地球科學科

台灣位於亞熱帶地區，每年受颱風侵襲，常引起嚴重災害，生命及財產之損失甚鉅，足以影響經濟建設之發展。目前對於颱風警報準確性與適時性之頸求愈來愈高，為了瞭解熱帝性風暴一旦形成颱風後，是否會侵襲台灣地區的可能性。我們嘗試以簡單的設計，應用物理、化學等科學知識，用以解決地球科學教學上，產生許多實際的困難。尤其對於現象錯綜複雜，誘因極多；時空範圍臘大之颱風之性質，演變以及大氣主環流風系等知識，以實驗補助方式來探討，旨在避免深奧理論的引入，以及提供一些深入淺出的接觸了解。

上學期學校舉行遠足，老師帶我們遊月世界時，看到地上泥巴龜裂成有趣的形狀(有的四方形，有的六角形，也有更複雜的多邊形)，回學校後，我們請教老師為什麼會這樣？老師查詢了許多資料後，告訴我們，泥巴因為乾燥，收縮而引起龜裂，這種現象與玄武岩產生柱狀節理的原理一樣，理論上應該形成六邊形的龜狀裂痕；但是我們卻觀察到各種各樣的形狀，所以大家決定做一次有系統的調查。

熱帶太平洋地區是聖嬰現象最明顯地區，我們查詢美國NOAA的氣候預報中心資料庫，參考Treberth教授於1997年的定義，利用Nino3、4區，確定聖嬰、反聖嬰與正常期發生時間。西北太平洋是全球颱風最活躍的地區之ㄧ，我們從日本氣象廳網站，下載西北太平洋颱風發生時間、路徑、強度。我們想探討聖嬰與西北太平洋颱風之間的關係─包含西北太平洋〈北緯30度~EQ、東經100度~東經180度〉颱風發生頻率、颱風生成位置、強颱發生頻率、侵臺強颱發生頻率、侵臺強颱為單一測站帶來最高雨量與聖嬰關連性。本研究結果顯示聖嬰現象發生時，西北太平洋6月~11月颱風月頻率較1951~2005年氣候平均值低，颱風生成位置有偏東趨勢，西北太平洋強颱月頻率會增加；侵臺所有颱風月頻率為正常期最多，侵臺強颱頻率無明顯變化，侵臺單次強颱為單一測站帶來最高雨量，比反聖嬰期多。

本校自設見童氣象台至今已有九年（六十年一月一六十八年十二月）老師每年除教導我們學習氣象基本知識，使用氣象儀器外，每日作定期氣象觀測，並保存所觀測的資料，同時把所觀測的氣象資料加以分析，在氣象變化的特性中我們發現了正確的自然科學研究方法，激起我們同學對氣象問題研究的濃厚興趣，而且本校多數的同學家長均以務農為生，因此為了更進一步發揮自然科學教育的實用性，所以我們調查了學校附近地區的稻作狀況，以研究「氣象變化與稻作的關係」為主題使研究結果直接提供社區發展，使社區家長們也能分享研究的成果。

雨水酸化現象最早是在 1967 年於北歐為瑞典的科學家所發現，但歐洲地區的雨水可能自1950年代使已開始一年一年地增酸，若以 PH 值表示，則約從過去的 6.0 降至目前的 4.0 左右，但 PH 值到達 4.0 以下亦是常有的事。一般所謂雨水酸化，是指PH值低於 5.6的雨水而言。酸性雨水降至地面，對於環境乃是一種嚴重的威脅，一般報告指出它會使土壤變酸，減低肥力；侵蝕金屬造成生銹，會損害建築物，為害木材；會傷害植物，阻礙植物生長；會使湖水、池水變酸，為害或消滅魚類；會改變土壤或空氣中的生物相，造成不平衡；另外亦可能影響動物的生長，以及人類的健康。它的影響雖是緩慢且難以發現的，但卻是全面性的，故被認為是一種近代環境的大問題。木研究是在測定與分析台灣各地區雨水的酸化的情形，希望人們加以關心、研究，並設法解決。

科展是蠻享受、愜意的體驗。行經山林，腦海會湧出邊坡相關畫面，真是有趣。我們從中學到科學探究的方法，關於邊坡下滑的成因，也有深入的認識。得到的結論跟既有認知有衝突，這是很棒的經驗與成長。坡度超過35度最好不要住人，更不宜開發或變更為住宅區。實驗結果顯示，終極下滑坡度35度左右，只要負載過重、地震、雨量過多或水土保持不好時，35度以上坡度必下滑。 原以為增加摩擦力可防止土石下滑，實驗發現，負載重量到某個程度之後，增加摩擦力對於防治邊坡土石下滑無效。貓纜方面，發現插上支架的岩盤，下滑角度會下降很多。另外從電視畫面看到，T16纜車支架坡度超過40度，若支架沒有深入岩盤，一旦岩層一有破碎會導致下滑。

七十九年七月二日我們參加學校舉辦的學藝營時，我們去觀察泥火山，本來以為和火山相似，後來到現場才知道它截然不同的。觀察中我們有許多疑問，於是我們從事下列之探討。

從每天晚上電視台八點左右的氣象報告中，可以知道第二天的風向，但是很奇怪的，當我在家裡觀察時，卻發現風的方向和昨天電視台的預報不同，而且有一點亂。究竟是什麼原因呢？是不是我家南面有山，北面有河流還有其他建築物、道路等關係呢？於是我們就在去年的假期中，利用假期的時間，用各種模型來做風的研究。

(一)在山坡地普遍被開發的今天，本校(永春國中)?被建在著名的永春坡上。每天踏著幾百階的樓梯，望著對面奇特的高山(象山、五指山)無不驚嘆大地的神奇。 (二)有次單槓課，發現地上有裂痕，並有明顯下陷現象，不知是否和學校建在坡地有關？ (三)每次到下雨天，自強樓四樓都有漏水，經觀察發現，兩棟樓之間有很寬的裂縫，難道也是地層下陷所引起？ (四)在報上每次豪雨過後，就有坡地崩塌房屋被壓的新聞，不禁杞人憂天的想到，永春坡如果發生山崩，那永春國中不是有危險了嗎？因而引起了我們研究永春坡的興趣。

依據「台灣省水汙染防治委員會」之調查報告指出：「目前台灣發生水汙染較嚴重者：基隆地區-基隆港。台北地區-新店溪、基隆河。桃園地區-南崁溪灌溉水路。苗栗地區-後龍溪。台中地區-葫蘆墩圳、八寶圳。嘉義地區-朴子溪。高雄地區-高屏溪、高雄港。其中以台北地區之新店溪汙染問題最為嚴重。」我們生活環境受到如此破壞，豈能末視之。「新店溪汙染問題最為嚴重」其原因何在？本校曾多次作此方面之探討工作，先後發表「新店溪水文及水汙染之調查研究」及「景美溪之汙染與生物之關係」發現新店溪之水汙染，至景美溪匯入之後，其水汙染之程度突然增加，此種現象激起我們進一步的探討與研究之興趣。