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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    西北太平洋颱風動力降尺度模擬及其氣候變遷推估
    (2013) 李智傑
      對於西北太平洋地區而言,熱帶氣旋是極具威脅性的天氣系統,常造成財物損失及危害生命安全;因此,增進對於熱帶氣旋的研究是非常重要的。近年來,關於全球暖化的議題,也逐漸受到重視。   而過去的研究大多提升模式內的二氧化碳濃度來模擬暖化的環境,在本次研究中則是利用Coupled Model Intercomparison Project Phase 5(CMIP5)的氣候模式資料作為初始場,並透過International Pacific Research Center的regional climate model作降尺度模擬。首先,會利用歐洲中長期預報中心所提供之30年再分析資料進行模式評估。結果顯示,模式有將環境場再現的能力,且熱帶氣旋的個數及生成位置都能有與觀測相似的結果。   接著,透過Root mean square error挑選出CMIP5中與實際觀測較相似的NCAR Community Climate System Model version 4 (CCSM4)模式結果對於兩組情境進行降尺度模擬,藉此比較出氣候變遷的差異。環境暖化的情境下,大氣底層顯著的增溫造成季節環流的改變,也使得雨量趨於集中在熱帶對流區。在未來熱帶氣旋雖然主要的生成位置變化不大;但在主要生成月7-10月平均生成個數則有顯著增加。在暖化情境下,熱帶氣旋數量上有增加的趨勢,而最大強度在20 m/s以下的熱帶氣旋數量上變化不大,但其他強度的熱帶氣旋數量上都有明顯增加的情形。由於高強度的熱帶氣旋增加,也使得熱帶氣旋所能挾帶的水氣增加,造成在未來熱帶氣旋所伴隨的雨勢也會有所增強。
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    使用大尺度環境因子預報熱帶氣旋生成之特性研究
    (2012) 陳建蒲; Jian-Pu Chen
    自然災害中颱風造成的人員傷亡和經濟損失影響甚大,在全球氣候暖化下熱帶氣旋如何改變,一直以來都是備受廣泛討論的問題。近年來,許多研究對於熱帶氣旋主要發展區域,利用動力模式來作出颱風季節預報。 利用全球模式和區域模式模擬熱帶氣旋通常利用客觀的方法在熱帶區域偵測出類似熱帶氣旋的渦旋和渦旋的演變。不過,受到解析度的關係,模擬出的渦旋強度無法與實際觀測的相比,且就算模式解析度達到幾十公里,氣旋中心內的複雜的動力機制也無法得到完善的解釋。故另一種方法是研究大尺度環境場與實際觀測颱風個數之間的關係,發展出大尺度環境場與熱帶氣旋生成相關的潛在生成指數,則可以簡單的利用模式模擬出的環境場作颱風季節預報。 本篇研究目的是使用不同的熱帶氣旋潛在生成指數來比較季節預報上的可行性,並使用不同的熱帶氣旋潛在生成指數應用在ECHAM4和ECHAM5全球模式。以季節循環、空間分佈、年際變化來探討模式的模擬的能力,也分析各項環境條件對於熱帶氣旋生成的影響。
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    兩類型聖嬰對西北太平洋氣旋活動影響之模擬
    (2014) 張雅惠; Ya-Hui Chang
    許多研究中發現在熱帶太平洋上,有兩種不同類型的聖嬰-南方振盪(El Niño-Southern Oscillation, ENSO)事件,並且在近年來吸引了不少相關主題的研究和熱烈的討論。在這些研究當中,也重新的審視了聖嬰-南方振盪所造成的影響,探討東太平洋聖嬰(EP El Niño)及中太平洋聖嬰(CP El Niño)對於全球氣候影響的差異。而在我們分析觀測資料的結果中同樣發現,在兩類聖嬰事件中,不同的海表面異常增溫位置,會造成大尺度環境有不同的反應,而其不同距平的分布差異,會進而影響西北太平洋熱帶氣旋活動頻率的距平分布。 本篇研究的目標為根據在近幾十年有限觀測資料下定義出的事件中,檢驗模式重現在兩類El Niño下環境場以及熱帶氣旋活動的能力。研究中以觀測及合成之典型EP El Niño、CP El Niño事件和氣候平均之海表面溫度,作為驅動馬克斯-普朗克研究室發展的全球模式(Max Plank Institute global climate model, ECHAM5)之邊界條件,並且同時與ECHAM5 AMIP-type長期模擬結果下的合成EP El Niño和CP El Niño 事件做比較。從西北太平洋熱帶氣旋活動模擬結果的分析中,我們發現CP El Niño事件下,有較好的模擬表現,而在EP El Niño事件的模擬下,則是在西北太平洋西北象限會產生偏差。此外,從模擬的結果中也可以發現,模式大致上可以掌握住在兩類型聖嬰現象下,主要的大尺度環流場距平特徵。