全國中小學科展

地球科學科

一閃!一閃!亮晶晶

「一閃一閃亮晶晶,滿天都是小星星,……」,大家都唱過或聽過這首「小星星」的歌曲,但是小星星真的會閃爍嗎?它們怎樣在閃爍?在老師的帶領下,我們一起去看星星眨眼睛吧!

來看!地球的隱形眼鏡8!-太陽8字型的模擬及探討

五年級上學期「太陽與四季」的單元,對太陽會呈現8字型很有興趣,因此利用「立體天空模型」、「Stellarium星空軟體」來實際模擬,「立體天空模型」以及「Stellarium星空軟體」,都是由地球上往天空看的視角而記錄下來,如果從宇宙中的角度看地球和太陽,實際模擬出地球對太陽公轉的軌道,將十二個月的地球設置出來,找出是否可以呈現8字型。 因地球軌道近似圓形,故先假設地球軌道為圓形。在地球傾斜23.5度下的視太陽時12點,無法呈現8字型,但地球傾斜23.5度下的平太陽時12點,呈現出8字型,平太陽時是地球傾斜角以及地球橢圓型軌道造成的,所以推測8自型也與地球傾斜角和橢圓型軌道有關。地球傾斜23.5度跟不傾斜狀況下,只有傾斜23.5能成功模擬出8字型,固可以驗證傾斜23.5度為8字型的主要原因之一。接著利用傳統畫橢圓的方法畫出橢圓形,再根據克普勒第二運動定律,將橢圓型平分成十二等份,找出十二個月的地球位置,驗證軌道形狀是否為8字型的成因。

坍與不坍-崩塌地之土粒研究

本研究經由觀察生活中常見的崩塌並研究其土壤結構及組成,探討其發生原因及特性,如:土壤的崩塌測試以觀察其承受力,再進行各地土壤的含水比、孔隙比、顆粒大小等。發現崩塌地形的產生多屬人為坡度開發不當造成,其中含水比約為38.5%、孔隙比88.3%~245.6%以及土壤粒子多為≧1.2mm,三者增量交互作用時,易形成崩塌地。

塵定洄瀾灣~花蓮溪風沙防治探究

本研究從101年10月起至102年6月止,共進行九個多月的時間。我們為了探討花蓮溪風沙的問題,在花蓮溪出海口及下游段各處進行野外調查,並結合歷年氣象資料分析,與河川局參訪活動,以瞭解花蓮地區的天氣型態,與花蓮溪河床風搬運作用的情形。為了防治花蓮溪的風沙,並給予河川局灑水定沙的建議,我們研究出風搬運作用的「啟動風速」,及可穩定控制風速變因的塑膠桶風洞。更進一步研究出不同的沙樣本,在控制風速、含水量等變因的情形下,對風搬運作用所產生的影響。最後,我們歸納出一個建議:在三個不同區域(花蓮大橋段、月眉大橋段、米棧大橋段),累積降雨量達10mm或20mm過後的一週內,當地風速達某一定值以上,即可實施灑水定沙措施。

河野迷蹤─中和地區、永和地區新店溪水質與生態實地勘查

台灣環境發展引起很多待解決的嚴重課題,水污染就是一例。新店溪經過我們學校旁邊,因此透過每月一次的實地勘察活動與採集溪水作水質檢測,藉以瞭解污染情形,更深入瞭解河川與生態的關係,並進一步提出建議。研究結果如下:(一)實地勘察與水質檢測1.新店溪有很多污染源,有菜農化學肥料流入、畜牧廢水、垃圾車集中放置區等人為污染。2.水面垃圾隨波漂流,岸邊大型廢棄物棄置,環境衛生堪憂。3.秀朗橋施工工程、中正橋下河濱水泥護堤,皆使生態環境及水質受嚴重影響。4.三月、四月發現河中大魚大量死亡,其原因可能水中溶氧量不足,值得深究。5.新店溪內仍有大魚、蝦等悠游其中,岸邊水鳥覓食,可見溪水還不算太糟,但卻惡臭撲鼻。(二)動植物的養殖實驗1.當溪水的鹽分較高時,會影響生物的生長。2.當水中養分高時,植物生長好,但長久下來,卻也可能形成優養化,造成動、植物失衡狀態。3.米蝦耐污性差,所以當水質不佳時,會受到急毒性集體死亡。4.施工造成溪水的污濁,也會影響水中植物光合作用之進行。

濁水溪風雲 西螺地區─懸浮微粒探討

從小就生長於西螺,每年冬季季風一起,揚起巨大灰塵,令人不能忍受,於是就引起強烈的興趣,加以研究,並請教老師研究討論。

七月鬼風飆~金門塵卷現象的研究

龍捲風是快速熱對流的現象,局部區域的地表溫度過高,導致這個區域的氣流快速上升。氣流快速上升的結果,根據流體力學中白努力定律,這將使得中心地帶成了低壓中心。所以四周的空氣就會往中心集中最後形成渦流,並造成災害性破壞稱為「龍捲風」。金門夏季在空曠平地(如:操場) 會出現一種迷你型的龍捲風,這種熱氣流所引起的地表附近的氣象其實是一種稱為「塵卷」的現象。本研究即是利用簡易的裝置在水中產生了類似龍捲風的現象,創造了「水中龍捲風」,來模擬金門下季會出現的塵卷現象。「水中龍捲風」的形成是利用攪動水產生漩渦,並且讓漩渦將底部的細沙捲起。從燒杯的側邊觀察,被捲起的細沙就像電影中利用電腦所模擬的龍捲風特效一樣。接著,我們探討了影響龍捲風規模的參數,發現不同粗細的攪拌棒、攪拌的位置不同以及攪拌棒的轉速不同都會影響水中龍捲風形成的規模、出現時間和達到穩定的時間。其主要是因為攪拌棒越粗,攪拌棒形成的低壓中心壓力越低並且和四周的壓差更大,所以塵卷的規模也越大。同樣的,轉速越快低壓中心的壓力也越低,結果當然塵卷的規模也較大。而攪拌棒越接近底部細沙的位置,形成壓力差的梯度不同造成塵卷形成即達到穩定的時間不同,但是塵卷的規模卻相同的結果。從製造「水中龍捲風」來模擬塵卷現象的實驗中,我們學習到低壓中心如何產生並且造成劇烈的氣流現象。如果我們持續加熱地球而不能正視人類過度發展的結果,未來面對極端氣候的挑戰時,將會付出更大的代價!

「塵」「酸」成對

酸雨是工業文明後的負面產物,近年來由於臺灣各項工業的蓬勃發展,空氣污染問題也隨之日益嚴重。我們所使用的石油、煤等石化燃料,排出大量的污染物,造成空氣品質嚴重的污染;在自然現象中,火山爆發也會釋放一些酸性物質。這些污染物質和大自然界中的水蒸氣交互作用,形成酸性的雨,而這些酸性物質容易造成水生生物、植物的滅亡、湖泊及土壤酸化等,甚至引發人類身體和呼吸系統疾病等症狀,對於生存環境造成了嚴重的影響。本研究在探討酸雨形成的原因、酸雨對生活環境造成的影響及落塵污染量。透過簡單的模擬酸雨實驗、土壤環境監測、落塵檢測實驗,了解酸雨與落塵對環境的影響情形,最後我們提出對於酸雨的侵害,我們該如何防範及補救之道。

蘭陽溪泥裂痕之分析與研究

在一個風和日麗的星期天,班上的幾位同學相邀到蘭陽溪做一次溯溪活動,在沿途中看到許許多多河流的沉積、侵蝕等現象,但其中有一種構造相當地特殊。於是我們回學校後便去請教地科老師,經過講解和說明後我們才知道那就叫「泥裂痕」,並且對泥裂現象有了粗略地瞭解。老師並且強調泥裂痕在地質學上具有重要意義,同時也鼓勵我們繼續深入研究及討論,以期對它有更深一層的瞭解和認識,所以激起我們探討的動機。

我挖!我挖!我哇哇哇!探索中港溪長期水質變化的秘密

中港溪的河道結構由上游到下游分別是天然河岸、生態工法石頭堆砌的低度治理河岸和特別加高、強化護岸、由鋼筋塊泥堆砌的高度整治河岸。根據環保署水質監測資料選取田美大橋、三灣大橋、平安大橋、東興橋和中港溪橋,作為觀測地點,調查汙染來源,結果發現中港溪流域的水質上游較下游好,而下游的汙染來源包含工業廢水、畜牧及家庭污水。 2002及2003年因中港溪流域的竹南、頭份沿岸工廠數量多,造成嚴重汙染,2004年之後,工廠數量銳減,水質也明顯改善,但東興橋到中港溪橋的氨氮量仍偏高,顯示家庭污水的排放對水質有影響。當有河道或堤防整修工程時,河水的懸浮固體量就會增加。下游中港溪橋的水質變化會受雨量影響,降雨量較多的6~9月,污染指數相對較低;降雨量較少的11~1月,污染指數相對較高。