112 年 國立成功大學資源工程學系碩士班甲組《地學通論》

此題為名詞解釋題，旨在測試考生對基礎地學名詞的理解。

1. Continental divide (大陸分水嶺)：
   大陸分水嶺是指一塊大陸上，將地表水流引導至不同大洋或內陸集水區的地理分界線。這些分水嶺通常是高聳的山脈或高地，雨水或融雪落在分水嶺一側的水會流向一個方向，落在另一側的水則流向相反方向。例如，北美洲的洛磯山脈就是一條重要的 continente divide，將水流導向太平洋、大西洋或北冰洋。

   【答案】將地表水流引導至不同大洋或內陸集水區的地理分界線，通常是高地或山脈。

2. Meander (河曲)：
   河曲是指河流在平坦的沖積平原上，因水流的側向侵蝕和堆積作用而形成的彎曲、蛇行狀的河道。水流在彎道外側速度較快，侵蝕作用較強，形成「侵蝕岸」；在彎道內側速度較慢，堆積作用較強，形成「堆積岸」。這種現象不斷重複，使得河流不斷改變河道，形成明顯的彎曲。

   【答案】河流在平原地區因側向侵蝕和堆積作用形成的彎曲、蛇行河道。

3. Evaporation (蒸發)：
   蒸發是指液體（通常是水）轉化為氣體（水蒸氣）的過程。

此題考查台灣地區的地震與火山活動特性及其影響，屬於地理學中的地質與地貌單元。

台灣的地震及火山分佈特性：

台灣位於歐亞板塊與菲律賓海板塊的碰撞邊界，是一個地質活動非常活躍的地區。

• 地震分佈特性：

  • 頻繁且規模大： 台灣是全球地震最頻繁的地區之一，尤其是在東部海域和西部麓山帶，經常發生中強震。
  • 震源深度廣泛： 台灣地區的地震震源深度從淺層（0-70公里）、中層（70-300公里）到深層（300公里以上）都有分布，顯示板塊碰撞的複雜性。
  • 空間分布不均： 地震主要集中在中央山脈、海岸山脈、花東縱谷以及台灣海峽南部。西部平原地區相對較少，但也會受到影響。
  • 板塊碰撞與斷層活動： 台灣的地震主要是由於菲律賓海板塊向西隱沒於歐亞板塊之下，以及兩板塊之間的擠壓、錯動所引起。眾多活躍的斷層（如車籠埔斷層、九份二山斷層等）是地震發生的直接原因。

• 火山分佈特性：

  • 數量相對較少，但分布集中： 相較於地震，台灣的活躍火山數量不多。主要的火山區集中在北部大屯山火山群，以及東北角的龜山島。
  • 主要為潛在火山： 大屯山火山群被歸類為潛在的活火山，具備噴發的可能性，但目前沒有大規模噴發的紀錄。龜山島是台灣唯一的海底火山，曾有小規模噴發紀錄。
  • 與板塊隱沒有關： 這些火山的形成與菲律賓海板塊向歐亞板塊下方隱沒，岩漿上湧有關。

台灣的地震及火山活動影響：

此題考查全球氣候變異的氣象學成因及其影響，是氣候學與氣象學的核心議題。

全球氣候變異發生的原因（氣象學角度）：

全球氣候變異，尤其是近期的全球暖化現象，主要歸因於人類活動導致的溫室氣體排放增加，改變了大氣的能量平衡。

1. 溫室效應增強：

   • 溫室氣體（GHGs）增加： 人類燃燒化石燃料（煤、石油、天然氣）、工業生產、農業活動（如畜牧業、稻作）以及森林砍伐，大量釋放出二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亞氮（N2O）和氟化氣體等溫室氣體。
   • 吸收和再輻射紅外線： 這些溫室氣體在大氣中會吸收地球表面反射的長波紅外線輻射，並將部分能量重新輻射回地表，導致地表溫度升高，即「人為增強的溫室效應」。
   • 能量平衡改變： 地球接收到的太陽短波輻射能量與地球向外輻射的長波紅外線能量之間的平衡被打破，進入大氣的能量多於離開的能量，造成地球系統（包括大氣、海洋、陸地）的熱量累積。

2. 其他影響因素（輔助或調節）：

   • 氣溶膠（Aerosols）： 工業活動和火山噴發會產生氣溶膠，部分氣溶膠（如硫酸鹽）能反射太陽輻射，有冷卻作用；但某些氣溶膠（如黑碳）則會吸收太陽輻射，有加溫作用。整體而言，氣溶膠的影響相對複雜且具區域性。
   • 土地利用變化： 森林砍伐、都市化等會改變地表的反照率（albedo）和水分蒸發率，進而影響區域和全球的能量交換。
   • 太陽活動變化： 雖然太陽活動（如太陽黑子週期）對氣候有長期影響，但科學家普遍認為，近幾十年來的快速暖化，無法單純由太陽活動變化來解釋。
   • 海洋環流變化： 海洋儲存和輸送大量熱量，海洋環流（如聖嬰-南方振盪現象 ENSO）的變化會影響全球氣候的年際變動，也可能與長期的氣候趨勢相互作用。

可能的影響：

全球氣候變異（暖化）對氣象系統和地球環境將產生廣泛而深遠的影響：

核心觀念

本題考查「網路地理資訊系統」（Web GIS）與地理研究製圖的基本能力，重點包括：

1. 能透過網際網路取得地理空間資料。
2. 能使用線上平台進行圖層套疊、查詢、分析與視覺化。
3. 能依研究目的選擇適當的資料來源與製圖工具。
4. 能判斷資料的空間尺度、座標系統、更新時間、精度與授權條件。

地理資訊製圖不只是將資料畫成地圖，還包括資料蒐集、空間分析、符號化、比例尺控制與成果解釋。因此，列舉網站時，應同時說明其功能及其對地理研究的價值。

解題方法

本題沒有唯一標準答案，作答時可採用「一個製圖平台＋一個資料或分析資源」的切入方式。每個網站均應說明：

• 網站或資源的名稱。
• 可取得或處理的資料類型。
• 能支援哪些地理資訊製圖或空間分析工作。
• 為何適合地理研究。
• 使用時須注意的限制。

以下列舉兩項具代表性的資源。

資源一：ArcGIS Online

功能

ArcGIS Online 是以網路為基礎的地理資訊平台，可直接在瀏覽器中：

• 建立互動式網路地圖。
• 匯入點、線、面及表格資料。
• 疊加道路、行政區、地形、衛星影像等底圖。
• 進行屬性查詢、空間篩選與圖層管理。
• 製作儀表板、故事地圖及公開展示成果。

例如，研究某地區的地震災害，可將斷層、震央、人口分布、道路及避難場所圖層套疊，進一步分析高風險區域與避難設施的空間關係。

列舉理由

ArcGIS Online 適合地理研究，理由如下：

1. 具備完整的 Web GIS 功能：不必安裝桌面軟體，即可進行資料管理、圖層套疊與互動式製圖。
2. 支援多種資料格式：可使用 CSV、Shapefile、GeoJSON 等資料，方便整合研究資料。
3. 適合空間資訊展示：研究結果可透過網址分享，利於報告、教學及公共溝通。
4. 具有多種底圖與圖層資源：可快速建立研究區域的基礎地圖。

使用時仍須注意資料來源、圖資授權、座標系統與資料更新日期，不能因平台具有完整功能而忽略資料品質。

資源二：OpenStreetMap

功能

OpenStreetMap（OSM）是由使用者共同建立與維護的開放式地理資料庫，內容包括：

• 道路與街道。
• 建築物。
• 河川、湖泊與海岸線。
• 土地利用。
• 鐵路、醫院、學校及其他興趣點。

此題考查學生對地理學四大傳統的理解，這是地理學基本理論框架的考察。

地理學的四大傳統，由著名地理學家菲利普·比恩（Phillip Bacon）和菲利普·斯利特（F. Sluyter）在 1980 年代提出，用以概括地理學研究的四個主要面向。

1. 地球科學的傳統 (Earth Science Tradition)

   • 重點： 這個傳統主要關注地球的自然系統，包括地質、地貌、氣候、水文、土壤、植被等自然要素及其相互作用。它強調地理學作為一門研究地球表面的科學，探討自然現象的空間分布、形成過程、演化規律及其相互關聯。
   • 研究方法： 運用地質學、氣象學、水文學、生態學等自然科學的理論和方法，進行野外調查、實驗分析、遙感技術應用、GIS空間分析等。
   • 核心問題： 地球表面的自然過程是什麼？它們如何空間分布？如何相互影響？

2. 人地互動的傳統 (Man-Land or Human-Environment Interaction Tradition)

   • 重點： 這個傳統關注人類社會與自然環境之間的相互關係。它探討人類如何適應、改造和影響環境，以及環境如何制約和影響人類社會的發展。這是一個強調「互動」的面向，而非單純的單向影響。
   • 研究方法： 結合社會科學和自然科學的方法，研究人口分布與環境承載力、資源開發與利用、環境污染與治理、農業生產與氣候、災害風險與社會應對等議題。
   • 核心問題： 人類如何與環境互動？人類活動對環境有何影響？環境對人類社會有何影響？

3. 空間分析的傳統 (Spatial Analysis Tradition)

   • 重點： 這個傳統將地理學視為研究空間模式、空間過程和空間關係的科學。

此題考查學生從環境地理學和經濟地理學的角度，分析「綠能」與「核能」的趨勢及相關的意義與問題，屬於能源地理學的範疇。

「綠能」與「核能」趨勢的意義與問題分析：

「綠能」（再生能源，如太陽能、風能、水力、生質能等）的發展與「核能」的爭議，是當前全球能源轉型的重要議題。

一、 環境地理學角度：

• 綠能的意義：

  • 減緩氣候變遷： 綠能發電過程幾乎不產生溫室氣體，是實現減碳目標、應對全球暖化的關鍵。
  • 減少空氣污染： 相較於化石燃料，綠能可大幅減少硫氧化物（SOx）、氮氧化物（NOx）、懸浮微粒等空氣污染物，改善空氣品質，降低對人體健康的危害。
  • 資源永續性： 太陽能、風能等取之不盡、用之不竭，符合永續發展原則。

• 綠能的問題：

  • 間歇性與不穩定性： 太陽能受日照影響，風力受風速影響，其發電量具有間歇性和不確定性，需要搭配儲能技術或備用電力系統，增加系統複雜度和成本。
  • 土地利用衝突： 大型太陽能電站和風力發電場需要廣闊的土地或海域，可能與農業、生態保育、景觀保護等產生衝突。
  • 環境衝擊： 水力發電可能改變河流生態、淹沒土地；風力發電機可能影響鳥類、產生噪音；部分生質能的種植可能涉及土地開發和水資源消耗。
  • 材料與製造的環境足跡： 太陽能板、風力渦輪機的製造需要消耗大量能源和稀有金屬，其生產、運輸和廢棄處理過程也可能產生環境污染。

• 核能的意義：

  • 低碳排放： 核能發電過程幾乎不排放溫室氣體，是重要的低碳電力來源，有助於減緩氣候變遷。
  • 發電穩定性高： 核電廠可提供穩定、基載的電力，不受天氣條件影響，可確保電網穩定運行。
  • 能量密度高： 核燃料的能量密度極高，單位質量的燃料可產生巨大的能量，佔地相對較小。

• 核能的問題：

  • 核廢料處理： 高階核廢料具有放射性，其安全處理與長期貯存是極大的環境難題，目前尚無國際公認的永久解決方案。
  • 核事故風險： 雖然機率極低，但核事故（如車諾比、福島）的災難性後果對環境和人類健康造成長期、毀滅性的影響。
  • 核擴散風險： 核技術和核材料可能被用於製造核武器，存在安全和地緣政治風險。
  • 鈾礦開採的環境影響： 鈾礦開採過程可能對當地環境造成污染。

二、 經濟地理學角度：

• 綠能的意義：
  • 能源自主與多元化： 發展本土綠能有助於減少對進口化石燃料的依賴，提升國家能源安全。