地球科學科

難得一見的日食、月食突然在某時刻出現天空都會給人或多或少的震撼，甚至引發短暫無窮的遐思。今天它們具有的神秘色彩已漸淡化，有關天文的書籍對這方面也有詳細的介紹，然而何時出現日、月食，卻難以理解，莫測高深。我們相信宇宙中星球的運行有規則性，因此日月食的發生必有模式可遵循。

小學四年級上學期自然課程有「雲」單元，課外尋找材料；欣聞中央目報專題報導「發展風力發電」計畫，本地區風速大，又有許多海埔新生地，條件最適當。學生提問題：「風怎能變成電？」促成了我們的研習活動。

組成地殼的物質是岩石。岩石大部份都是異質的，由很多種彼此不同的礦物粒子所組或。岩石有的由一種礦物所組成，如石灰岩主要由方解石所組成，砂岩主要是由石英一種礦物所組成，但砂岩並不等於石英，石灰岩也不等於方解石。 麥飯石被譽為「健康石」、「幻想的石」；安山岩能淨化水質，但能淨化水質的岩石，就能等於安山岩嗎？激起了探究其奧祕的動機。

二上自然科學“日光與竿影”的單元中，我們知道，竿影長短和位置的變動，隨著太陽的方位和時間而改變。三上“觀測天氣”的單元裡，我們知道太陽的熱能使地球上的大氣產生變化。這時，我們又想到為什麼一年中有冬冷夏暖呢？地球上為什麼有寒帶、溫帶、熱帶的分別呢？於是我們在老師的輔導下，除了觀察、記錄一年中四季日影和氣溫外，並設計了幾個模擬實驗和實例，來探討它的原因。

上學期自然科學上到“美麗的山川“時，老師帶我們到附近的河邊做沙盤實驗和實地觀察。每位同學都興緻高昂，對河邊的種種事物好奇的提出了許多問題。老師為了滿足我們的求知慾，便耐心的指導我們做了下面許多的觀察和實驗。

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。

本研究主要根據2011年1月與7月每小時的氣溫資料庫數據，比較高雄市屬於市區的鳳山、前金、復興（前鎮）以及屬於郊區的橋頭、大寮、林園之間的溫差，並探討這些差異可能來自哪些因素，特別是人為經濟活動如上下班的交通車流與建築空調排放的廢熱造成的升溫。另一方面，研究小組亦進行位在市區的本校校門口與位在郊區的另一校校門口的氣溫實測。資料庫數據分析結果顯示，溫差直接受測站所在位置物理環境狀況影響，郊區測站會高於市區測站，但透過分析平常日與假日溫差變化形態的差異，仍可發現冬季時的平常日有明顯的人為經濟活動的週期性高溫循環，冬季夜晚市區測站氣溫大多較郊區高溫，這些結果符合熱島效應的現象，實測部分本校與郊區學校之間則無明顯差異。

據統計台灣肥料之消耗量 1972 年為八十八萬噸，至日前，每年還以 10 ％之增加量累積，於此巨額消耗量中，氮肥佔最大部份，以1972 年而言，其消耗量約為氮素十七萬噸，世界其他各國，氮肥之消耗量也是最高。由過去發表之文獻，發現氮肥施於士壤後，被植物所利用者，僅佔 50 % ，其他 50 ％被流失，氮肥之流失除表面之逕流外，主要係以 NO3- 離子型態淋洗到地下水。山於肥料之流失，很自然地使造成水質汙染之問題。許多研究指出，如果水中含有 40 mg / l以上之 NO3-離子時，嬰兒飲用此種水後，則將發生變性血色蛋白血症或藍嬰（ blue baby )，而為害人體之健康。對於家畜，也同樣會發生許多病症， 1976 年美國伊利諾州農田之地下水經研究後，也發現其 NO3- 離子含量超過 60 mg／ l，已可導致小豬死亡。作者窮居在嘉南平原的一個偏僻農村裡，深知目前一般農民往往為了能在單位面積耕地上獲得高度產量，增加施肥已為其通行之手段。例如水稻作物，以往政府之氮肥推薦量為每公頃施八十公斤氮素，而今農民之施用量已增加到一倍，甚至於還有每公頃施二百公斤以上，如此，農民並沒有考慮到其增施之肥料量楚否有效於作物，抑或產生流失作用。鑒於施肥影響水質污染之重要性，作者自 1972 年開始對於嘉南平原農業區之地下求質進行調查研究，俾供有關單位參考。

為了想瞭解黑子的漂移狀況，本研究自去年校內科展開始，耗時八個多月，從進行黑子的觀察、學習套量黑子、查文獻，到最後改以黑子定位程式量測太陽影像上的黑子、分析處理數據、計算推理......，在地方科展中，我們發現黑子有漂移的現象，且有以下規律：緯度方向的漂移會呈現一段一段的現象，而且黑子會先往南漂，再往北漂，接著還進一步去分析每一段與緯度的關係。但是黑子緯度隨時間變化時，先向南漂再向北漂的現象似乎不太尋常？在地方科展結束後，經向多位教授、老師請教後，才發現可能是我們誤判太陽北點方位角！為了解決疑惑與探求研究結果的真實性，在有限的時間之內，我們再次展開更深入的探索行動！經修正北點方位角，並以兩種黑子定位程式重量與檢驗後，探討出在緯度方面，緯度隨時間變化有一段一段的現象，每段週期約1 天。我們又由各群黑子緯度標準差得知黑子緯度漂移量並不大，至於確定的漂移狀況還有待進一?的統計分析；經度方面，構造簡單的黑子比較看不出漂移，複雜的黑子漂移現象則較明顯，並由經度趨勢線公式驗證越靠近赤道，太陽自轉速度越快。我們希望未來能進一步探討造成各種現象的原因，及檢定分析各項統計數據。

關於月表坑洞已有不少研究進行過坑洞深度的討論，並提出深度的計算方法，但卻鮮少實際算出深度資料，我們的研究重點即是利用自製方式對月表55個坑洞，進行高解析攝影處理法拍攝，取得清晰坑洞影像後，從拍攝之日期與時間中求得日月相對位置並測量及推算坑洞深度，再加以驗證、分析與討論。此外，我們也測量坑洞其他地形數據，例如「寬度」、「面積」、「寬度與深度比值」、「面積與深度比值」，並將數據分析歸納，對數據在月表上分布情形進行討論，研究最後發現月表坑洞的寬度、深度與面積有由北向南遞增之明顯趨勢，而坑洞「寬度與深度比值」與「面積與深度比值」部分，則有「月陸比值普遍大於月海比值」的顯著分布趨勢。