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海氣交互作用(Air-sea Interaction)

課程學分:3
課程目標:協助學生理解大氣與海洋交互作用在地球水文循環過程中的重要性,理解其中各種與空間與時間尺度的過程與機制,並且熟悉現行各種海氣交互作用參數化方法的特性,及其於耦合數值模式中所扮演的角色。最終學生應能知悉海氣交互作用最新研究的發展方向與趨勢。
授課內容:
1. 大氣與海水的物理特性
2. 以聖嬰現象為例說明氣候尺度上的海氣交互作用
3. 以颱風為例說明天氣尺度上的海氣交互作用
4. 海氣動量的交換
5. 海氣熱量與水氣的交換
6. 自然界中的紊流
7. 波浪對於海氣交互作用影響
教科書/參考書:
Air-sea Interaction Laws and Mechanisms by G.T. Csanady
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近岸水文學(Nearshore Oceanography and Hydrodynamics)

課程學分:3
課程目標:此課程目的在使地科、海洋科學、海岸及海洋工程及相關領域的研究所學生能認識近岸海洋水動力學中重要的各種物理現象及過程。本課程由介紹基礎的波浪理論開始,使學生能認識海洋波浪、近岸底部邊界層基礎特性、沈積物輸送過程,潮汐特性、河口及海岸變遷過程等。
授課內容:
1. 海岸環境水動力特性介紹
2. 線性波浪理論及波浪於淺水區的演變
3. 淺水區底床邊界層理論
4. 漂沙活動與海岸侵蝕淤積
5. 潮汐動力理論與調和分析
6. 海岸地形學與近岸流理論
7. 河口陸源物質的輸送
教科書/參考書:
Waves, Tides and Shallow Water Processes. Published by Butterworth-Heinemann (an imprint of Elsevier)
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資料分析(Data Analysis)

課程學分:3
課程目標:協助學生熟悉Matlab,使其可以Matlab作為主要工具進行資料解碼、數據視覺化。進一步逐一介紹地球科學領域資料分析所必須具備的統計學、迴歸分析、機率與風險分析、傅立葉頻譜分析、小波轉換及初步數位影像處理等原理,並以課堂實作方式,透過實際觀測或預測數據之處理,讓學生活用Matlab各項指令與相關工具箱。
授課內容:
1. 資料分析與Matlab介紹
2. 颱風各項參數視覺化-利用 netCDF 與 m_map工具箱
3. 基礎統計學
4. 線性迴歸分析
5. 機率論與風險分析
6. 傅立葉分析與頻譜分析
7. 小波轉換分析
8. 基礎數位影像處理
教科書/參考書:
Data Analysis Methods in Physical Oceanography 2nd ed. By W.J. Emery and Richard E. Thomson
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海岸環境特論(Special Topic on Coastal Environments)

課程學分:3
課程目標:針對台灣各區段海岸與河口環境,跨越學理、實務與管理層面,帶領學生就不同面相進行調查分析:包括物理的水動力、近海與潮間帶生態環境、離岸海洋資源開發利用、海岸災害、海岸侵蝕與保護、海岸地形景觀與遊憩等面相,同時討論國外海岸環境問題,培養學生分析氣候變遷對於台灣海岸環境所產生之問題的能力。
授課內容:
1. 近岸海洋水動力
 1.1 潮汐與潮流
 1.2 波浪
 1.3 輻射應力與沿岸流
 1.4 沈積物輸送
2. 近海與潮間帶生態環境
3. 海洋資源開發
 3.1 離岸風能發電
 3.2 潮汐與潮流發電
 3.3 波浪發電 
 3.4 海域遊憩活動
4. 海岸災害
 4.1 溢淹
 4.2 海岸侵蝕
 4.3 有害性藻華
 4.4 海岸缺氧
教科書/參考書:
1. Coastal Systems, by Simon Haslett
2. Coastal-Marine Conservation: Sciences and Policy, by G.Carleton Ray and Jerry McCormick-Ray
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近岸海洋模擬特論(Special Topic in Coastal Ocean Modeling)

課程學分:3
課程目標:讓學生理解近岸水動力重要概念,以水動量平衡理論為主軸分別介紹艾克曼效應、風驅流、海岸湧昇流、底床邊界層特性及近岸波浪特性,最後介紹數值波浪模式的原理及設定,學生最終應能自行下載原始碼、設定、進行初步的波浪模擬與資料分析。
授課內容:
1. 近岸陸棚上的水動力平衡
2. Ekman效應與海岸湧昇
3. 近岸混合與擴散
4. 波浪的生成、傳遞與白沫消散
5. 波浪在近岸的變形
6. 波浪模型的動量守恆控制方程式
7. 下載SWAN與設定
8. 其他水動力數值模式介紹
教科書/參考書:
Dynacmis and modeling of ocean waves by G.J Komen et al.
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物理水文探測實習(Field Operation of Physical Survey)

課程學分:2
課程目標:藉由實際於近岸海域與大洋上儀器操作,讓學生知悉物理水文探測項目,相關儀器種類、觀測原理,資料分析處理與繪製方式,培養可獨立進行海洋物理水文探測之人力。
授課內容:
1. 物理水文觀測項目介紹
2. 國內各別海洋調查研究船舶介紹
3. 波浪觀測實習-波浪觀測原理、壓力計操作
4. 波浪觀測實習-微波雷達遙測波浪原理及操作
5. 海流觀測-ADCP觀測原理及設定介面操作
6. 海流觀測實習-ADCP海上走航觀測與底碇不放回收作業
7. 海流觀測實習:ADCP觀測資料分析:懸浮泥沙濃度分析、海流剖面分析、波浪分析
8. 溫鹽儀CTD與水質儀操作與資料分析
9. 單音束水深探測操作與資料分析
教科書/參考書:

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海岸環境變遷(The Changing Coastal Environments)

課程學分:2
課程目標:本課程為提供海岸環境變遷的相關知識。課程重點介紹因受到氣候變遷及人為因素影響的海岸變遷。課程旨在讓學生瞭解海岸的自然過程、海岸環境指標、如何監測變動的海岸環境、瞭解海岸災害及脆弱度、海岸保護策略、調適科技、及海岸管理等。本課程也規劃了現場野外參觀觀察正在變動的台灣海岸環境。
授課內容:
1.導論
2.氣候變遷與海岸環境變遷
3.海岸環境自然營力及海岸環境指標
 3.1波浪、沿岸流等物理營力及物理指標
 3.2懸浮物、生物及水質指標
 3.3潮汐與海岸風
4.海洋環境監測方法
 4.1海洋現場觀測技術:潛水艇、浮標、研究船
 4.2遙測技術介紹:衛星與雷達
 4.3流速、水位、波浪、濁度等水下觀測及地形高程觀測技術
5.海岸災害及脆弱度
 5.1氣候變遷對於海岸環境的衝擊
 5.2海岸侵蝕及地形變遷推估
6.海岸硬式與軟式工法、案例介紹
7.演講邀請:海岸保護調適科技
8.演講邀請:海岸管理
9.現地參觀
教科書/參考書:
1. 編撰之講義及投影片
2. Climate Change 2007
3. Climate Change Adaptation Guidelines in Coastal Management and Planning;
4. environment.edu.tw
5. 相關的期刊及報告

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