地表與地殼的變動（Ia）

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由浮力平衡的原理可推知，地殼會有垂直方向的升降調整，且有觀測證據支持。

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斷層、褶皺、節理為岩層歷經地殼變動受力後的表徵。

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透過野外觀察記錄及分析，建立地質圖等資料，可以幫助了解當地岩層的分布與構造。

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透過野外地質觀測及儀器偵測到的地球物理資料，可以幫助建立臺灣的地體構造模型。

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透過儀器對地殼變動的監測，可幫助了解板塊相互運動的狀態。

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遙測工具對於地表與地殼的變動提供了更全面的觀測。

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各種不同工具可幫助了解海底地形與陸地地形在形態及規模的不同。

天氣與氣候變化（Ib）

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水在水圈及大氣圈之中的三態變化與能量的轉換傳遞，對天氣與氣候變化有很大的影響。

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大氣垂直溫度的差異會造成大氣的不穩定而引發垂直運動。

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大氣垂直運動的形態決定了雲與降水的形態。

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各種尺度的海陸差異與地形變化對天氣都有影響。

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氣象預報與生活習習相關，有些行業非常需要氣象預報提供的訊息。

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透過地面觀測與高空觀測、衛星及雷達遙測可以獲得氣象資料。

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透過觀測的氣溫、降水量、風向、風速、相對濕度等和衛星雲圖等紀錄，可以分析天氣系統的變化過程，並提出適當的解釋。

海水的運動（Ic）

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溫鹽環流是海洋下層水的流動，由海水的密度差異所驅動，具有傳送能量與調節氣候的重要功能。

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臺灣附近的海流會影響臺灣四季的氣候。

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透過觀測資料可以判斷潮汐的不同形態。

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湧升流能將下層富營養鹽的海水往表層輸送，可以提高該海域的基礎生產力。

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透過海洋的探測與遙測，有助於了解海水運動與水文性質的變化。

晝夜與季節（Id）

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不同緯度的晝夜長短會隨季節變化。

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二十四節氣依太陽在天球上的位置而訂定。