新加坡南洋理工大學(xué)亞洲環(huán)境學(xué)院研究項(xiàng)目介紹

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    南洋理工大學(xué)亞洲環(huán)境學(xué)院是一所跨學(xué)科的學(xué)校,將成為環(huán)境研究領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者,專注于亞洲環(huán)境挑戰(zhàn)。跟著出國留學(xué)網(wǎng)一起來了解一下該學(xué)院的研究項(xiàng)目吧。
    一、學(xué)院簡介
    亞洲環(huán)境學(xué)院整合了地球和環(huán)境生命科學(xué)、生態(tài)學(xué)、工程和技術(shù)、人類生態(tài)學(xué)、人文科學(xué)和社會科學(xué),以解決環(huán)境和可持續(xù)性的關(guān)鍵問題。學(xué)校設(shè)有哲學(xué)博士,一個(gè)在環(huán)境地球系統(tǒng)科學(xué)理學(xué)學(xué)士學(xué)位,一個(gè)科學(xué)學(xué)位的環(huán)境地球系統(tǒng)科學(xué)與公共政策與全球事務(wù)的學(xué)士和未成年人開放的環(huán)境可持續(xù)性的課程。亞洲環(huán)境學(xué)院首批畢業(yè)生的就業(yè)率達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的92%。
    研究領(lǐng)域介紹:
    1.環(huán)境變化
    沿海實(shí)驗(yàn)室:沿海實(shí)驗(yàn)室調(diào)查東南亞沿海災(zāi)害(風(fēng)暴和海嘯)的地質(zhì)記錄。該實(shí)驗(yàn)室從世界各地引進(jìn)的11個(gè)研究小組目前正在研究十個(gè)不同國家的海灘,海岸線和低洼地區(qū),越南、中國、印度尼西亞、印度、泰國、新加坡、菲律賓、黎巴嫩、塔希提島和中國臺灣省。該研究小組的目標(biāo)之一是使亞洲的海岸線更安全,更有生活、工作和娛樂。過去沿海災(zāi)害事件的記錄可以幫助預(yù)測類似未來事件的影響和可能性。我們還旨在能夠利用過去沿海變化的信息來了解未來可能出現(xiàn)的情況,從而為政策和規(guī)劃決策提供信息。自2004年12月的印度洋海嘯和2005年的卡特里娜颶風(fēng)表明全球沿海社區(qū)的脆弱性以及2011年的Tohoku-Oki海嘯以來,全球范圍內(nèi)對海嘯和風(fēng)暴潮的沉積和地貌影響的研究越來越受歡迎和認(rèn)可。提醒我們,我們永遠(yuǎn)不能為這些事件做好準(zhǔn)備。自2010年成立以來,該實(shí)驗(yàn)室為世界各地的沿海變化研究做出了重大貢獻(xiàn),參與開發(fā)了重建海嘯和颶風(fēng)災(zāi)害的新方法,并為改善人類活動的規(guī)劃和管理做出了重大貢獻(xiàn)。沿海環(huán)境。
    沿海災(zāi)害:氣象學(xué)家經(jīng)常將東南亞描述為“海洋大陸”,這是其對沿海災(zāi)害易感性的基礎(chǔ)。該地區(qū)人口迅速增長是一個(gè)加劇風(fēng)險(xiǎn)的因素,因?yàn)榇蠖鄶?shù)新人口傾向于定居在經(jīng)濟(jì)活動集中的海岸。因此,沿海災(zāi)害是該地區(qū)的一個(gè)重要研究領(lǐng)域。
    海洋學(xué)與淹沒模擬:來自歷史和古代事件的沉積記錄被用于模擬沿海地區(qū)的風(fēng)暴潮或海嘯泛濫。這種建模對沿海災(zāi)害評估和風(fēng)險(xiǎn)緩解至關(guān)重要。
    海平面歷史:自19世紀(jì)以來,潮汐測量儀測量記錄了海平面變化,并且自40年以來衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)了全球準(zhǔn)確的海平面記錄。然而,研究人員需要在較長期內(nèi)進(jìn)行海平面估算,以驗(yàn)證氣候和構(gòu)造模型,并推斷氣候變化對海平面上升的局部影響。
    環(huán)境變化:沿海實(shí)驗(yàn)室參與了整個(gè)東南亞環(huán)境變化和沿海災(zāi)害的研究。分析了南海海岸線的沉積記錄,以了解該地區(qū)的地質(zhì),地貌和氣候歷史。評估該地區(qū)臺風(fēng),風(fēng)暴和海嘯的再次發(fā)生,以及其在岸和近海的地質(zhì)演變,對利益相關(guān)者至關(guān)重要,因?yàn)槟虾Q匕兜貐^(qū)是世界上基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展速度最快的地區(qū)之一。
    海洋地球化學(xué):Goodkin博士的研究重點(diǎn)是利用珊瑚地球化學(xué)來了解過去500年來海洋 、大氣相互作用、氣候行為和污染歷史。通過在大西洋和南中國海使用珊瑚樣本,古德金博士和她的合作者提取了亞年度數(shù)據(jù),可以提供季節(jié)到十年時(shí)間尺度的氣候行為見解她的團(tuán)隊(duì)使用古氣候代理(例如,穩(wěn)定同位素)通過利用珊瑚骨骼作為環(huán)境記錄器來重建過去500年的氣候。Goodkin博士和她的合作者努力揭示珊瑚骨骼中化學(xué)化石的生物學(xué)影響,因?yàn)榱私饨徊纥c(diǎn)將提高重建的可靠性。此外,該小組還使用大氣環(huán)流模型(GCM)來評估未來的海洋變化。Goodkin博士專注于了解海洋表面溫度、鹽度和環(huán)流的變化如何與東南亞季風(fēng)相互作用。隨著來自太平洋的溫水被推動通過東南亞的邊緣海洋向印度洋,熱量從海洋轉(zhuǎn)移到陸地驅(qū)動降水模式。了解這些系統(tǒng)過去如何變化和相互作用對于預(yù)測未來的氣候至關(guān)重要。
    同位素地球化學(xué):該研究小組利用istotope地球化學(xué)作為解決古氣候奧秘的工具。王先鋒和他的小組試圖了解晚更新世和全新世熱帶氣候變化的變化,這些變化與世界其他地區(qū)的變化有何關(guān)系,如果它們完全相連,以及熱帶氣候變化如何影響人類社會或相反亦然。為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo),該團(tuán)隊(duì)使用來自熱帶地區(qū)的陸地和海洋沉積物樣本,包括洞穴和珊瑚。樣本年齡通常由高精度輻射定年技術(shù)確定,而其穩(wěn)定的同位素組成和元素比率通常用于半定量氣候評估和相關(guān)性。主要研究領(lǐng)域包括通過speleothem記錄研究氣候水文,以及研究珊瑚作為海平面變化的指標(biāo)。來自中國東部和巴西南部的這些記錄顯示出廣泛的反相關(guān)系,并表明熱帶降雨帶的位置變化。這些詳細(xì)的記錄是由獨(dú)立和絕對過時(shí)的系列年表制作的。這樣的研究可以幫助確定預(yù)測未來氣候變化所需的背景。
    大地測量集團(tuán):大地測量學(xué)是一門高度跨學(xué)科的科學(xué),在理解自然災(zāi)害和氣候變化對社會的風(fēng)險(xiǎn)方面具有重要意義。它通常被定義為對地球的形狀、大小、重力場以及這些參數(shù)如何隨時(shí)間變化的研究。大地測量信息來源包括用于測量相對海平面高度的潮汐測量儀,連續(xù)運(yùn)行的全球定位系統(tǒng)接收器和用于測量地殼位移的干涉合成孔徑雷達(dá)(InSAR),以及每月快照的GRACE衛(wèi)星任務(wù)地球引力場 這些數(shù)據(jù)集共同能夠測量地球系統(tǒng)中的過程,其中包括構(gòu)造和地震造成的地殼變形、海平面變化、火山變形、冰川融化以及大陸儲水的變化。隨著星載大地測量技術(shù)的出現(xiàn),大地測量數(shù)據(jù)的數(shù)量和空間分辨率急劇增加,并且他們繼續(xù)這樣做。數(shù)據(jù)精度也顯著提高,因此我們現(xiàn)在不僅需要了解影響測量的主要過程,還需要了解影響精細(xì)測量的許多次級過程。例如,單個(gè)位置的重力場可能受到附近冰川、水文、海平面和構(gòu)造變化的影響,以及以冰川等靜壓調(diào)整的形式測量過去冰蓋的重影。因此,我們大部分研究的重點(diǎn)是將多個(gè)不同的大地測量數(shù)據(jù)集合在一起,以幫助分離數(shù)據(jù)中的不同信號,并為地震和海平面變化等過程提供更好的約束模型。為了強(qiáng)調(diào)不確定性與我們的結(jié)果的關(guān)聯(lián),我們正在研究貝葉斯數(shù)據(jù)和模型組合的各種技術(shù)。我們的主要數(shù)據(jù)集之一是蘇門答臘GPS陣列。這是一個(gè)由EOS維護(hù)的48站連續(xù)GPS網(wǎng)絡(luò),旨在監(jiān)測沿蘇門答臘俯沖帶的構(gòu)造變形和地震。在過去的十年中,這個(gè)網(wǎng)絡(luò)記錄了大量的大地震,我們最近的工作大部分都集中在分離時(shí)間序列中這些不同地震的影響,并研究它們的破裂歷史。我們目前正致力于通過高速(1秒采樣)GPS數(shù)據(jù)的反演來分析地震期間斷層滑動演變的代碼。
    2.海洋和大氣
    水文氣象學(xué):水文氣候?qū)W小組的目的是了解新加坡及周邊地區(qū)各種尺度的降雨時(shí)空結(jié)構(gòu),并研究它們在不斷變化的氣候條件下對城市水文的影響。該實(shí)驗(yàn)室目前通過吸收氣候模型,遙感觀測和雨量計(jì)密集網(wǎng)絡(luò)等來源的信息,參與為新加坡開發(fā)統(tǒng)計(jì)降尺度和分解工具。
    大氣化學(xué):我們調(diào)查了亞洲熱帶地區(qū)的大氣化學(xué),它對全球氣候和當(dāng)?shù)乜諝赓|(zhì)量起著重要作用。我們還致力于開發(fā)新工具,以提高我們對大氣化學(xué)的理解。大氣化學(xué)家試圖了解大氣化學(xué)物種的排放、大氣過程、沉積和環(huán)境影響。由于其性質(zhì),大氣化學(xué)是一個(gè)跨學(xué)科的研究領(lǐng)域,涉及化學(xué)、物理學(xué)、大氣和海洋科學(xué)、氣溶膠科學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)等。熱帶亞洲是大氣化學(xué)的重要和獨(dú)特的地方。例如,野火在熱帶亞洲國家是共同的全球重要來源之一。它也是該地區(qū)顆粒物質(zhì)的主要來源,影響空氣質(zhì)量。另一個(gè)例子是從森林中排放痕量氣體。熱帶雨林是一些重要的揮發(fā)性有機(jī)化合物如異戊二烯的最重要來源。然而,種植園取代熱帶雨林可能會改變該地區(qū)的大氣化學(xué)。這些科學(xué)研究課題的重要性已得到認(rèn)可,但很少被調(diào)查。因此,即使使用最先進(jìn)的三維數(shù)值模型,在這個(gè)重要區(qū)域仍然難以再現(xiàn)大氣化學(xué)。我們的目標(biāo)是提供對這些現(xiàn)象的更好的科學(xué)理解。開發(fā)研究工具(如儀器和數(shù)據(jù)分析程序)對于該研究領(lǐng)域至關(guān)重要。因此,我們不斷致力于創(chuàng)新和改進(jìn)我們的研究技術(shù)。
     3.火山
    火山巖石學(xué)集團(tuán):火山巖石學(xué)組的目的是對活動火山巖漿過程和巖石進(jìn)行基礎(chǔ)研究,以更好地了解和預(yù)測火山爆發(fā)。我們的一些基礎(chǔ)研究問題包括:觸發(fā)火山爆發(fā)的機(jī)制;噴發(fā)前巖漿的儲存條件;揭開水庫和火山管道中發(fā)生的過程;所有這些過程的時(shí)間尺度;將活動火山的監(jiān)測信號(地震活動、變形、氣體化學(xué))相結(jié)合;巖漿和火山過程的數(shù)值模擬,以及監(jiān)測火山現(xiàn)象可預(yù)測性的信號;這個(gè)群體與世界其他群體的區(qū)別和優(yōu)勢在于我們將研究重點(diǎn)放在破譯所有這些過程的時(shí)間尺度上。
    巖漿運(yùn)輸動力學(xué):研究基本的火山,巖漿過程很困難,因?yàn)榛鹕较到y(tǒng)是復(fù)雜的非線性系統(tǒng),這使得每個(gè)火山都是獨(dú)一無二的。當(dāng)巖漿到達(dá)地表時(shí)會發(fā)生火山爆發(fā)。通過水力裂縫或堤壩的傳播,巖漿從深處向上穿過脆性地殼。堤壩傳播涉及復(fù)雜的物理過程,如巖漿的粘性流動,巖石破裂,主巖的彈性變形,以及巖漿物理性質(zhì)的潛在大變化(結(jié)晶、脫氣、凝固等)。這項(xiàng)研究涉及利用地震數(shù)據(jù)跟蹤地殼內(nèi)的巖漿運(yùn)動; 分析巖漿運(yùn)輸產(chǎn)生的地震活動是對這種現(xiàn)象進(jìn)行成像的一種方法。缺乏定量將堤壩中的巖漿流量與實(shí)時(shí)地球物理數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的物理模型。因此,數(shù)值和模擬模型將提高我們對控制巖漿侵入的參數(shù)的理解。還將實(shí)施一些不那么傳統(tǒng)的方法來解開火山 ,巖漿過程,如μ子層析成像或火山系統(tǒng)周圍的珊瑚研究。這些創(chuàng)新方法將幫助我們了解火山大廈深處和較淺部分的巖漿運(yùn)輸過程。
    物理火山學(xué)和巖石學(xué):越來越精確的地球物理監(jiān)測工具的開發(fā)已經(jīng)在火山爆發(fā)預(yù)測領(lǐng)域取得了進(jìn)展,但預(yù)測火山噴發(fā)的規(guī)模和活力仍然是評估風(fēng)險(xiǎn)的主要挑戰(zhàn)。絕大多數(shù)活火山在長時(shí)間和短時(shí)間尺度上的噴發(fā)風(fēng)格范圍很廣,從熱熔的熔巖流或穹頂生長到爆炸性的Strombolian,Vulcanian或Plinian火山噴發(fā)。我的小組的長期目標(biāo)是闡明控制火山爆發(fā)的大小和風(fēng)格的過程和物理參數(shù)的組合,并增強(qiáng)我們根據(jù)巖漿過程解釋地球物理和大地測量監(jiān)測信號的能力。
    因此,我們的主要研究興趣集中在:什么過程控制著給定噴發(fā)的大小和風(fēng)格?這些控制因素如何以及為何從一個(gè)噴發(fā)中心變?yōu)榱硪粋€(gè)噴發(fā)中心?為什么火山爆發(fā)到火山噴發(fā)的大小和風(fēng)格各不相同?此外,解決這些問題的事實(shí)也可能帶來對更多基于巖石學(xué)的問題的回應(yīng),例如:如何調(diào)和深成和火山記錄?巖漿如何和在哪里區(qū)分(例如同化與分?jǐn)?shù)結(jié)晶)?巖漿的運(yùn)移,聚集和分化如何影響大陸地殼的形成?
    五、活動構(gòu)造與地震
    地震地質(zhì)學(xué):Kerry Sieh的主要研究興趣是地震地質(zhì)學(xué),它利用地質(zhì)層和地貌來了解活動斷層的幾何形狀,它們產(chǎn)生的地震以及它們的運(yùn)動產(chǎn)生的地殼結(jié)構(gòu)。他早期關(guān)于圣安德烈亞斯斷層的研究導(dǎo)致了他們在南加州發(fā)現(xiàn)大地震的頻率和頻率。最近,他的小組開始研究緬甸和新幾內(nèi)亞的地震地質(zhì)。目前的研究主要集中在產(chǎn)生2004年毀滅性的亞齊 ,安達(dá)曼大地震和印度洋海嘯的俯沖巨型地震。