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中大太空與地球信息科學、海洋與環境科學

科研 約 8,341 字 · 17 分鐘

香港中文大學(The Chinese University of Hong Kong, CUHK)綜合信息數據庫 · 04 科研模塊 本文專門梳理 CUHK 在太空與地球信息科學、海洋科學、環境與可持續發展、天文/物理等地球-空間-環境領域的科研機構、課程與代表成果,補足此前數據庫未專門覆蓋的科研版塊。 資料以 CUHK 官網(iseis / ees / iees / msl.sls / phy)及官方新聞稿為準;不確定處標註「待核實」,不杜撰。


一、概覽

CUHK 在地球-空間-環境領域形成「一所(遙感)+ 一系(地球與環境)+ 一室(海洋)+ 一所(環境能源)+ 一組(天文/引力波)」的格局:

機構/單位 英文名 類別 成立/沿革 領域定位
太空及地球信息科學研究所 Institute of Space and Earth Information Science (ISEIS) 大學級研究所 2005 衞星遙感、對地觀測、GIS、災害監測
地球與環境科學系 Department of Earth and Environmental Sciences (EES) 理學院學系 2024-08-01 升格為學系(前身為地球系統科學課程) 大氣、地質地球物理、生物地球化學/環境
李福善海洋科學研究中心 Simon F.S. Li Marine Science Laboratory (MSL) 生命科學學院研究中心 1970 建立,2002 冠名 海洋生態、珊瑚修復、海岸污染
環境、能源及可持續發展研究所 Institute of Environment, Energy and Sustainability (IEES) 大學級研究所 2011 氣候變化、能源科技、碳減排、空氣質素
引力波研究組 / 天體物理 CUHK-GW / Astrophysics & Fundamental Physics 物理系研究組 (隸屬物理系) 引力波、系外行星、宇宙學

二、太空及地球信息科學研究所(ISEIS)

2.1 成立與沿革

項目 內容
英文全稱 Institute of Space and Earth Information Science
成立年份 2005
前身 中國科學院與 CUHK 合辦的地球信息科學聯合實驗室(Joint Laboratory for GeoInformation Science, JLGIS)
資助來源 國家科技部(MOST)+ 香港特區政府創新科技署(ITC)
現任所長 關美寶(Mei-Po Kwan)教授(地理學家,2022 年獲美國應用地理學 James R. Anderson 榮譽勳章,Highly Cited Researcher)
標誌建築 霍英東遙感科學館(Fok Ying Tung Remote Sensing Science Building,沙田校園,2010-09-28 落成啓用),與衞星地面接收站相連,為遙感與地球信息研究樞紐

説明:ISEIS 同時是國家科技部國家遙感中心香港基地,亦被描述為香港唯一的衞星遙感國家基地(此「唯一」表述源自官方新聞稿,作存檔,具體措辭待核實)。

2.2 衞星遙感地面接收站(Satellite Remote Sensing Ground Receiving Station)

項目 內容
建成年份 2005(與研究所同期)
資助 國家科技部 + 香港創新科技署
功能 接收中高分辨率衞星遙感數據,支撐對地觀測研究與師生實踐
覆蓋範圍 華南、東南亞熱帶與亞熱帶地區
地位 華南地區最重要的衞星遙感研究設施之一

地面站持續接收衞星數據,使 ISEIS 能在雲雨頻發的華南/東南亞環境下開展實時對地觀測,服務城市環境評估與自然災害監測。

2.3 研究領域

方向(英文) 中文 説明
Cloud-prone and Rainy-areas Remote Sensing (CARRS) 雲雨地區遙感 針對華南多雲多雨特點,克服光學遙感受雲遮擋問題
Virtual Geographic Environments (VGE) 虛擬地理環境 三維/沉浸式地理空間建模
Emergency response & natural disaster monitoring 應急響應與自然災害監測 地震、滑坡、洪澇等災害遙感評估
Urban / Metropolitan GIS 城市地理信息系統 城市與都會區 GIS
Urban settlement analysis & modeling 城市聚落分析與建模
Public health GIS 公共衞生地理信息 疾病時空分佈
Intelligent Transport Systems (ITS) 智能交通系統
Spatially integrated humanities & social science 空間整合人文社會科學 地理空間方法服務人文社科

附屬設施/單位:地理空間智能實驗室(Geospatial Intelligence Laboratory,以約 600 萬元人民幣資助設立);培養單位為地球系統及地理信息科學研究生部(Graduate Division of Earth System and GeoInformation Science)。

2.4 災害監測與區域遙感的角色(代表成果)

事件/項目 內容
玉樹地震評估(2010) ISEIS 利用遙感影像分析,揭示青海玉樹地震中約 80% 建築物受損,為應急評估提供依據
CUHK Science-1 衞星 見下文 2.5 節,CUHK 首顆衞星項目
「太空絲路」合作 ISEIS 加入「Space Silk Road」聯盟,提升全球衞星服務能力

ISEIS 在區域遙感中扮演「華南-東南亞樞紐」角色:既是熱帶/亞熱帶遙感中心,又定位為兩岸地球信息科學學術交流中心,並從香港推動地球信息科學的國際合作。

2.5 CUHK 首顆衞星(CUHK Science-1 Satellite)

項目 內容
啓動時間 2023-11-30
合作方 國家航天局對地觀測與數據中心(China National Space Administration, Earth Observation System and Data Center)
衞星名 CUHK Science-1 衞星
項目全稱 「Development of CUHK Satellites and Integrated Remote Sensing Technologies for Near Real-time Landslide Monitoring」(CUHK 衞星及綜合遙感技術研發,用於近實時滑坡監測)
資助 香港創新科技署(ITC)
應用方向 智慧城市、碳中和、可持續發展、近實時滑坡監測
配套機構 雙方計劃在 CUHK 設立香港航天數據應用中心(Hong Kong Aerospace Data Application Center)
關鍵人物 所長關美寶教授;國家航天局對地觀測與數據中心主任王粉玉;CUHK 校長段崇智(Rocky S. Tuan)

三、地球與環境科學系 / 地球系統科學課程(EES)

3.1 沿革

項目 內容
英文 Department of Earth and Environmental Sciences (EES)
升格學系 2024-08-01 正式成為學系
前身 理學院地球系統科學課程(Earth System Science Programme,ESSC),後整合為「地球與環境科學課程」
本科學位 B.Sc. in Earth System Science / Earth and Environmental Sciences(JUPAS 編號 JS4648)
使命 以定量科學方法研究自然與人類社會長期可持續性的相互關係,應對氣候變化、自然災害、生態退化等全球挑戰

3.2 研究領域與本科分流

課程以跨學科方式整合應用物理、化學、生物、統計、計算與機器學習,研究固體地球、大氣、水圈、生物圈的相互作用,聚焦全球氣候變化、自然災害與人為污染。

研究/分流方向(英文) 中文 內容
Atmospheric Science 大氣科學 大氣與海洋複雜流體過程,服務天氣預報與氣候預測;大氣成分、變率與變化,及其與水圈/地圈/生物圈的相互作用
Geology & Geophysics 地質與地球物理 固體地球結構與過程,結合遙感、地震、野外與數值模擬;資源管理與災害減緩
Environmental Science & Technology / Biogeochemistry 環境科學與技術 / 生物地球化學 整合化學與生物概念,污染控制、資源管理、生態系統保育

海洋(oceanography)相關內容主要體現在「大氣與海洋複雜流體過程」及與海洋科學學組的交叉中;EES 學系本身以大氣-地質地球物理-環境三大支柱為主,純海洋學科歸口生命科學學院海洋科學(見第四節)。

3.3 代表學者(待補充)

學者 方向 備註
Prof. Zhan Yan(詹晏,中文名待核實) 行星科學 / 月球火山活動 2026 年 4 月其月球火山研究獲學系重點介紹

説明:EES 為新設學系,完整師資名單與各位代表學者的具體成果有待從官網逐一核實補充,此處不杜撰。


四、海洋科學:李福善海洋科學研究中心(MSL)

4.1 沿革與定位

項目 內容
英文 Simon F.S. Li Marine Science Laboratory
建立 1970,原屬生物學系,作為海洋科學高等研究中心
冠名 2002 年冠名「李福善海洋科學研究中心」,以表彰李福善博士(Dr. Simon Li)對大學發展的慷慨捐助
隸屬 生命科學學院(School of Life Sciences),院長/學院主任陳浩然(Edwin Chan Ho Yin)教授(注:為學院主任,非 MSL 中心主任,MSL 現任主任待核實)
位置 馬料水(Ma Liu Shui)/ 吐露港(Tolo Harbour) 畔,沙田

4.2 研究領域

研究興趣涵蓋生態、演化、保育、基因組學、生態毒理學與生物技術,重點物種為珊瑚、海藻、甲殼類

方向 內容
珊瑚修復 在吐露港及吐露海峽(Tolo Harbour and Channel)退化珊瑚區開展修復
海岸污染 / 生態毒理 海岸污染監測、生態毒理學研究(吐露港歷史上曾受富營養化與污染困擾)
海洋生物多樣性 海藻、甲殼類、指標物種監測

4.3 珊瑚與海洋生態代表成果

成果 內容
有性繁殖技術 MSL 團隊是香港唯一掌握珊瑚有性繁殖技術的研究與保育團隊
2019 移植 移植 100 株有性繁殖的兩年齡鹿角珊瑚(Acropora)+ 200 株無性繁殖珊瑚迴歸吐露海峽,試點羣落存活率近 90%
二代珊瑚 香港首次出現實驗室培育並移植野放的珊瑚在野外性成熟並同步產卵,誕生第二代珊瑚
生態指標 吐露海峽移植珊瑚成功吸引海馬、蝴蝶魚等指標物種迴歸

相關延伸:CUHK 團隊亦與 Coral Academy、WWF「Reviving Our Corals」等保育項目相關聯(合作細節待核實)。


五、環境研究:環境、能源及可持續發展研究所(IEES)

5.1 沿革

項目 內容
英文 Institute of Environment, Energy and Sustainability
成立 2011
創所所長 林健枝(Lam Kin-che)教授(地理與資源管理學系)
後任所長 劉雅章(Gabriel Ngar-Cheung Lau)教授(知名氣候科學家,2013 年加入 CUHK,擁四十年氣候研究經驗)
目標 整合 CUHK 多學科優勢,推動跨學科環境研究與教育,成為推廣可持續發展的區域領導者

5.2 研究領域

方向 內容
氣候變化與環境監測 研究氣候變化影響,監測環境變化,為規劃、政策制定與應對策略提供依據
能源科技 研發新能源技術(如高效薄膜太陽能電池)與智能節能策略
碳減排 / 碳中和 開展外展計劃,協助機構設計可持續發展方案,在社區層面減少碳排放與生態足跡
環境政策與治理 設環境政策與治理課程(Environmental Policy and Governance Programme)

5.3 空氣質素監測

項目 內容
設施 空氣質素監測中心(Air Quality Monitoring Centre),設於自然地理實驗站(Physical Geography Experimental Station)
採樣 酸雨、總懸浮顆粒(TSP)、PM10、PM2.5
連續監測氣體 SO₂、NO、NO₂、O₃、CO 等環境空氣濃度

碳中和研究延伸:CUHK 學者參與「中國 2015–2060 PM2.5 空氣質素在碳中和情景下的路徑」等研究(刊於學術期刊);CUHK Science-1 衞星亦以碳中和為應用方向之一。


六、天文 / 物理相關研究

CUHK 物理系(Department of Physics)設有「天體物理與基礎物理」(Astrophysics & Fundamental Physics)研究方向,並有專門的引力波研究組。

方向 內容 備註
引力波(CUHK-GW) 引力波理論與觀測;併合黑洞/中子星、超新星等高能現象 隸屬 LIGO–Virgo–KAGRA 國際科學合作組織;研究準正則模(quasinormal modes)、引力波晚期行為、中子星內部結構反演
系外行星 研究系外行星在年輕恆星周圍原行星盤中的形成
星系演化 盤狀星系的結構與演化
宇宙學 / 基礎物理 屬香港研究天文、宇宙學與基礎物理的整體努力的一部分

説明:CUHK 設有引力波研究組(gw.phy.cuhk.edu.hk)與天體物理研究方向,確有天文/天體物理研究;CUHK 尚無獨立的「天文學系」,相關工作歸口物理系。具體研究組負責人姓名待核實。


七、代表學者與成果速覽

學者 單位 領域 代表成就
關美寶 Mei-Po Kwan ISEIS 所長 地理信息科學 2022 James R. Anderson 榮譽勳章;Highly Cited Researcher;主導 CUHK Science-1 衞星
劉雅章 Gabriel Lau IEES 所長(2013–) 氣候科學 四十年氣候研究經驗,聚焦東亞氣候變化適應
林健枝 Lam Kin-che IEES 創所所長 環境管理 地理與資源管理
陳浩然 Edwin Chan 生命科學學院主任 生命科學 MSL 所屬學院主任(注:非 MSL 中心主任)
Zhan Yan(待核實) EES 行星科學 月球火山活動研究(2026)

代表性事件成果:

  • 玉樹地震遙感評估(2010):揭示約 80% 建築受損。
  • 吐露港珊瑚修復(2019–):有性 + 無性繁殖,試點存活率近 90%,實現二代珊瑚野外產卵。
  • CUHK Science-1 衞星(2023 啓動):CUHK 首顆衞星,與國家航天局合作,服務滑坡監測/碳中和/智慧城市。
  • 霍英東遙感科學館(2010 落成):連接衞星地面接收站,華南重要遙感研究樞紐。

八、待核實事項

  • ISEIS「香港唯一衞星遙感國家基地」之確切官方措辭。
  • EES 學系完整師資名單與各代表學者成果;Prof. Zhan Yan 中文名。
  • 李福善海洋科學研究中心(MSL)現任中心主任姓名。
  • CUHK 引力波研究組現任負責人姓名。
  • CUHK Science-1 衞星實際發射日期(2023 為項目啓動,發射時間待核實)。

來源(Sources)