海洋環境、海岸變遷、海洋污染
海上漏油事件的處理 (Ocean Oil Spills Clean-up)
國立臺灣大學生態學與演化生物學研究所碩士 郭毓璞
電影《怒火地平線》改編自 2010 年墨西哥灣的鑽油平台「深水地平線」(Deepwater Horizon) 的海上公安意外，電影詳實的描述了所屬的英國石油公司以及鑽油平台管理者之間的矛盾以及誤判形勢導致平台爆炸的關鍵決策，事發後即時的救災應變雖然拯救了九成的人命，但隨著鑽油平台事故最後階段的切管封井失敗，也造成了有史以來最嚴重的海上漏油污染事件，據估計 2010 的 4 月到 7 月之間，總共洩漏了 320 萬桶石油，相當於目前全伊朗的單日產量。
雖然台灣附近的外海並沒有鑽油平台，但對於海上漏油事件也並不陌生，除了 2001 年知名的阿瑪斯號貨輪油污事件以外，近年也有過多次砂石船以及貨輪的擱淺漏油事件，2016 年三月的德翔貨輪擱淺於石門外海，九月更因莫蘭蒂颱風的影響，導致中國籍輪船於金門擱淺漏油，都引起許多民眾和環保人士關注。
印度洋（Indian Ocean）偶極振盪現象（二）
國立臺灣師範大學地球科學系博士生王儷樵/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯
印度洋偶極振盪現象，最早於1999年由美國與日本的科學家同時發現。研究指出，在1997年7月，東印度洋的海水突然變冷，並於11月出現了比平均場 （Climatology）低兩度的最低溫。大約在同一時期，西印度洋的海水出現暖化的現象，比平均場的海表面溫度高了兩度。此種溫度差異造成了印度洋東 邊與西邊的溫度梯度（temperature gradient），使得印度洋赤道地區平時所吹的西風，也轉為東風。另外，西印度洋的海面高度上升，東印度洋海面明顯較低。1997/98恰為一次超強 聖嬰年，由於印度洋所發生這一連串的氣候變化和以往表現不同，受到了極大的關注。
印度洋（Indian Ocean）偶極振盪現象（一）
國立臺灣師範大學地球科學系博士生王儷樵/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯
印度洋（Indian Ocean）東邊和印度洋西邊的海表面溫度（Sea Surface Temperature, SST）之間，如同翹翹板一般有擺盪的現象。有時候印度洋東邊比西邊冷，有時候西邊變成比東邊要冷。這樣不規則的振盪現象，我們稱為印度洋偶極振盪（Indian Ocean dipole, IOD）。
海洋酸化 (ocean acidification)–溫室效應的另一大隱憂
高雄市立瑞祥高中地球科學教師 莊福泰/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯
許多人都相信，海洋對二氧化碳的吸收能力是溫室效應減緩的重要功臣，但是最近的研究卻顯示，海洋大量吸收二氧化碳之後另一個隱憂也逐漸浮現了，那就是海洋酸化的問題。
極地危機
國立臺灣師範大學海洋環境科技研究所碩士生林永富/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯
由於溫室效應越來越嚴重，溫度不斷上升，使得無數在極地（北極）湖泊底部的永凍土（Permmafost）逐漸在解凍，甲烷（CH4）釋放到大氣裡，一個CH4分子的溫室效應是一個二氧化碳分子的25倍，加速全球暖化。在新研究指出，在2100年以前，解凍中的永凍土會繼續增加，導致CH4的排放量增加20~40%，遠超過其他天然和人為的來源。
永凍土目前覆蓋全球陸地面積20%，在數十公尺深的表層土壤中，儲存了大約9500億公噸的碳（大多永凍土有數百公尺深），這些碳是枯萎的植物和動物的遺骸，已經堆積好幾萬年，只要冰凍在湖泊底部或湖泊之間，就會安全隔離在大氣之外，但當永凍土解凍，微生物接觸到冰封的殘骸時，會快速分解殘骸產生氣體，其一就是CH4。（如下圖1~3）
（圖1） 冰凍的土壤解凍，地表陷落，形成凹洞，積水後變成了池塘。
（圖2） 池塘互相連接，變成湖泊。湖水讓湖底的土壤解凍，微生物在缺氧狀態下分解其中的有機物，製造CH4。
（圖3） 湖泊變的更深，有機物含量更豐富的永凍土也跟著解凍。它也會分解，製造無數的CH4氣泡，浮到湖面上，並噴發到大氣裡。
海岸(coast)變遷
國立百齡高級中學地球科學科汪伃鮶老師/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯
有許多因素會使海岸的侵蝕與堆積作用重新做調整，進而造成海岸變遷。海平面升降可分為全球性與區域性的。
全球性是由全球平均氣溫的改變影響了冰川的溶化體積，進而影響海平面的升降。
區域性改變的原因：
1.板塊擠壓造成陸地的抬升；以台灣為例，台灣是聚合性版塊邊界，造山運動至今仍繼續進行著，使得海蝕平台被抬升形成海階地形。也使得台灣地形陡峭，加速 河流侵蝕速率。另外岩層破碎、多斷層、地震等現象，都使岩層易發生鬆動、崩落，增加泥砂量。當泥砂入海再受到沿岸流的搬運形成了台灣西岸中段廣大的沉積平 原及海埔新生地。
2.冰河覆載消退造成陸地的抬升；以台灣為例，距今約1萬8千年前的最近一次冰河期，造成全球海平面下降，台灣周圍海平面比現在低約120公尺，因此台灣 海峽大部分的海床露出海平面，使得台灣與大陸相連。像我們曾在澎湖海域發現長吻鱷、大象、犀牛、與鹿的化石等等現象。脫離冰期後，冰川融化使海平面又上 升，海水便又覆蓋了台灣海峽。
白令海峽的大起大落改變氣候（Bering Strait’s Ups and Downs Alter Climate）
雲林縣立麥寮高級中學地球科學科陳婉如老師/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯
根據研究人員計算，寬達八十公里的白令海峽（Bering Strait）延伸到俄羅斯和阿拉斯加之間，會深切地影響著整個北半球的氣候。這個研究結果困擾了科學家十年，科學家也證實了某些因素造成的細微變化可能影響全球氣候。
碳捕獲與封存（Carbon Capture and Storage, CCS）
臺北市立南湖高級中學地球科學科董家莒老師/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯
CCS是將二氧化碳從工業或與能源有關的過程中分離（capture），並輸送到地層深處進行封存（storage），使之長期與大氣隔絕的技術，從而減少二氧化碳的排放。目前CCS技術在全球範圍內尚屬研發和示範階段，支持該項技術的人認為，CCS技術能夠在保障能源供應的同時降低碳排放，並預測2050年CCS技術降低的二氧化碳排放量將達到100億噸，但也有人認為這項技術的全面推廣還需要做大量的研究工作。
拯救死亡海域（Reviving Dead Zone）(下)
國立台灣師範大學地球科學所科學教育組任欣怡碩士生/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯
生物死區形成三階段：死海
日本水產研究所的永井達樹，在1960年代觀察瀨戶內海得出了下面三個環境邁向生物死區的分類。
◆ 第一階段：「紅鯛之海」：紅鯛為瀨戶內海魚夫捕抓的主要高經濟魚類。也是該區食物鏈的上層掠食者。
◆ 第二階段：「鯷魚之海」：此一階段表示，上層掠食者的數量大量減少，
造成中下層的小型魚類大量繁殖。
◆ 第三階段：「水母之海」：在第二階段之後，因為浮游生物在小型魚類大量繁殖之後，數量銳減。浮游植物增加。只餘下對環境耐受度高的的外來種生物，或是水母能夠生存。
此一理論表示，人類的過漁行為。將上層掠食者自生態系中移除時，會造成食物鍊中生物數目的連鎖改變，是造成生物死區出現的原因。
拯救死亡海域（Reviving Dead Zone）(上)
國立台灣師範大學地球科學所科學教育組任欣怡碩士生/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯
近海生態面臨危機
在現今世界各地，由於陸地的植物營養鹽會隨著河川流入大海，進而引發淺海地區大批生物死亡，並造成了所謂的生物死區。
化學肥料讓漂浮在海面上的微小植物大量滋生，並遮蓋了海底植物需要的陽光，並使得大量腐敗的有機物質沈澱在海底。然後那些以分解死亡生物為食的戲劇消耗了海底的氧氣，使得生活在海底的動物缺氧而死。
大幅降低農業和污水逕流，並有效限制過魚行為，就可以恢復這些重要的海洋生態系。