地球與行星科學科

本研究旨在探討高雄區，目前仍在噴出泥漿的泥火山所形成的泥裂表面特徵。藉由類神經網路找出泥裂角度、裂縫數、含水量與泥漿成分之間的關聯性，建構裂縫判斷模型，並採取各地泥漿樣本，設計裝置進行實驗，在控制泥岩厚度、溫度等變因下，模擬自然環境形成的裂縫，並分析受力產生的特徵模式。建構後的 CNN 模型準確度約為 83 %，RNN模型準確度約為 93 %。前者用途為判斷裂縫分岔點與找出其裂縫角度與數量，後者用途為透過裂縫數與角度判斷當前圖片含水量與成分。未來將繼續開發為只需將圖片輸入，即可精準判斷出該圖片的含水量與成分，提供在各領域如：地球科學、防災、建築工程等實用工具。

本研究主要探討台灣西部鹽楔型河川是否能進行鹽度差發電。首先找出最適合的電極材質，並運用不同鹽度搭配RO水，模擬上下游之鹽度差發電與不同鹽度的搭配組合，模擬表底層之鹽度差發電。實驗顯示此方法可行且我們又從中調整發電設置，配合潮汐調查愛河河段鹽度後，選定中都橋、願景橋、龍心橋，觀察表底層鹽度與實際運用愛河河水進行鹽度差發電實驗，考量發電功率與穩定性，最終選址於願景橋，進行表底層之鹽度差發電，並計算愛河河段鹽度差發電之經濟效益。最後我們比較前鎮河、愛河及淡水河在大潮時從乾潮至滿潮河川沿岸表底層鹽度分布，並實際進行河水表底層鹽度差發電，比較兩者發電功率及經濟效益。

本研究探討不同的溫降對史特林引擎做功的差異，結果發現以1300毫升的熱水，從95℃降到91℃、90℃降到87℃、85℃降到83℃時，史特林引擎分別做了 39.65、7.57、1.49焦耳的功。假設實驗室的數據能夠複製到實際大型的水體，則以宜蘭的仁澤溫泉每日抽取溫泉約20公噸來估算，若在其自然冷卻的過程中可以透過史特林引擎發電，當溫度從140℃降到90℃時，預計可發電23.2度，等於減少11.81公斤的二氧化碳排放量。本研究結果希望能讓讀者多了解利用熱質自然冷卻來產生電力，有助於改善我們的環境。

本研究以尋找系外行星作為目標，使用校園望遠鏡對M39星團進行觀測，並利用其中60顆星體的觀測數據中星體儀器星等的變化，透過離散傅立葉轉換計算其週期強度，繪製各星體的週期相位圖。藉由判斷週期光變曲線的形狀確認是否為系外行星又或是其他變星的光變特徵，並進一步與資料進行比對。本研究從選定的60顆中目標中發現，1顆疑似為Lava Worlds類型的潛在系外行星，同時觀測到一顆天琴座RR型潛在變星及未知類型的潛在變星，而我們也在目標星之中發現與Sarah論文所得到的分析結果不同，並針對其情形進行研究。透過觀察與討論，探討所發現的潛在系外行星以及各潛在變星推測根據。

本研究探討秋老虎發生與各天氣現象的關係和臺灣秋老虎形成原因。我們首先參考各國對秋老虎現象的描述和民間資料，自行規定出秋老虎的定量定義，並且歸納出臺灣北中南東四地區在2013年至2021年之間所有曾發生秋老虎的時段，並分析秋老虎前後降雨量、溫度、氣壓等因子與秋老虎各項性質的關係，及觀察秋老虎發生初期之地面天氣圖以歸納出秋老虎發生之原因。 研究結果顯示：2014、2017年為秋老虎發生總天數之高峰年。在秋老虎發生前通常會短暫下雨，而秋老虎發生期間則維持乾燥。秋老虎發生期間相較於整體秋天趨勢通常為高溫高壓之狀態。最後，秋老虎發生原因主要為高壓、低壓、颱風所造成，而此三種天氣因子也可能同時存在相互干擾。

屏東地區是台灣重要的農業產區，盛產鳳梨、芒果等多種水果，而瞬時的強降雨經常造成農業損失，甚至造成土石流或山崩。本研究中主要探討屏東地區四個氣象站在有無午時對流雨事件時，其對流雨與氣象要素相關性。首先我們分析屏東地區午後對流雨與氣象要素的時序分布，發現有無對流雨事件時並無太大差異性。接著分別探討氣象要素在有無午後對流雨事件前頻率及條件機率之逐時變化。根據結果，發現如果1)實際水氣壓大於22.5hPa，2)相對濕度介於55%至75%，3)風向轉向西南風，則發生對流雨的機率會增加。推測上述參數可能與太陽熱力效應及夏季西南季風有高度相關。未來將各氣象要素進行權重的分析，以期找出一簡單模式，進而預估降雨發生。

本研究蒐集松山、新竹、沙鹿、台南、前鎮、台東六個北中南東空品測站的空氣汙染和 氣象因子資料，並用人工智慧：決策樹、邏輯回歸、支持向量機、K–平均演算法、ARIMA 分析 PM2.5、PM10、O3 的時空分布模式及汙染預測模型，研究顯示 PM2.5、PM10 污染好發 特性相似，冬季汙染皆較嚴重，並與 CO、NOx、NO 及風速具相似時序節律；以汙染因子 預測 PM2.5、PM10 皆有好的效果，其中 CO 為決定性因子，氣象因子的預測效果較汙染因子 差，且各測站預測模式不盡相同。 O3 汙染多為偶發時序節律不明顯，通常不伴隨 PM2.5、 PM10 汙染，又因 O3 源自 NO 光化反應，汙染及氣象因子預測皆比 PM2.5、PM10 好。

此研究利用2016年～2020年EPA空氣監測網資料，將日平均PM2.5濃度≧35.5μg/m³且雲彰投地區5個以上的測站超標時定義為「超標日」，將持續超過兩日定義為「長事件」，否則為「短事件」。利用QGIS將超標日PM2.5日平均數值進行空間推估，使用IDW製成PM2.5濃度圖，利用天氣圖、風場圖、探空圖判讀發生超標事件的天氣系統以及大氣條件。因台灣中部位處背風側，受地形產生風速微弱之情形，造成汙染物累積且不易擴散；再者，逆溫現象更使得地面空氣穩定，致使PM2.5濃度提高。最後將2016年～2020超標日數據統合成盒狀圖，並與EPA所提供的近十年汙染物趨勢變化圖做對比，EPA雖有降低趨勢，但超標日的PM2.5濃度卻較無顯著變化，因此在如何去降低汙染濃度成為未來改善空氣品質的重要一環。

深海複雜多變的環境因子塑造了多樣的生態棲地，海底峽谷便是其中之一。全球 9000 個海底峽谷涵蓋了大陸斜坡總面積的 11.2% (Harris et al., 2014)，其中有 6 個峽谷分佈在臺灣西南海域。由於海底峽谷型態多樣、地理特性各異，本研究結合作者出海採得的樣本與國內海洋研究所的採樣資料，對西南海域高屏與枋寮峽谷的底棲動物群聚結構進行探究。 本研究應用生態統計分析兩峽谷與大陸斜坡的環境與生物群聚差異，發現除了海底峽谷環境有別於周遭斜坡外，兩型態不同的海底峽谷亦具有顯著的環境與生物群聚差異。食物量與環境擾動強度對兩峽谷間的生物群聚差異貢獻最大，其對應的環境因子（有機碳含量與透光度）有潛力作為未來區分具有不同生態結構的峽谷的主要依據。

本研究初探1961~2020年東部高溫事件時，發現中央氣象局歷史最高溫事件列表中，臺東創高溫紀錄多為焚風所造成，便欲深入探究。首先利用大氣水文研究資料庫提供之各測站數據，篩選出臺東、花蓮及臺中之焚風事件，並依焚風類型、時期、不同地區等因素作分類，比較並探討其成因。 經研究可知，三地區的焚風類型多為非伴颱焚風，且臺中地區發生次數最多；伴颱焚風則是臺東地區的發生次數居冠。此外，臺東的各類型焚風於各時期之平均持續時長皆為三地區最長。不同類型焚風於各地區發生次數及持續時長之差異，與臺灣附近之天氣系統存在密切關係，故隨著各時期天氣系統的變化，影響亦隨之改變。