地球科學科

本研究以希爾伯特－黃轉換 (Hilbert Huang Transform, HHT)，來分析311日本海嘯對台灣各港的水位變動影響。利用HHT將各港驗潮站資料分解成數個本質模態函數 (Intrinsic Mode Functions, IMF)，從中找出天文潮和海嘯影響的IMF。將主要的天文潮及趨勢線濾除後，可清楚看出海嘯影響水位的成份，進而分析各港口海嘯波抵達時間、振幅大小和主要頻率等。由 IMF 中可發現海嘯波來臨前海水水位退潮及急升狀況。此外，東部各港呈現出較為明顯的地震前導波(P波)所引起的高頻震盪波，與地震發生時間、P波傳遞速度、海水傳遞延遲及各港水位抬升時間都大致吻合，但較海嘯波到達時間大幅提前。上述研究結果，對瞭解海嘯波特性，將有所助益。

在台灣各地層中，大多數皆含有貝類化石，由地層中貝類化石的研究，可推知地質期的定年。當時地質的環境及構造，日後的變動狀況和氣候的變遷。有些地區貝塚所存在的貝類化石，在時間上雖然很短，對地質的研究價值不顯，但對地文（早期人類生活史）的研究上卻某具意義。這是貝層和貝塚的重要性和基本上的區分，但在一般人的印象中，同是一堆不知何時堆積而成的貝殼堆而已，很少去分析它們的成因，更不會去注意到貝層和貝塚它們代表了什麼意義，囚此借著本次貝類化石的分類幣理來說明它們的不同點，並借以推論台灣早期的演化史，讓大家都能暸解大地的生成是經過多少年的演變才有今日，滄海桑田，能不珍借乎。

秀姑巒溪口左岸的海蝕平台屬於都巒山層中的石門火山角礫岩，為海岸山脈的火山在淺海噴發堆積而成。其岩性屬於安山岩質，其中所含的角閃石具有許多裂痕。因此希望透過實地觀察量測與角閃石擠壓實驗來瞭解角閃石的裂痕成因。由周圍岩石的裂痕方向可以推知此地擠壓的方向為西北西、東南東，和文獻吻合。而在研究過程中得知角閃石的c軸是堅韌的矽氧四面體雙鏈延伸，而a、b軸上金屬離子較少的a、b位址最為脆弱，受外力作用時，易斷裂形成解理。經測量發現當地角閃石破裂方向在東西向及西北東南向分布各約30%，並由角閃石受壓應力破裂實驗結果推知：礦物受外力除沿本身結構的弱面即解理面破裂外，也有機會因為應力作用而沿特定方向裂開形成節理。

本實驗的感測系統利用喇叭、鍍鉑黑電極、波型產生器、鎖相放大器、及 sciworkshope750 介面卡組合成一套系統。此系統使偵測精密度大幅提升，使得花蓮港模型尺度變小(120×60×4cm)，因此可節省實驗的成本與時間。（精密度達3.0×10-4cm/mV） \r 本實驗希望藉由模型的建立，感測系統的整合，以及傅立葉分析，使研究者可在各種模型條件下，獲得水波傳遞的相關物理量。本實驗雖為縮小模型，但由於系統的精密，測出的共振頻率、衰退時間及振幅皆非常明顯。 \r 鑒於花蓮港喇叭狀港池經實驗後證明容易造成港內共振，且不同的入射波頻率不同，所造成的共振現象及共振位置相當複?，首要課題是要在港內設置適宜之消波裝置，減緩共振現象。本實驗由降低水波震盪時間及消弱震盪幅度兩方面著手，分別於港壁設置消波線，及於港底設置網格。 \r 在模型實驗中，前者以最鬆散、分支最多且孔隙最大之毛線效果最佳，棉線次之而尼龍繩最差；後者則以網格孔徑最大的鐵網消弱振幅能力最為極致，塑膠網次之而孔徑最小的紗布最差。

本研究在得知學校建物耐震補強事由展開了探究。透過資料蒐集了解學校建物較常見的補強工法有擴柱、增設RC翼牆及剪力牆補強。 經實驗探究發現不同耐震補強方式都能改善建物的穩固性，通常補強樓層越多，耐震效果就越好。研究中補強效果較佳的方式是翼牆補強，其次是剪力牆補強與斜支撐補強方式。另外，發現擴柱和增設剪力牆補強方式，補強3層和補強4層效果差異不大，未來設計如有特殊考量，可在安全無虞下減少最高樓層的補強。也發現斜支撐補強可增加建物的穩固性，其中以W字形及具彈簧的V字形結構補強效果較佳。 最後提出建議：對於學校建物的長方形結構，當地震振動方向與建物短邊同方向時會影響劇烈，應該特別注意建物短邊結構的補強。

地球科學課本上提到：臺灣冬夏受不同氣團的影響，冬天盛行東北風，夏季盛行西南風或東南風，可是不同的季節，除了氣溫、風向轉變外，其他氣象因子是否也有季節性差異？高空的氣象因子是否有季節變遷？

本篇為研究影響水塔阻尼器減振效能之因素，受△f、阻尼大小及水體晃動程度的影響。以自製建物及水塔、彈射平台與地震晃動平台進行實驗，後者平台以電鑽為動力來源，由調光器調整電流而可調頻，連接連桿與電鑽的鐵片長度可調幅。實驗得知，水體與建築物△f在臨界值(調諧)範圍內，水體會因共振效應而有效吸收大樓能量，若水塔底部改為曲面，亦能使水體更易晃動而有效吸收大樓晃動能量；另一影響因素為阻尼大小，網子、內部粗糙度、浮球及隔板開啟狀態均造成阻尼提升。隔板開啟狀態越高，水體自然頻率越低，反之亦然，而加入隔板亦可提升阻尼、降低延遲震盪時間；也許可用隔板開啟狀態調整水體頻率使得設計水塔阻尼器變得更易調整水體自然頻率。

海岸周遭的變化隨著日月星辰的徒行而改變著，海灘上的波浪與沙子也隨之受到改變，在不同的速率侵蝕堆積下，產生了不少的新生地，同時也可能造就新的海岸風貌、無論是人為或是自然而生成，都對人類的活動產生些不同的影響。本實驗使用了大型的玻璃水槽，在其中放置沙子，改變其擺設角度，或是進一步的控制其中之水量，使用自製貣波器，讓沙子在水中模擬海岸的變化，觀察其中漂沙的演變以及模擬新生地形成之初的演變過程。然而，新生地的形成範圍之廣，海岸工程也不免是門浩大的學問，自然與人為各有其利弊，在只有一個地球與有限的沙灘土地上，種種的可能性有待我們去探討與深入研究，所謂世界景觀無奇不有，但這也要有心人去發現才得以窺知全貌。

本研究欲探討不同的地下水、砂石、地震狀態與土壤液化的形成之關聯，以及不同地基類型的建築物受土壤液化之影響，因此設計實驗來模擬不同的(1)地下水狀態、(2)砂石種類及分佈、(3)震波類型、(4)建築物地基。經由實驗的結果發現： （一） 地下水水量愈多或深度愈淺時，愈容易造成地層明顯的下陷。 （二） 地震S 波為垂直的震動，會使土壤顆粒的排列與向上支撐的結構被破壞，造成地層高度明顯改變。 （三） 地基基椿較長、底板較寬或者座向與震源方向平行，可使建築物更能抵抗地震與土壤液化災害。 （四） 土壤顆粒愈大，地層下陷愈嚴重，但是建築物較不易傾倒。 （五） 較深地層屬於大顆粒時，地震時土壤顆粒縫隙產生較大的改變，而地層下陷程度也會較為明顯。

我們發現太陽的移動軌跡會因緯度的不同會有不同的變化，研究中我們得到以下幾項結論：一、四季高度角變化並不相同，水平變化量平方值+垂直變化量平方值=固定數值，越接近天球東西方位線水平變化量變大，垂直變化量變小。二、太陽每天相同時間出現在不同的位置，若長期會呈現8字型的變化，當距離8字型中線越遠，則時差越大。三、南、北半球相同緯度地區，6/21和12/22太陽軌跡恰好相反，但南半球軌跡偏北，北半球軌跡偏南。四、太陽8字型，北半球偏南；南半球偏北；短圈都是4~8月，長圈是1~3和9~12月。五、東北、西北方日影時間長，太陽能板適合擺放於東南、西南方，若要設置於建築物周邊，則可考慮在1/2 ~2/3建築物高的距離擺放。