地球科學科

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。

本研究的目的在於探討老梅海岸的灘岩，是不是一般所謂的「藻礁」？在研究方法上透過圖書及網路資料的分析，針對藻礁的條件，以及老梅海岸的灘岩詳細比對，經長期而且多次的深入探討，得知老梅海岸灘岩的組成物質為石英砂、貝殼砂、鐵砂以及少量的安山岩礫石，與「藻礁」的組成物質－石灰藻大不相同，因此可以看見老梅海岸的質地細密有紋理，不像藻礁的多孔隙石灰質一般。本研究在詳細了解老梅海岸灘岩後，察覺灘岩上有近千條的石槽，不但景色是台灣唯一，而且在每年二到四月灘岩上長滿了綠色的藻類，使得石槽變成綠色的洗衣板一般，這也是台灣因為受到東北季風所形成的特殊景觀，老梅海岸的景色都是唯一而且只有這個地方才有，值得大家欣賞，也值得國人擁有及保護。

本研究在於模擬臺北捷運大安森林公園站土壤液化現象並探討動力夯實工法防治效果。本研究分兩部份；一、預備實驗；二、實驗研究。預備實驗為設計沉積土層箱和捷運站砂土箱，並模擬土壤液化現象。實驗研究主要為了探討動力夯實工法對臺北捷運大安森林公園站砂層的效果。由預備實驗，我們設定1500mL水量、砂土深度10cm、砂層中未有緻密岩層，進行臺北捷運大安森林公園站砂層模擬，可以發現施作動力夯實工法砂層可以有效防治土壤液化，並從實驗中我們發覺經地盤改良的砂層在地震後會有地表濕潤現象，因此我們建議施作動力夯實工法後的砂層上方可以鋪設植草磚或連鎖磚，利於行人走動。

為什麼台灣的年降雨量遠遠高於世界降雨的平均，台灣卻還是排列在缺水國家的行列中，究竟問題出在什麼地方呢?本實驗主要便是在探究山坡坡度與降水量、泥沙淤積間的關係，以及在不同溫度及溼度的環境下，水分的蒸發情形。我們發現坡度15度時，土壤含水量最多。其原因可能是坡度較厚、流失的水量少所致。而在蒸發的實驗中，溫度愈高、溼度越低時的蒸發速率愈大。此外我們查詢了許多關於台灣水資源的資料，並將研究結果套入資料中換算。石門水庫每年蒸發掉將近1331萬立方公尺的水量，而台灣每年蒸發掉將近283.5立方公里的水量。

由於海洋中有許多帶電離子，這些帶電粒子會因洋流的流動而快速移動，而在地磁的作用下，同樣是帶電粒子在磁場中的流動，同樣是磁場方向垂直於運動方向，那麼，理論上也該有類似霍爾電位差的電位差。實驗的結果要與理論的預測V=vBL大致相符（V=霍爾電壓、v=流速、B為磁場、L為量測間距）。

南崁溪水具有低溶氧、高有機碳特性，使沉積物形成墨黑色單硫鐵和充滿腐蛋味的硫化氫。沉積物中的氧化鐵還原後，將多餘的鐵釋放至河水中，根據流量估算，每日有527~1166公斤的鐵自河流流失出海。南崁溪水銅含量亦相當高，由於重金屬易附著於單硫鐵，使得南崁溪沉積物可含有高達0.4%的銅。出海口彩虹橋乾潮線下的礫石表面沉澱出相當多黑色單硫鐵，使礫石呈現墨黑色，由電子顯微鏡分析顯示，黑色礫石表面還有含量很高的銅。黑色礫石若被拍打上潮間帶後便會逐漸氧化成水褐鐵礦或針鐵礦，最後受日光照射脫水而形成紅色赤鐵礦，原本沉澱在表面的銅便會被釋放進入水中。因此建議環保單位除了監測水質外，沉積物的重金屬應列入監測項目。

氣溫的高低和水池中的溫度以及地底下相當深度溫度會一樣嗎？如果不同，其間的差異性在那裡？ 氣溫的每日變化，相對的水溫和地溫也會隨著變化嗎？變化的幅度大嗎？其間有沒有蜘跡可循呢？如此多的疑問，促使我們投入此項有趣的科學之旅。

曾看過一部電影叫做「龍捲風」，是由史蒂芬史匹柏導演拍攝，影片中之龍捲風精彩壯觀，橫掃過的地方，滿目瘡痍，造成很大的損失，全劇描述一位科學家由遭遇突如其來且威力強大的龍捲風而毀損，長大後立志從事龍捲風的研究救人，她和她的隊友們冒著生命危險正面進入暴風圈，成功投放測試器，從而了解龍捲風的構造，進而希望建立龍捲風警報系統，那種鍥而不捨的精神和意志力令人印象深刻; 然而我們在台灣僅偶而聽到新竹、嘉義、左營等地方曾發生龍捲風的新聞報導，卻不易親眼看到，於是我們想:何不製作一個可以產生龍捲風的模型，讓同學們想看能看到，那就太炫了!

「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。

藉由水漩渦實驗，我們提出5個「評估藤原效應強度」的參考方法：（1）兩漩渦中心點的壓力下降值 （2）水漩渦的傾斜角度 （3）管內水漩渦偏離的程度（4）壓力弧線的彎曲程度（5）葫蘆形等壓線。通過「大山脈」比通過「小山脈」，漩渦傾斜角度更明顯，角度壓的更低，間接驗證弱颱的山脈地形效應較為顯著。水漩渦經過「小山脈」，空氣柱跳躍過山；若是漩渦經過「大山脈」，空氣柱會有消失較長的一段時間，然後再重新產生，驗證了強颱的「連續過山」和弱颱的「不連續過山」的現象。水漩渦由遠慢慢接近黃色的「大山脈」時，藍色液面呈彎曲狀，可以發現「副中心」生成之證據。模擬颱風經過臺灣的中央山脈，可發現空氣柱會往山脈和陸地的外側傾斜，推論真實颱風在臺灣北端和南端都較容易吸引氣流，所以會有偏向南北機率較高的情形。