地球科學科

「姊！氣象要開始報導了。」因我們明天要到南部去遠足，所以我就要注意看氣象報導，「高雄、台南等地多雲局部陣雨… 。」那我還是怕報導不一定準確的心情上床了。當天早上太陽還是出來了，所以我就不在意昨天的氣象報告，一路上都沒下雨，直到台南天氣忽然轉陰，過了一會兒雷雨交作，我們只好呆在車廂內等著雨停。自從這次遠足以後，我對半信半疑的氣象報告，增加了信心。升上五年級在自然課本第五冊第八課講到了「氣象報告」這個問題，有同學問老師說：「氣象報告是不是完全準確？」老師笑著說：「這要你們想辦法自己去探討才是啊！」於是在老師的輔導下便利用少年科學研習活動的時間，展開了這項探討氣象報告是否準確的活動。

這是一個有趣的現象，而且當寒流來襲或天氣變玲的時候，就特別明顯。你知道這是什麼嗎？且聽我們緩緩道來 ─ 每當天冷的時候，總是發覺住在台中市邊緣地區的同學，一來到位在市區的學校，進人教室後，就匆忙地脫下身上厚重的外套，彷彿多穿一會兒，便會汗流夾背一般。反觀住在台中市中心的同學，則不見如此景象。難道，這兩地之間的氣溫真有如此大的差異嗎？是什麼原因造成的？除了氣溫之外，還有那些不同的地方呢？……

在本學期自然科學課程中，我們學習到密度一課，老師指導我們測量一塊不規則形狀膠泥的體積，只要將膠泥放入水中，量水上升的體積就等於膠泥的體積，真方便！這使我們想到石頭的體積也可以這麼量，更引起我們對石頭密度的興趣，於是在老師的指導之下，我們進行了下列的探討。

土石流對南投山區居民是個夢魘。本主旨在探討土石流中不同粒徑粒石的流動現象、破壞範圍、與分佈形狀，及渠道長度、含水量、含泥量多寡對其影響與成因。研究中以堆積遠近表破壞力強弱。大粒徑隨流動而上升至土石混合體上方，小粒徑下降成為軸承；當混合體含水量越高，現象越顯著。流動渠道越長時，大石跳上混合體的高度越高，堆積距渠道出口越遠，大、小石的差距越大，表破壞力越懸殊；堆積形狀呈放射扇形。不同粒石在個別、混合、加水、加水與高領土的實驗設計中，其顆粒分布的改變，與力及能量交互作用有關，而受固體對剪切力的分散程度比水來得大的因素影響甚巨。土石流流動中，地質材料互撞，粒徑越大，剪切力與分散力越大，易集中於堆積表面與前端，且此運動過程，處持續變形狀態。顆粒流的特性在整治時應列為重要考量。

高屏溪的風吹沙問題日益嚴重，本研究先調查高屏溪風吹沙問題現場了解現況，再採樣分析高屏溪高灘地沙土含水量和粒徑，最後比較不同粒徑和含水量的沙土被風吹動的差異。研究獲致主要結論如下： 一、風吹沙容易發生在初秋、初春與冬季，這些季節是高屏溪的枯水期，此時水位下降，河床高灘地裸露出乾燥細微、缺乏植被覆蓋的淤沙，成為風吹沙的沙源。 二、枯水期間，高灘地沙土平均含水量只有7.6％，94.6%是粒徑小於0.42mm的沙土。 三、在3.9m/sec的風速下，顆粒大於0.42mm的沙子不容易吹動，小於0.42mm的沙土較容易吹動。 四、含水量越高，沙土越不容易被風移動。 五、根據研究結果，加強流域上游的水土保持，枯水期設法增加高灘地沙土含水量，是預防風吹沙可能有效的方法。

明德水庫上游集水區新建公路之山壁，但見岩層怪異變化多端，與課本上陳述之各種地質景觀，頗多雷同之處。而且在短短六公里內，其地層與岩相重複出現，呈明顯的對稱性，為了一窺大自然的美妙傑作，並了解其真相，遂引起我們進行實地觀察研究之興趣。

人類是自然的寵兒，理應主動地接近自然，了解自然。宇宙是自然的全部，包含了天和地，內中還不知道有多少學問，等待看人類去發現，了解和運用，天上的星星雖然只是自然的一部份，但是我們又知道多少呢？尤其是我們這些國中學生，白天看不見星星，晚上又被強烈的電燈遮蔽了星星的面目，深夜嗎？我們要睡了，因為怕明天上學會遲到啊！所以我們想做一們白天也可以看星星的機器，來滿足我們和以後的學弟學妹們的求知慾。我們把構想說給老師聽，經老師們的同意後，就著手做了這一台自學機。

老師要帶我們去三峽溪及支流五寮溪沿岸作地質考察，以使我們更加了解地質作用的影響。準備資料時，一位住在五寮溪旁的同學提出：為什麼他們那邊的河谷非常開闊，反而在比較下游的地方變成了峽谷？這引起了我們的好奇心，於是決定要特別加以研究。

根據第48屆全國中小學科學展覽作品：「做一個能輕易測得地球半徑的人－利用太陽光求地球半徑」研究，他們利用影子來測量同一經度南北兩地的太陽仰角，求得地球半徑。我們認為該團隊記錄時，因陽光形成的半影、選擇中央氣象局測候站公布太陽過中天時間為據、測量日期選在一月下旬，這三點令我們懷疑其報告可以求出極接近實際值的真實性。我們改進前人研究的缺點，利用水晶球360°聚焦太陽光的性質，自製一個不受風及半影影響的「太陽仰角記錄器」，並選定同一經度太陽過中天時間相同的「冬至」及「夏至」兩天測量，以所在經度換算測量時間，並輔以當天太陽過中天時太陽方位角180°正南、0?正北方校正，測量出地球半徑為6457.8947km及6336.0477公里，誤差值1.25%及0.66%。

今年我們上了國中，地理課時，老師說：“我們家鄉大漢溪所屬的淡水河系是全省第三長河，可惜已污染多年，甚至下游還發出陣陣惡臭”。我們聽了不僅難過，也察覺：供給板橋、新莊用水的板新水廠正位於大漢溪的中游，它的污染實在和我們的生活有著密切的關係，於是，我們著手做了以下的探討。