地球科學科

有次上課講到沉積岩的分類，老師補充說其中顆粒最細的泥岩，其實就在學\r 校附近的月世界一帶，於是段考結束後，同學們相約出遊到月世界一探究竟，面\r 對大片荒蕪的不毛之地，只有稀疏的植物生長，讓我們感到十分的驚奇與惋惜，\r 有同學說這附近從他阿公出生就是這個模樣，幾乎不可能種出東西來，回到家上\r 網一查才知道原來這是所謂的惡地(Bad land)地形，植物難以生存，但這也引發了\r 我們的興趣，想要了解其中的原因，並且嘗試去改良這些土壤，希望能夠種出具\r 有經濟價值的植物。

水為萬物之源，為人類生存所必須。而本鄉鄉民使用井水之村民比例不低(35%)所以引起研究對龍潭地下水之興趣，自九月份便擬定計畫進行各項調查與研究討論。

近年來十分風行 spa 溫泉水療，在偶然機會中看到電視節目帶領觀眾實地尋找野溪溫泉源口，引發我們的興趣，因此在了解溫泉的成因及分類後，再向專家詢問後，我們實地探訪尋找南部熱門野溪溫泉的源口。溫泉水療雖盛行，但也引發不少問題：許多民眾泡了溫泉後，皮膚出現不適症狀，經向醫師求證，原來是酸鹼值惹的禍。我們利用實地勘查所採的水樣，先找出溫泉溫度的變化與酸鹼值的改變關係，再進而以此找出使各溫泉適合人體肌膚長時間浸泡的處理方法。

「位於平流層的臭氧有破洞」，此一問題在近年來實在非常熱門，偶然在資料堥ㄗ麈銈魊H緯度的分布圖（見圖一），似乎不如我所預期，即「南北極最多，赤道最少」（圖四十三）或「南北極最少，赤道最多」（圖四十四）的單純關係。為求瞭解臭氧在平流層內，受污染物破壞前後隨緯度的分布趨勢，於是我就聯合一些好友，一齊從網路上找尋一些資料，並設計一些實驗，希望能解釋為何臭氧隨緯度的分布有此種情形。 \r

近年來，由於愈來愈嚴重的空氣汙染，造成了許多以前沒有的生態危機，「酸雨」便是其中最嚴重的一項。這個問題不但受到大家的關注，也引起了我們研究的興趣。我們常常聽到臺北地區的雨水的酸化已非常嚴重，但到底到了什麼程度？自己常常淋到的雨成份為何？不同的季節，不同的天氣型態下，酸雨的情況是否有變化？其間之關係又如何？這些都是我們想去探討的。

以前國中上課曾聽老師說過，當太陽黑子活躍時，地球上磁場或通訊器材就會受到干擾，而太陽黑子本身就代表太陽磁場混亂的表徵，而在我們目前所能接觸到的知識裡，卻只能知道太陽黑子的週期和特性，而並沒有很明確的指出太陽磁場和地球磁場間擾動的相關性。所以，我們就決定進一步去探討二個磁場之間的小週期關連性，以及磁場之間發生反應時間有無所謂的延遲效應。

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。

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。

雲霧是一種很奇妙的東西，在自然界中總是變化萬千，給人一種神秘感。而為了揭開雲霧的神秘面紗，我們設計製作了一個可調整氣壓的寶特瓶，使用打氣筒將氣體打入瓶內至一定壓力後再釋放，模擬水蒸氣升到高空，壓力下降而產生「絕熱膨脹」現象。此時瓶內氣體對外界做功，當溫度降到「露點」時，便可從瓶內看到霧氣產生。我們想藉此實驗來了解雲霧的形成，並探討當寶特瓶內外壓力差改變時，溫度會如何變化？所形成的雲霧有何不同？寶特瓶體積大小、放氣速度快慢、瓶內水氣多寡或其他揮發性液體，又會對雲霧造成什麼影響？經過一連串實驗後，讓我們了解了絕熱膨脹、露點溫度及飽和蒸氣壓等概念，也對自然界中變幻莫測的雲霧，有了更深一層的體認。