地球科學科

台灣地區在七、八月份常會受到颱風的襲擾，在臺灣民間流傳「一雷破九颱」這句諺語，常為一般人誤解，認為聽到雷聲，颱風就不會來了，但是「一雷破九颱」真的就是一雷破九颱嗎？其實不然。本研究利用 1996 年到 2000 年此期間的颱風之氣象衛星資料，加上台灣電力公司自 1990 年開始，在台灣地區裝置雷電偵測系統，測量台灣地區周圍雲對地放電的時間、位置、強度、極性等，對一雷破九颱的疑惑做一探究。而研究結果顯示，颱風與落雷並沒有絕對的關係，而一雷破九颱也不代表颱風來了就沒有落雷的發生，或者聽到雷聲有落雷發生，而颱風就不會來。但在颱風暴風圈登陸台灣至出海(離開台灣)期間，落雷量明顯減少，而分布上也不再侷限於台灣本島主要落雷發生區，在台灣四周海面上，都有落雷分布的情形。

「火山」爆發的原因，對我是有很大吸引力的一項研究因為在電視上以及報章雜誌上常常提到這個問題，基於好奇心情，引起我的動機，於是我們便向老師請教，經老師指導下，更激勵了我們研究的興起。

本校於六十年一月一日設立兒童氣象觀測教學園地以來，至今已有三年多的觀測紀錄資料，現在將三年來，所觀測的資料互相比較分析一下，就可發現本區氣候的一般現象，足以對以農為生的本社區：區民眾貢獻一些意見或找到一些問題。

近年來，造成中低緯區溫度下降的北極震盪逐漸受到科學家的重視。一般我們說的「北極震盪」，指的是北半球高緯區的氣壓變動關係：極地渦漩減弱，造成原本聚集在極圈的冷空氣向中低緯區擴散，而使中、低緯度氣溫驟降；但就溫度層面而言，學術上認為這和平流層急劇增溫有關。 本研究分析福衛三號自西元2006年始的北半球大氣溫度資料發現：震盪現象最明顯出現在冬末春初；高度方面，低空較不易觀察震盪現象，而30公里以上的高空受影響的程度略為類似；緯度方面，北緯40度以南的地區受SSW影響而降溫，其幅度較小，而北緯40度以北升溫，且幅度隨緯度增加而漸大。 另外將西元2006~2010四年資料比較後，發現西元2009年為近四年來最高峰，且SSW有類似北極震盪部份週期的變化，故福衛三號氣溫數據資料在未來極有可能成為新興的氣候變化觀測依據。

桃園南崁溪河口位於竹圍漁港旁，河口附近兩支流匯流，河道變寬。每逢大雨沖刷河岸堆積沉積物。本研究採樣位置位於南崁溪河口附近，於河流左岸沖刷沙灘上，使用沉積物垂直分層取樣方法進行分析。第一次取樣2008 年10 月採ㄧ管，第二次取樣2009 年1 月採7 管，分析沉積物粒度隨深度變化情況，藉此了解南崁溪河水營力變化。經由兩次採樣粒度分析發現表層21 公分沉積物可能為東北季風之沉積物。第二次採樣7管沉積物分析，經對比63 到93 公分不等深度沉積物，發現四層特殊沉積層。依據各管沉積物層面深度繪製成層面立體圖發現層面向河面傾斜，且有類似河道旁沖刷崩落地形，有向河道中央移動之情況，代表河川沉積物逐漸增加。

金門本島之基磐組織大都以花崗片麻岩為主，但由於長年受到風化、淘洗、沉積的影響，因而造成了陸上坡崗起伏，質土種類繁雜；其中包含有白淨的矽砂，乳白色的陶土、黃色的鋁土、紅色的黏土、土黃色之砂質壤土，以及各種不同的岩石和礦物等，其中以沉積之紅土礫層在本島上分佈最廣，且形成了各種紅土台地，地層的頭色大部份由暗紅色至橙黃色之含礫泥質砂岩和含礫砂質黏土所組成”雖然土質貧瘠，不宜耕作，但其中卻富於礦質，可供開採。而且若能利用各種改良方法，也可開墾種植一般耐早性雜糧作物，如：花生、甘藷、高梁 … 等，以增進刪羸農民收益。每當上班途中，看到路旁紅土遍地，大都無人利用，雖然有幾處已在政府的輔導下開闢為農地（如：普果山一帶），其餘的也都種植樹木，以利水土保持，其實紅土變為農地，若能改良得宜，其作物成長比一般土壤為佳，且紅土層內夾雜了不少的礦物，雖有部分已在進行開採，但大部分礦物扔尚待開發與利用。如上述理由，引起我們對地區紅土礫層研究之興趣，並期望藉此研究能使全體軍民對紅土礫層作更進一步的認識與利用且能提供有關單位參考。

今年地球科學參展共三十六件(含泛太平洋地區國家一件)科展作品均能利用鄉土題材作深入之探討如「土石流現象」、「山坡地水土保持之研究〕、「台灣地區降水的氣候特徵」、「聖嬰現象與台灣地區之氣候變化」、「嘉南大地震災害之探討」、「恆春半島之化石研究」、「台灣地區天氣變化特性一颱風寒流與梅雨」此外高中組亦有作品探討「控制閃電分佈的因素」，水準甚佳，很多作品均能表現團隊精神分工合作，今年連江縣連江國中亦參展是值得欣慰的事情。 甚多作者均能利用網路收集資料事半功倍。 部份作品教師參與成份偏高值得改進，部份作品內容參考文獻似乎超出學生之程度而學生對此等文獻亦不了解。評審委員認為作品成果應與學生之程度符合並以此作為評審之主要依據，同學們對作品之解說均十分清楚，表達能力均佳，尤其高小的作者口齒伶俐令人讚賞，地球科學作品之平均水準較往年均有進步，希望今後能有更多的同學參與科展活動使同學們對於我們生活的地球有更深入的了解。

在去年十二月一日傍晚，很多人都看到了金、木、月排成微笑模樣，不禁想問：還有下一次嗎？本研究是以程式建立行星軌道以推判其位置來進行研究。先以C++建立三維的橢圓行星軌道，計算不同時間的位置；再與美國海軍天文台行星曆元表ICE 相較，結果顯示50 年內，金、木星位置經度差在40 秒內；緯度差小於2 分16 秒，可符合精確度要求。結果也顯示：40 年內，符合初四眉月搭配金、木星相距在1 度內僅2 次；金木相距3 度及5 度也只有5、10 次。以Stellarium 查閱此等結果，皆無微笑臉龐再現天際；若放寬條件為殘月，將於 2036 年7 月21 日的日出前看見微笑。

我們參考「渾天儀」和星座盤，將天球儀加裝「時刻環」和「日期圈」成功設計出「即時星空天球儀」。當晚上使用時，具有立體星座盤的功能，若白天使用時，利用日影則可變為具有計時功能的「天球儀日晷」。也可以將「即時星空天球儀」改裝成能顯示24 節氣的「天球儀圭表」。「雷射指星裝置」結合「即時星空天球儀」即變成能戶外使用星象儀。我們自創的「可調緯度天球儀」可以模擬出赤道和南北極的星體運行軌跡與太陽運行軌跡，也可當成測緯度用的「緯度測定儀」。我們計算證明各種不同圭表，若以 [冬至到春秋分的距離] 以及 [夏至到春秋分的距離] 的比例可分成 【1：1】 和【2：3】兩類。「天球儀日晷」、「可調緯度天球儀」和「天球儀圭表」具有多項設計的巧思和獨創性，具有商品化的價值，也可考慮申請專利。

本實驗以氣流場模擬：氣流撞到不同角度之障礙物、及擋板可移動之水流場模擬：颱風通過台灣的偏移情形，並與實際颱風路徑比對、找尋原因。氣流場實驗發現，氣流與障礙物夾角90度時，會有最大的尾流區並產生渦流，夾角降至20度以下時則無渦流，顯示副低壓不易生成。水流場實驗發現，障礙物較深、漩渦移動速度慢、轉速小或範圍大者漩渦路徑偏移會越大；此外，漩渦進入障礙物的角度也影響漩渦路徑，＜90度時易直接通過，角度大不易通過，易被副低壓取代過山；大致而言，漩渦從北方通過時，常因漩渦被破壞及副低壓而南落，中央通過時因狹管效應而南落，再由背風側副低壓取代過山，下方通過時會因漩渦遭破壞而略為北抬；此結果與許多颱風實際路徑吻合。