大的剪力速率、未來環境中海燕較大的方向風切使它們強度減弱了。
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    秋強颱年代際變化之探討
    (2007) 李佳容; Chia-Jung Lee
    本研究分析過去62年(1945~2006年)西北太平洋地區颱風活動之年代際(Interdecadal)變化,發現經過十一年滑動平均後,秋強颱呈現明顯的年代際變化,秋強颱活躍期(1990~1994年)颱風生成個數較多,且發展成強颱的比率(Ratio of strong typhoon, RST)較高,達33.8%,秋強颱非活躍期(1974~1978年)則相反,其RST僅19.6%。西北太平洋地區秋強颱活躍與否,和西北太平洋海溫較無明顯相關,反而強烈受到中~東太平洋地區海溫之影響。活躍期中~東太平洋海溫高,暖水厚度大,秋颱生成區向東南延伸至國際換日線一帶,生命期較長,非活躍期反之,秋颱均形成在160°E以西的區域,生命期較短。活躍期中~東太平洋暖海溫伴隨較高的環境水汽含量值,於暖水團的西北側低對流層出現氣旋式異常環流,高對流層出現反氣旋式異常環流,垂直風切減小,有利強烈颱風的生成與發展。 本文進一步藉由IPCC-AR4海氣耦合模式20C3M資料與現今實際觀測資料作比對,探討全球暖化後秋強颱強度變化的趨勢,顯示高解析度模式年代際變化大致和觀測相似,其變化趨勢和振幅相仿,可作為預測與秋強颱參考的指標。