地球與行星科學科

在不同緯度與深度的海水，會因為溫度與鹽度不均產生密度差異，形成密度流。在北大西洋，因為低溫、高鹽、高密度的特性而產生下沉流，並發展成全球尺度的循環系統，稱為『溫鹽環流』。在近代氣候歷史中，溫鹽環流曾因北大西洋海水受融冰沖淡發生異常減弱，使洋流形式發生改變，全球氣候也短暫回冷，為『新仙女木事件』。 本實驗藉NOAA網站收集北大西洋的海水溫度與鹽度異常資料，轉換成密度異常資料後，與溫鹽環流源頭的表層溫度、鹽度與密度異常資料分析，並透過自製裝置模擬溫鹽環流，發現當上層海水密度下降時，會使下沉深度變淺，並在較淺的深度產生平流，使中層海水有較顯著的溫度和鹽度異常，同時表層海水異常，也影響了『鹽指』的發展形式。

臺灣位於環太平洋地震帶上，大規模地震常帶給全臺各地不同程度的災損，雖然臺灣已有中央氣象局（CWB）在進行地震測報與強震即時警報的推播工作，但強震即時警報系統仍存在著大範圍的預警盲區，因此本研究自行研發地震儀，透過環境的審慎評估在全臺各地設立站點，於地震發生的當下透過即時回傳的數據進行震源參數的估算，並設立警報標準對周圍地區提供預警。經過數個月的測試與過往災害性地震警報時間的模擬，此方法確實能夠縮小預警盲區範圍，也對盲區外的民眾增加數秒的準備時間，藉此可大幅提升地震災害區內避難的機會。最後這項計畫也獲得中央氣象局的認可，並榮幸能與地震測報中心簽約，共同合作提升臺灣地震預警的技術。

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。

本研究使用校內望遠鏡（14-inch）拍攝英仙座的雙星團NGC884、NGC869及后髮座的球狀星團M53，並申請LCO的望遠鏡(16-inch )拍攝同為北半球后髮座的球狀星團M53以及位於南半球天體Grus II、Tuc II的潛在星團，繪製出其星色星等圖(Color-MagnitudeDiagram,CMD)並分析之，得出英仙座雙星團的年齡皆約在107年之間，兩者實際年齡相近；而南半球天體Tuc II的CMD以等年齡擬合後似乎有個趨勢，假設此趨勢為真，推測其年齡相常年輕，約千萬年的數量級，可能是麥哲倫星流的物質所誕生。在M53的部分，比較本校天文台和LCO申請排程的望遠鏡拍攝出的數據，得出在北半球的部分LCO的降噪比較差，測量誤差稍大。

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。