全國中小學科展

地球科學科

宇宙奇珍-天然岩石的探究

我曾經幾度到墾丁公園、鵝鑾鼻及佳洛水去旅行,覺得這裡的地形非常的特殊,形成了各種特別吸引遊客的天然景觀,為全省各地所罕見。目前在國民小學的自然科學課本中有關地質方面的單元很少,尤其是有關各種地質的主要成份之資料更是全無。如能將這種特別吸引學生的自然景觀研究成一套有系統有組織的地質資料,介紹給學生認識,將是對地質教學之一大貢獻“

珊瑚生長環境受海洋內波影響?-海洋內波之實驗室模擬

珊瑚(圖1)是很珍貴的海洋生物,珊瑚生長對海洋環境的特性及溫度變化非常敏感,因此往往也是衡量全球暖化環境變遷的重要指標。本研究利用實驗水槽模擬海洋內波碰到不同地形所產生的變化,並從實驗結果推測珊瑚生長和內波的可能關係。結果顯示,內波經過地形障礙物時會受影響而產生複雜的變化,如破碎變形、湧升沉降、越頂、渦旋、反射等現象,這些過程很可能使得下層水上升、翻攪混合,進而造成上下層水密度混合均勻。從模擬結果推測內波抵達東沙環礁或墾丁南灣後,可能會把海洋下層含營養鹽較高的海水帶上來,也可能經由水體上下混合而降低海水溫度。在全球暖化、海水增溫的情況下,內波很可能使得這些地方的珊瑚仍能存活,並減輕白化的威脅。

春季長江淡水對台灣海峽北部溫鹽之影響

本研究透過國科會海洋學門資料庫取得緯度25N~26.6N經度119.4E~120.6E,2002~2005年海洋研究船獲得之實測海水溫鹽資料,研究長江淡水對台灣海峽溫鹽之影響,並透過溫鹽圖了解台灣海峽北部之水團溫鹽特性,考量長江大壩於2003年蓄水,且冬季航次極少,因此取用之樣本分別為2002年春季、2004年春季、2005年春季,研究發現在春季有一明顯之海水鋒面位於東經120~121度之間,東側溫鹽均高,西側則為低溫低鹽,應是長江淡水進入海峽的影響,此外,台灣海峽西側海流的年際變化較大,尤其是表層海水受中國沿岸流帶來東海陸棚水影響非常明顯,在垂直方向上,海峽西側在水深22~25公尺左右均有一明顯鹽度分界線,應是表層低鹽低溫的長江淡水和南方的海水的交界面。

不可不『堤防』

突堤為突出海岸之海岸保護工程,具有攔截沿岸漂砂、控制海灘地形、改變海岸線方向、阻擋沿岸流或改變潮流方向的功能。本實驗係使用一大水槽,模擬突堤效應的發生,觀察它對堤前、堤後的影響,並藉由外海堆沙圖形,來觀察分析出水流繞射過堤岸後之情況。並控制變因,改變突堤長度或波的入射角,發現當堤長愈長或入射角愈大時,在堤後的侵蝕會增加,且侵蝕距離越遠。另外還推廣至形狀上的差異。L 字型,凹處堆積現象最多,且堤後侵蝕最少;T 字型,堤前、堤後的凹處皆可堆積,且可應付不同的入射波。為了佐證實驗上得到的結果,確定得到的結果與真實情況是否相同或相似。藉由探究於實地探察來驗證,以得更多深入的探討。然而,海岸工程如果單以堤防做防堵泥沙或波浪的思考,往往過於簡化,在堤防附近的海岸常引起意想不到的嚴重淤沙或侵蝕。因此海岸工程設施影響海岸波浪的沉積與侵蝕作用對海岸地形的改變可謂牽一髮而動全身,的確是不可不提防啊!

地熱噴泉模型實驗

本校去年十二月舉辦自強活動經過大屯山區,看到許多噴泉於是引起探求噴泉發生的原因,製作模型加以解釋。

1995 台北地區熱島效應之研究與探討

熱島效應已成為世界上各大都市的嚴重課題,而台北是否有如此效應,令我們想作深人的探討。

『流』『鹽』追追追 ─ 海洋密度流之探討

本實驗藉由調整溫度差及鹽度差來模擬密度流在三維海洋空間下的分段時間流動,利用簡易器材模擬不同變因下的流動差異,可應用於地球科學之洋流模擬。實驗後發現溫度差或鹽度差增加使密度差加大,則洋流流速加快;且溫度差主要影響不同緯度間的水平橫向運動,鹽度差主要影響不同海層的鉛直交替運動。其中還發現低溫的下沉水團產生崩湧現象,會因堆積崩毀產生一陣陣加速潮。另外觀察到混合增密現象,發現此現象由兩密度相近的水團混合產生,混合後水團密度增加而呈三角結構下沉,但若密度相差太大則不發生,且溫鹽度差越小越易混合,但溫鹽度差越大則密度增加越多。在綜合模擬中看到,由於溫度分布變化較大,故海底的水流多屬溫度控制的水平流動。

哈!去海邊不必再浪費時間了

我們的家住在臺南縣北門鄉永華村,是一個靠近海邊的村落。放假時,我們都喜歡三五成群的去海邊玩,撿貝殼,挖文蛤,夏天時還可捉花跳魚來賣,幫爸媽賺些錢,但是有時候帶著工具跑到海邊一看,一片汪洋!不是還沒退潮,就是已經在漲潮了。於是,不是再等就是只好望洋興嘆了。因此,我們常想:「用什麼方法才能夠立刻知道海水甚麼時候漲,甚麼時候退呢?」恰好上學期自然第十一課有上到潮汐,於楚我們就請教老師指導,研究一種簡單實用的方法。

星星知我心

我們學會認星座,繪製「觀測星等需要的星座圖」,包含四季星座、星名及「天文年鑑」記載的星等;想出測量星等的新方法,我們自己設計製作「星等測量器」,利用「黃色透明玻璃紙」測量「夏季24 顆」、「冬季68 顆」及「太陽」的星等。使用「星等測量器」測量星星之亮度(星光最多能穿過多少張的玻璃紙);我們絞盡腦汁將「測量得到星星之亮度(玻璃紙的張數)」轉換成「星等數字」,先發現每3 張玻璃紙可以劃分成一個星等區,大致符合「天文年鑑」記載的星等;後又發現每1 張玻璃紙可以劃分成1/3 個星等區,更精準符合「天文年鑑」記載的星等。這種測量星等的新方法值得推廣與應用。

從砂的粗細和顏色所得的啟示-恆春半島南部海濱砂之探討

在上完沉積作用的課程後,我們舉行一次野外地質活動,沿恆春半島海岸觀察和採集,在整個珊瑚礁海岸線當中,夾雜了幾處砂灘,同學們發現隨著地點的不同,砂粒的粗細漢顏色也不盡相同,但究竟有何差異?這些差別又代表了什麼意義呢?