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更新日期:104年12月18日

各學院學術提升研商會議:
理學院地球科學領域亮眼研究表現

編按:本校「各學院學術提升研商」會議自104年12月開始,每月分別由各學院主動提供「研究成果」、「特色課程」之相關報導,以展現各學院卓越傑出之教學及研究成果。104年12月首先由理學院針對近日有關地球科學領域多項亮眼研究成果提出特別報導,全文如下。

2015年11月30日,儘管法國在甫遭恐攻擊的陰影下,「聯合國氣候變遷大會」仍於巴黎如期召開,足見全球氣候變遷實為牽繫全球的重要議題,臺灣亦無法自外於此議題,而本校理學院更有必要在此學術研究課題上扮演重要角色。理學院的研究範疇,包括基礎科學、地球科學及社會科學,其中地球科學領域依系所涵蓋地質科學系、地理環境資源學系、大氣科學系、海洋研究所,為結合基礎及應用科學,探索地球環境,備受矚目的當代重大課題。近年來理學院地球科學領域持續展現突破性亮點研究成果,享譽國際,謹舉最近一些重要代表性的成果,與臺大師生同仁分享:

沈川洲教授手持胡瑟裂谷洞穴內遺骸堆積下方之八、九十萬年前形成的碳酸鈣標本。

沈川洲教授手持胡瑟裂谷洞穴內遺骸堆積下方之八、九十萬年前形成的碳酸鈣標本。

地質科學系沈川洲教授以新鈾釷定年技術與美國德州大學賈德生帕丁(Judson Partin)研究團隊的氧同位素技術,利用菲律賓巴拉望洞穴內的石筍,重建1萬兩千年前造成北半球驟冷的新仙女木事件完整始末。當地球回暖,加拿大融冰注入北大西洋的情況下,北大西洋鹽度降低,使下沉海水無法下沉,就會發生溫鹽環流停滯的狀況,並造成氣候突變。沈教授使用新鈾釷定年技術,應西班牙Dr. Arsuaga之邀請,測量尼安德塔人生存年代可推及43萬年前,重建人類演化史進展。以上相關研究成果分別刊載於2015年9月2日 《Nature Communications》及2016年6月20日《Science》

地震預警系統研究成果刊登國際期刊。

地震預警系統研究成果刊登國際期刊。

在地震應用研究上,地質科學系的吳逸民老師以低價位的微機電加速器,利用地震P波及S波的速差,研發出地震預報系統,並將技術轉移至三聯科技公司,開發成P波警報器,命名為P-alert,並推廣至世界各地,特別是東南亞各國。此系列研究成果也陸續刊登於許多國際期刊,其中美國地震學會研究通訊期刊(Seismological Research Letters)列為2013年11-12月封面。

過去20年在世界各大洲陸續發生因全球變遷性乾旱所造成的大面積森林死亡,而臺灣國土所佔面積最大的即是森林,此氣候區所帶來相對豐沛的雨量,使此區域成為世界上少有的森林庇護所。但根據長期的地面觀測,發覺對於此區域森林健康影響甚鉅的春雨,在過去10年皆低於長期平均,因此區域氣候的異常將可能對於台灣自然環境造成很大的衝擊。地理環境資源學系黃倬英副教授與美國多個單位研究學者合作,利用簡單的模式配合光學遙測資料佐證,瞭解到森林大面積樹木死亡的機制。其研究提供一個有效涵蓋樹木死亡率的植披模型,可回答在氣候變遷中,森林生態系統命運的不確定性《Nature Geoscience, 2015》。

森林死亡模式估測與驗證資料在空間上的關係

森林死亡模式估測與驗證資料在空間上的關係

另外,地理環境資源學系在水文領域,也有優異的表現。臺灣位於板塊邊界與颱風廊道的獨特地理區位,長年受板塊運動的擠壓與颱風的侵襲,這些營力往往造成強烈與頻繁的地表作用,也造就了坡陡流急的地形特性。黃誌川副教授與廈門大學、臺灣師範大學學者合作的最新研究顯示:一場歷時96小時的颱風在臺灣所輸出的現生有機碳,大約與密西西比河的一季輸出相當。在臺灣,現生有機碳的輸出與颱風的頻率與規模息息相關。單位面積輸出量約為全球平均的10-100倍。這種高濃度的快速濁流可能會在海底形成異重流(密度比海水高)而直接被帶往深海埋藏。因此,山地小河川的快速森林生長與快速輸送是全球碳循環計算上不可忽視的一環。《Scientific Reports, 2015》。

臺灣與世界其他大河在沉積物輸出與現生有機碳輸出的比較。

臺灣與世界其他大河在沉積物輸出與現生有機碳輸出的比較。

大氣科學系林依依教授與美國夏威夷大學金飛飛教授、博士後研究員Dr. Julian Boucharel的跨國研究團隊,研究發現有助於東太平洋強烈颶(颱)風形成的水下熱能來源。聖嬰為大氣與海洋不穩定交互作用之產物,約2-7年發生1次,強弱不一。如果聖嬰讓赤道東太平洋變暖,在到隔年春天慢慢減弱的消退過程中,他的暖區不會自然消失,而是往赤道兩側散出,且是在外側海洋的內部,而非表面。散出之後,會加強太平洋副熱帶海洋暖溫層變暖,即有可能增強颶(颱)風。

同時,聖嬰發生當下,西太平洋變冷,颶(颱)風也隨之減弱。《Nature, 2014》。
沈川洲教授手持胡瑟裂谷洞穴內遺骸堆積下方之八、九十萬年前形成的碳酸鈣標本。

沈川洲教授手持胡瑟裂谷洞穴內遺骸堆積下方之八、九十萬年前形成的碳酸鈣標本。

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