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地球科學科

如影似真的偏轉魔力─科氏力

藉由本研究,我們希望能了解到〝既抽象又難捉摸〞的科氏力與科氏力效應,也期能解開地理或自然課本中的東北季風、西南季風的偏轉之奧妙。本研究裡,有四大摘要著眼點:(1) 教學網路上常出現「北半球的浴盆,放水時水渦流旋轉是逆時針??!!」的討論,就有很多種版本說法與爭論。今我們利用實驗、分析再經巧思設計讓「科氏力」大小並不足以影響小小漩渦的旋轉方向,變成足以影響。(2) 再由數學式去探討,並算出增大t 、ω 、V 三因子皆會使科氏力偏移的效應變的更加明顯點(尤其作用時間更以“平方”成正比地增大)。由此來改良實驗讓科氏力效應變大。(3) 試著從日常生活的大、小尺度(遠、近距離運動)科氏力效應或生活周遭的蛛絲馬跡現象來統計,證明科氏力如影隨形作用在運動的物體上或生物體上。也許小尺度不會有那麼明顯的結果(被科氏力輕微捉弄),但只要我們能仔細地加以觀察,都可從一些「蛛絲馬跡」得到印證。(4) 科氏力其實是科學家假想出來的一種力,是由於地球自轉造成的。我們盡量從〝感覺〞去著手,讓它有點〝不抽象〞。

台東地區熱島效應之探討

本研究主要是以台東市的氣溫觀測站,以及市區外圍西南邊的知本,北邊的鹿野,以及東北邊的東河等四個氣溫觀測站,調查從2000年至2009?,這十年期間的逐時氣溫資?,?探討台東地區的氣溫變化趨勢、熱島效應隨著季節、時間的演變情況,並試圖找出影響台東氣溫變化的原因。 本研究的結果發現:近10年(2000~2009)台東站之年均溫為24.7 ± 4.3 ℃,與近30年(1978-2007)平均值(24.4℃)比較,年均溫升高了0.3℃,另外,台東站每年九月均溫亦呈現逐年上升趨勢,上升幅度0.1184 ℃/年。月均溫分析結果顯示,四個測站在季節上均有一致的表現,最高月均溫均出現在7月,最低月均溫出現在1月。此外,在冬季時四個測站(台東、知本、鹿野和東河)的平均溫度標準差均大於夏季,顯示這四個地區的溫度在冬季時會有較大的差異。 UHIs(台東-知本)、UHIs(台東-鹿野)的UHIs值明顯大於UHIs(台東-東河),這可能與海拔高度、地理位置及植被分佈有關。UHIs(台東-知本)在夏季時早、晚的UHIs值?大於中午,UHIs最大值(1.4)出現在19~20時,且持續到翌日清晨。UHIs(台東-鹿野)在夏、冬季的UHIs值均呈現早晚高、中午低的熱島效應情形。UHIs(台東-東河)在夏、冬兩季之每日平均溫度差(UHIs)變化情形與UHIs(台東-知本)類似。台東市區與周遭鄰近地區確實會因為熱島效應的影響而產生1~2℃的溫差,這個溫差在白天時?甚明顯,在中午過後開始增加,溫差最大值發生在夜晚。台東市的熱島效應普遍發生於下午17時至翌日清晨5時。

天體輻射

平常我們所見到閃爍的星星,其實隱藏著許多資訊。從事了許久的天文研究也只是在觀測和攝影上。關於星星的亮度、溫度等性質書上一向資料不全。為了深人了解遙遠的它們,我決定自己進行研究,利用光譜來分析天文資訊。

雲嘉南地區土壤分佈及水份蒸發速率之測定

生活在科技突飛猛進的時代,人類已愈來愈關切每天生活的環境。嘉南平原是台灣富庶地區,食糧作物、經濟作物種類很多,如稻米、甘藷、甘蔗、花生及蔬菜等。各地區由於士壤質地不同而作物有另別。土壤質地與士壤水分有很大關係,而水分影響作物生長尤甚。土壤中水分向地面蒸發,是土壤水分的損失,故不同的士質其蒸發速率如何?如何防止土壤水分的喪失?值得加以調查研究。調查地域:濁水溪以南,曾文溪以北的嘉南平原地區。

利用蒙氣差求空氣的折射率

我們在過去的實驗中曾經自製了一個時推儀,藉以推算出任何地方,任何日期的日出日落時間,但在推測的過程中,所求緯度越高,推測值與實際值的誤差越大。經過進一步的思考,發現大氣使日光偏折的角度也應考慮在內,於是我們決定著手求出該角度的大小。並利用此角度求出光線自真空進入空氣的折射率。

妖魔之海百慕達沉船解謎─模擬甲烷水合物學說探討液體的浮力與沉船的關係

百慕達三角一直以來,籠罩著神秘的面紗。關於此區所發生的離奇事件,眾說紛紜!在各種假說中,可以用科學邏輯驗證的,當屬「甲烷水合物學說」。本組利用二手的壓克力透明桶,以蜘蛛爐改裝為氣體輸入裝置,自製第一代氣泡產生模擬槽,更換不同的輸入氣體、不同的流速、以及不同的密度液體模擬沉船之可能,經縣賽教評審議重新改良為第二代模擬槽,以第二模代擬槽提高實驗精密度,並增加深度、溫度等變因。發現液體(海水)中出現氣泡,浮在此區域水面的浮體(船)確實會下沉,當氣泡流速愈快,浮體下沉程度越顯著。本組認為:當浮體下沉,相對而言液體的密度因此改變,氣泡與浮體(船)接觸,在交界面所提供的支持力也較低,兩者是導致沉船的主因。

誰家的灰塵多又多?

奇怪!教室的門窗關得緊緊的,但是經過幾天連續假日,到了學校,卻發現桌面上有一層灰塵。有時家裡的家具,如果媽媽沒空清理,灰塵多得可以用手指在上面畫畫呢!我覺得奇怪又好玩,就去請教老師,老師就指導大家一起來研究「灰塵」。

各種地形對氣流有影響嗎?

上學期自然科上到第三課「風的成因」時,老師拿了省立台南高工製作的「空氣對流箱」給我們作分組實驗。實驗中我發覺在實驗箱內放置一個物體,煙霧的流動方向便倉有一些變化。由這一小發現起利用這些空氣對流箱加以改變而放置不同形狀的物體,是否可以看出不同煙霧流動的情形,而進一步探討「氣流和地形」的關係。於是邀請了幾位同學合作,並講自然科老師給我們指導進行研究。沒有想到在研究進行中,又陸續發現了許多有趣而頗有價值的問題。

台東礦物收集的分類

我們看到地球科學有關礦物的知識引起了我們對礦物研究的興趣,臺東又是多山,因此我們不斷地收集各種礦石,並且在老師的指導下將下列收集的礦石一一分類,以便作為將來繼續研究之用。

喚醒大目降一甲子的記憶

本研究主要是民國99年3月4日0304桃源地震(原稱甲仙地震)引起大目降(新化)土壤液化噴砂的奇特景象,其中北勢里與太平里的噴砂點與民國35年新化地震相當,可能與新化斷層有關。研究中的五個地點其噴砂顏色皆不盡相同,根據現地採樣及室內實驗,發現噴砂的土壤物理特性在粒徑分佈、淘選度及礦物種類上,與震度、地震延時及水位高低之間都具有規律性存在。另外,在實地量測及參考現地CPT及SPT試驗,發現本次液化都發生在河流附近的沖積層,其液化深度大多在水位深度以下之2m~5m間,預測最大液化深度可達10m上下,所以在建物安全設計及工程選址應特別注意,避免可能的災害發生。