地球科學科

由14種建物模型在不同條件下晃動情形與倒塌時間實驗得知： SS1倒塌率約21％及倒塌時間平均55秒，垂直RC1、水平RC1和垂直RC5樓層愈高倒塌率愈大且時間短。SS模型加防震貼片或用滑軌皆可延長倒塌時間並降低倒塌率，SS、垂直RC和水平RC三類模型加裝滾動鋼珠都能藉由滾動消耗地震能量，明顯降低倒塌率，且加裝滾動鋼珠適用於易發生低頻地震的臺灣北部SS和RC建物與易發生高頻地震的臺灣東部RC建物。各種模型多是振幅愈大倒塌率愈大，但某些模型在特定頻率最容易倒塌。SS本體具韌性，藉扭轉與搖擺消化地震能量，再加入滾動鋼珠，都可以消耗水平震動與上下震動的地震能量以大幅降低倒塌率，並延長時間，是本次研究認為最有效的制震方式。

我們透過1970~2010年西北太平洋颱風的資料分析，探討聖嬰現象與颱風生成、路徑、強度和消亡的關係。我們發現，聖嬰現象發生時颱風較晚生成，颱風季較短，且生成後路徑偏北，東北亞國家受到颱風侵襲機率增加，反聖嬰時期颱風則較易侵襲東南亞。在夏季，臺灣於正常期比較容易受到颱風的侵襲，而反聖嬰現象發生時，秋颱侵台的機率增加，臺灣須嚴防秋颱的威脅。雖然聖嬰期颱風生成月份較晚，但生成位置遠離陸地，使平均壽命較長，颱風強度也易增強。統計結果也顯示，颱風的消亡與聖嬰現象無明顯關聯性。

(一)民國 59 年 9 月 6 日珊珠湖大塊地滑往河谷下滑約三百公尺，該處是茶園，被分為二： 是日颱風帶來豪雨，為直接觸發。當日雨量約 364 公厘，大量雨水滲入地下後，其裂痕漸又擴大，突然整個離原位置，徐徐向東滑去移置中港溪河灘上，受災住戶14家，房屋全燬 12 戶，罕見奇觀者數萬人，更見興起探究之意。 (二)地球科學學過常見地質作用，有關流水作用，地殼變動，有關斷層。而珊珠湖台地昔為一村莊。上下岩曾不相整合，本台地在地形面上層紅壤，緩起伏面，剪成LH面，珊珠湖台地扇頂有部份較低陷，由於較低，侵蝕力弱。原地形面保持完整，與其他各原面有別，如此構成一個珊珠湖台地更複雜的地形景觀，此一低陷部份如何造成，節理罕見，而值得深思的地形差異，仍試加探討。 (三)珊珠湖位中港溪中游右岸之台地上，海拔高度 45 公尺，為低位河階。有鬆軟小礫石層斷丘平舖其上。受中港溪切蝕，台地在溪之右岸形成一 S 形曲流，部分丘陵凸出地表小山丘形成陡崖。沿柯有小沖積平原。構成珊珠湖台地之岩層在地質構造上為紅土礫石層，其下岩層以石英砂岩為主。石質砂岩及頁岩等 ，傾斜且互層成薄層及厚層的沈積岩。甚薄，容易發生下坡連動。在台灣北部斷層活動帶(圖二)仍舊活躍。為何會形成 S 形曲流，值得深思、探討。

天氣和氣候對人類的生活環境和生活品質皆有深入的影響，尤以氣溫、氣壓、風、降水為主要影饗因素。台灣地處地球上最大陸塊與最大海洋的交界處，地形狹長、高山起伏、四面環海，因此其氣候特色與其他同緯度地區並不相同。花蓮全縣，更因山多平原少，將花蓮隔成許多不同的小地形。因此在大環境下，蘊藏了各種不同的小氣候。我們長期居住於此，各種因子組成了花蓮的氣候特色，經常性地影響生活在此的居民。因此，我們想更探入了解花蓮有什麼樣的氣候特性？中央氣象局在廣佈全省的大小測站中選了幾個重要地點，每天釋放兩次探空氣球，以探測天空不同高度的氣象資料。很幸運地，花蓮氣象站即有此項設備。經過討論，我們選擇了「風」做為探討花蓮氣候特色的第一個題目。從風開始，逐步了解主宰花蓮氣候的變因與氣候組成的項別。 由高中基礎地球科學與地理課程中，我們了解了行星風系、季風、地形風形成的原因，到底它們是如何呈現在一個地區呢？本次研討我們想利用高空探測資料和地面逐日逐時資料，去探討花蓮地區一年中風的形態、變化、儘可能探尋其原因，以期了解善變的風以什麼樣的法則進行它的「變 」

本研究利用紫外線光度計以及簡易自製觀測裝置，探討影響太陽紫外線輻射遮蔽效果的相關因素。實驗方法為使用材質及顏色不同的布料，以及材質不同的紙張，使用自製裝置觀察紫外線光度計的數值，並比較觀測地點高度及陽光照射角度對紫外線數值的影響。實驗結果說明，影響紫外線遮蔽效果的原因包含布料顏色、布料材質、厚度以及太陽照射角度，而地面的紫外線遮蔽數值較222公尺大樓頂端紫外線數值低。此外，本研究自製之觀測裝置，具有操作簡單及結果容易觀察之特點

夏天在草地上或柏油地上遊玩時常感覺炎熱程度不同，或晚上在都市與鄉下所覺悶熱程度有極大的差異，想這必和各種之溫度的變化有關，於是我們一些有志同學一起進行測量研究。

本研究利用37個西行侵台的颱風個案，分析其接近台灣陸地時，颱風強度和路徑的變化情形，並尋求可能的原因和進行推論。獲得幾項重要研究結果如下： 一、 76％的颱風中心登陸陸地後的12小時內，其近中心最大風速有明顯減弱的趨勢。 二、 颱風登陸後受到地形的阻擋而使路徑較原先方向偏南的情形最常見，佔個案數的68%。而颱風路徑的偏移角度最大可達70度以上。 三、 颱風路徑會南偏的類型常伴隨有「近中心風速較大」和「七級風暴風半徑較大」等特徵。 四、 颱風路徑南偏的可能原因有「台灣東南部形成的副低壓」和「通道效應」。 五、 水槽實驗的模擬可用來類比颱風外圍環流和台灣地形間形成的通道效應。

「不登高山，不顯平地。」這句話清楚的說明了地形之間的差異，我們必須登上高山，才能清楚的看到：平地與高山之間的差異。「高處不勝寒」則是指高地的寒意（氣溫）令人無法承受。 我們從五年級的社會課本中，讀到：“平均每上升1,000公尺，氣溫約下降6℃”。因此，我們想深入研究：最近這十年的溫度變化，是不是還適用這個公式？如果不適用，那平均每上升1,000公尺，氣溫應該下降幾度？ 根據分析的結果，與我們從課本中讀到，有明顯的差異：（1）北緯23.5°，每上升100公尺，溫度大約下降0.5度；（2）北緯25°以北，每上升100公尺，溫度大約下降0.7度。這個研究結果，可以讓我們更準確的推估：平地與高山之間的溫度差異。

本作品主要是探討「建築物的底面形狀和耐震程度的關係」及「建築物輔助支撐和耐震程度的關係」，最後進而由學生自發性的提出問題來討論，最難得的是小組的成員主動提出８８年７２９大停電、９２１地震，都是因為高壓電塔倒塌，造成全台大停電，而要求要拿出小組經過討論後，認為最耐震的建築及支撐和高壓電塔的支撐一決雌雄，在實驗的過程中，我們發現建築物的底面形狀確實和耐震的程度有關，我們推論豐田大樓（底面Ｌ形）倒塌的原因，發現９２１大地震的搖動方向為東西向，而豐田大樓在這個方向卻沒有對稱軸，而產生較大的扭力（由附件４、５頁線形圖）可看出除左右的振幅，其前後的晃動也很嚴重，而文化廣場(底面長方形但接近於正方形)在921大地震的搖動方向為東西向時，它的南北方向有一條對稱軸，這是否就是同為12樓公寓建築，豐田大樓梁柱嚴重受損，被判定全倒，而隔壁的文化廣場卻掉幾塊磁磚的原因。實驗過程我們也發現，在建築物加上輔助支撐，可以大幅度改善建築物的耐震性，其中不同的輔助支撐，改善的程度也不相同，其中又以X形輔助支撐，在大地震來臨時，最能改善建築物本身的耐震性，甚至最後我們小組把它和高壓電塔支撐做個震動幅度比較，我們也發現，X形支撐優於高壓電塔支撐，這是本小組引以為傲的事，更重的是X形支撐，所使用的材料比高壓電塔支撐，幾乎節省一半。

台灣北部和日本北海道地區皆位於板塊碰撞隱沒帶上，我們由ANSS 資料庫，下載這兩個地區近40年內的地震發生時間、經度、緯度、深度與規模大小等數據，加以整理，以電腦Excel程式繪製成震源、震央隨經緯度之分佈圖、規模大小、發生次數之折線圖、圓餅圖等；經過了一連串觀察、分析步驟，比較日本與台灣地震在時間與空間的表現，並以取log 值的方式處理地震發生次數繪出的圖形，以理解地震發生的規則，再比較兩地區累積能量隨時間釋放的型態。利用我們所繪製的圖形加以合併自己所學的知識，討論其中的差異。由能量釋放的不同表現、隱沒帶的地震深度、板塊在彎曲下插時的斜率、地震活動次數與深度等不同，比較分析北台灣和日北北海道地震的確有地域性差異的特質。