地球科學科

我們在國小自然課已經學過溫度有夏熱冬冷的年變化和中午較熱的日變化，但是地底下的溫度是否也有年變化和日變化呢？於是展開了這次的長期實驗。

去年一月二十三日，台北自來水處，因放水清理雙溪水壩淨水場的垃圾，未先示警，造成外雙溪河谷河水暴漲，使得在溪底烤肉和戲水的師生們，在亳無準備的情況下，被這突如其來的洪水所衝擊，造成十人死亡，六人失蹤的慘劇。這是一件不應發生而發生的慘劇，十六個無辜的生命，就這樣犧牲了，不僅死者家屬悲慟不已，社會公眾也莫不表示同情。在哀傷之餘，令人訝異的是，罹難者中大多數會游泳，可是為何仍遭滅頂呢？根據報導，其喪生的主要原因是由於不諳水性，不知激渦的特性，無法克制水渦的衝擊力，而被水渦拖入，再被亂石碰傷溺斃的，再次就是同年九月三日嘉南地區夜半忽然雷電交加，大雨接連而至，在短短的幾個小時內，嘉義雨量高達三百七十三公釐，山洪暴發、河流暴漲、堤防潰決、牆倒屋塌、路基流失、鐵路淹沒，魚塭、稻田沖毀數百公頃，損失一億餘元。鐵路公路交通多處中斷。在驚魂未定之餘，隨即又發生如此駭人可怕之天災，令人不勝唏噓，究其成因，都是水流造成的災害，水渦是什麼呢？竟有如此巨大的催毀能量，它的特性又是什麼呢？這激發了我們研究此項的動機。

炎熱的夏天，在室外晒太陽實在受不了，每次出門時父母都叫我們要戴帽子，才讓我們出去玩，那麼到底國中生的白帽和小學生的黃帽或紅帽那一種比較涼爽呢？學生帽和草帽、斗笠、陽傘和雨傘那一種比較涼爽呢？於是我們請教老師做各種遮涼防熱的觀察與研究。

一年級時，有一次上地理課，講到臺灣的氣候，其中提到「臺灣屬季風氣候區，冬季吹東北風，北部和臺灣海峽風力很大，為防護作物，農田普偏栽植防風林」。而我們大城地區是位於臺灣西部平原，臨臺灣海峽，我們覺得是否因此，大城地區的冬季季風也會較大呢？平常我們常說「竹風蘭雨」，那我們大城地區的風又如何呢？於是我們請教了老師，老師告訴我們：大城地區的冬季季風應該會比一般較不靠海的地區來得大些，因此，在老師的指導下，我們開始了風力的觀測。

我們整個實驗主要是針對海沙屋及酸雨來做研究，我們的實驗分成三大項，第一項實驗是比較海沙(白沙灣和沙崙)及陸沙(挖子尾)的特性，我們測沙子的外觀、大小、密度、沙子遇酸後 CO2 產生量和海沙、陸沙遇酸所產生的白粉、紅粉的量比較。結果陸沙的顆粒最大，密度也最大，而沙子遇酸產生的粉末都能溶於水中，又能導電，所以我們認為它們是鹽類。我們第二項實驗是測海沙及陸沙的堅固度，結果發現海沙與水泥做成的石塊被刻字機鑽得最嚴重，而陸沙做成的石塊則被鑽得較不嚴重。第三項實驗是我們最有趣也最重要的實驗，我們發現最近這幾年台北、基隆的雨水常很酸，我們甚至測過 pH 低至 3.5 的雨水，實驗海沙屋石塊遇到酸後，重量會因被腐蝕而變輕，而且石塊上的沙也容易剝落，所以我們的結論是海沙所蓋成的房子確實不堅固，如果遇到酸雨，會減輕重量也會被腐蝕，再加上取海沙又不好，因為海沙是防止海水直接沖擊到陸地，把海沙取走，海水直接打到陸地，會使陸地侵蝕變小，所以最好不要買海沙屋，也不要蓋海沙屋。

國民中學物理課程第四冊第十九章中，有關照度測量之實驗，係以一對摺之硬紙片常作屏，然後在屏的左右兩側各點燃蠟燭（或小電燈），從紙屏之稜角用兩眼分別看左右邊，然後移動紙屏，使紙屏兩邊之照度相等，記下兩側光源到紙屏的距離，以求出 〔 發光強度／距離平方二常數（照度） 〕 之關係。以上之實驗方法，發生的問題是1.用肉眼觀察紙屏上的照度，其準確性太差，故使實驗結果因誤差太大，以致無法導出，發光強度、距離、照度三者之間的關係公式。2.實驗時必須在有遮光的設備下才能進行，一方面在實驗操作時，容易受外界光線的影響，另一方面也容易造成實驗室常規的此亂。由以上所述，設計一種裝置簡單，操作容易、準確性高、且不受外來光線影響之實驗方法是必要的，本項研究目的即在此。

「於其所愛者薄，無所不薄」，身為高雄市民的一分子對吾土吾民付子積極關懷，該是責無旁貸的義務，更是知識青年所引以為傲的。基於以上的認識，我們乃嘗試以有限的知識，利用兩年的課餘時間，採用電腦分析方法，來研究「高市之癌一仁愛河」的污染情形，並提出整體性釣防治對策，希望本研究能作為市政當局的參考，並喚醒更多人對大自然的關愛與奉獻。

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。

本地漁友們以漁諺「搶風頭、趕風尾」來擭豐產，「烏腳西南」需邊雨，「秋風怕風」 …… 等來定作息，這些是以風、雲、雨來預測天氣。其中尚未以太陽顏色來預測側天氣的漁諺。俗諺：「出門看天色，見人看臉色」，天「色」怎樣看？如何來？除此以外，太陽在不同的天氣與是什麼顏色？早晚太陽為何發紅？其顏色如何變化？為何如此變化？能否以斜陽轉紅的（角度）位置來預測天氣呢？

1.四年前曾在高中教地球科學課程，深感此新興課程的激具十分缺乏，教學效果很不理想。2.近四年來一直致力於研究反射投影機（ Overhead Prnjector ) 以下簡稱 OHP）的使用法，及配合 OHP 的實驗，希望對此教學媒體的使用做有系統的研究。