全國中小學科展

地球科學科

星星、月亮、太陽

民國八十五年九月起,本校星象廳定期開放,辦理 〔 市民天文觀星活動 〕 ,我們幾乎全程參與,自然而然對天文產生高度興趣。 在我日常生活中,最顯而易見的天體,白天可看到太陽,晚上可看月亮與星星。它們周而復始的規律性運動,使我們對宇宙的奧秘產生好奇,於是我們大家齊心合力以實際觀測性實驗,以圖更充分了解星星、月亮、太陽等天體的運動。

告訴您,石頭的秘密

踏進佳洛水的大門,就被沿海成千上萬嶙峋的怪石吸引住,跳躍其間,海濤聲不斷。笑問老師:「這些怪石是神仙施法術變成的嗎?」老師說:「由於太平洋風急浪高,日夜侵蝕岩岸,竟把它沖成一串詭異的石頭。」從那時起,我便想揭開石頭的秘密。

風塵僕僕—以PM10探討大陸沙塵暴對臺灣的影響

本研究利用PM10值的逐時資料,探討1996年至2009年間,臺灣地區發生沙塵暴之時間與空間的分佈特徵。本研究獲得重要結論如下:一、 沙塵暴好發於春夏交替之際,北部區域受沙塵暴影響最為明顯;南部區域次之,東部區域和南部區域相似。二、 沙塵暴嚴重影響的區域分布類型共可分為10類,最常發生的類型為「北部區域嚴重影響」。三、 2004年沙塵暴發生次數最多,但強度方面卻較為不顯著。四、 馬祖測站PM10值上升的時間大多較北部區域為早。五、 沙塵暴逐時分布特徵之分析,可將逐時濃度變化分為7種類型。風向的變化可能是造成類型變化的可能原因。六、 到達臺灣的懸浮微粒含硫化物的比例較高,導致臺灣在沙塵暴發生期間SO2有增加的趨勢。

「雨」出驚人—台灣地區降雨型態及變遷的探討

本研究利用中央氣象局2003年至2010年日雨量資料,選擇20個測站進行分析。首先以降雨相關性分析而言,較高相關性天氣預報區域,可分為北部及中南部地區,而恆春半島可另外劃分成一預報區以提高預報精準度。再者,我們訂定降雨空間與時間指標,並依兩種指標繪成指標特性分布圖,且從圖中的趨勢線判斷出四種降雨型態,像是受到地形及季風影響在各雨季表現差異外,也可以發現山區較易出現異於其他地區的空間降雨。另外,從8年所有地區降雨變遷線發現台灣地區降水趨勢一致,若能分析數個區域的雨量升降趨勢,就足以代表全島的雨量變遷。最後,我們分析30年的長期雨量,發現降雨天數略微下降,但在夏季的降雨量有顯著增加趨勢,而乾季的雨量卻有下降趨勢,顯示未來乾雨季將更加分明。

莫攻-莫拉克颱風驚人雨量因素之探討

影響颱風雨量之因素在侵台颱風路徑預報專家系統中已有詳細的分類,卻未有颱風降雨型態的研究。為探討莫拉克如此驚人雨量的原因,我們自歷史颱風資料庫選出與莫拉克路徑相似的颱風,用各種統計法分析這些颱風之兩種降雨型態,由兩種降雨型態的差異探討颱風降雨因素之間的相關。將分析結果與各項氣象資料統整,找出由綜觀環境到颱風內部結構等和莫拉克相近之颱風,分別和莫拉克作比較來探討影響雨量之因素。由以上分析過程我們找出莫拉克的降雨型態及超大雨量與下列因素有關:暴風環流通過臺灣時間、西南氣流效應、颱風路徑及綜觀天氣條件。這些因素中,最顯著的因果關係為暴風環流通過臺灣時間越長,則颱風擺盪越明顯,強烈季風槽長時間供應水氣,於是中尺度對流不斷發展使測站累計接受降雨時間長,導致中南雨區百分比越大,造成莫拉克颱風全臺累計雨量創三十年來的最高記錄。

追「沙」-北海岸黑金再探秘

延伸去年的研究,針對新北市從西到東沿海12個地點進行研究。採用改裝瘦身震動帶的自製簡易分層篩沙器測得石門沙子平均粒徑最大,挖子尾最小。大園潮差最大但粒徑並非最小,因此沙子粒徑與潮差無負相關。沙子都含石英砂,而白沙灣的貝殼、珊瑚含量高,挖子尾則無。沙子密度與磁鐵沙含量並非完全一致,黑色的物質為磁鐵沙且純度低因密度都小於5.17g/cm³。模擬海岸坡度越大,不論粗或細沙在哪一種地形,沙子往外海移動距離越遠。模擬富貴角海岸以緩坡模擬浪從東北方來時,岬面上沒有沙,細沙往北及東南沿岸(老梅)移動;來自西北方的浪會使磁鐵沙堆積在左邊(白沙灣)。老梅磁鐵沙最多,因為有發源於竹子山的老梅溪及富貴角因東北季風作用漂移雙重影響。

『2002』之新大禹治水

水是我們生活的必需品,缺水不可,但是水太多也會造成災害。從古代的大禹治水,到現代的科技,仍然無法戰勝水,只能疏通、順水的特性而導之於海。橋是路的延伸,為了便利交通,所以蓋了無數多的橋。最近幾年,賀伯、納莉、、、等颱風,造成許多災害,房子、車子被水淹了、橋樑被沖斷了。於是我們做了很多實驗,來探討基隆河水災的幾個因素:截彎取直、橋墩的數量(形狀)大小、橋墩的配置、貨櫃、是否和水患有關?也比較出如何架設橋樑最不會影響水流,並檢驗『瑞芳分流』的有效性,最後提出新的構想-『三貂嶺分流』,希望集思廣益早日解除基隆河的水患,更可作為台灣省各大河川參考。

石英知多少

石英是最普遍而應用最廣泛的礦物,尤其在台灣東部的河川理以及各角落均不難發現石英而且數量相當可觀引述禮運大同篇一句:「貨物其棄於地也,不必藏於己,立惡其不出於身也不必為己」這段話中深切體認本省的石英九藏地層而不為吾人善加運用甚感可惜。由於引發了我們濃厚的研究興趣。

太魯閣重點地形探索

假日時,父母帶我去太魯閣遊玩,父親不時為我介紹:「這兒叫布洛灣,是河階地形、這是曲流、這是U型河谷…這一切都是由立霧溪切蝕、堆積而來。」不過我十分懷疑:一條小小的溪流怎能雕塑出如此壯觀的景象?何況,太魯閣內岩層大部份為堅硬的大理岩及片麻岩,若只靠溪水的沖刷,真能造成如此深的河谷?而高聳的布洛灣、酉寶河階又是如何成形?為了更清楚知道太魯閣地形的形成概況,於是便誠著設計一些實驗來探討。

看老天的臉色─都是雲兒惹的禍

我最寫歡看雲,夏天的時候,常能見到潔白的雲朵,像花椰菜般,朵朵飄在蔚藍的天空中,天邊有時也會出現一座座又高又壯的大山,真是令人嘆為觀止。冬天的時候,卻常見到堆成一整片的雲,像一塊厚鐵,有時雖然晴朗,卻再也找不到耶一座一座的大山了,我感到很疑惑,為什麼夏天和冬天的雲會有不同?難道一年四季的雲都不一樣嗎?於是我們幾個好友就一起觀察研究,想看看一年四季的雲究竟有什麼不同?