地球科學科

在五上自然科學第二單元「天氣的變化」裡，我們已學到越來越多的氣象知識，但對於看不見摸不著的氣溫、氣壓和濕度仍然不十分明白，譬如空氣因受熱膨脹，密度小重量輕，氣壓就小，相反的，空氣受冷卻，密度大重量較重，氣壓就大，雖然我們實驗證實過了，而室外的天氣變化是不是也這樣呢？和濕度有沒有關係呢？為了一探究竟我們利用學校設置的百葉箱，選購了必備儀器，集合多位同學合作，分組輪流做長期測量，並共同整理研究。

土石流依土石組成的粒徑特性可分類為礫石型土石流、一般型土石流及泥流型土石流。研究結果顯示礫石型土石組成吸水性差，激發此類型土石流的主因是瞬間的豪雨快速滙集河道產生強烈推力而非含水量；一般型土石流具相當程度的吸水性，同時因土體間隙較大水分下滲較泥流型為快，當含水量達到飽和時會出現土體下滑現象，此時若有較大雨勢即可能在300坡度引發土石流，含水量愈多發生區坡度愈小；泥流型土石流有最大的吸水性及飽和含水量，因土體間隙較密水分下滲較慢，前期雨量(累積雨量)為激發泥流型土石流的主因。本次研究五條潛勢溪流除新社東興溪屬泥流型外，其餘四條皆屬偏礫石型。根據第九河川局所提供潛勢溪相關地文資料進行礫石型土石流條件因子分析，結果顯示大興南清水溪再度發生嚴重土石流機會仍為最高，而與花蓮市民生活最親近的七腳川溪河川推力與土石含量皆不小，應是需加強監控與大雨優先撤離的潛勢溪流。

去年暑假，在新聞、報紙和雜誌上，社會版都出現賀伯颱風來臨所造成的大災害。七月三十一日、八月一日兩天中最大二十四小時雨量高達 1748 . 5 公釐，最大兩日雨量高達 1986 . 5 公釐（中央氣象局資料），以致阿里山鄰近地區的公路沿線坡地造成嚴重之崩塌，交通斷絕，住家與田園流失，災情慘重。其中豐山的受災狀況更令人觸目驚心。到底豐山地區會造成這樣的災害，是人為的濫墾、濫伐？還是天然的地形、地質災害呢？為了探個究竟，並表示我們的關懷，因此激發了我們想去研究的動機。於是我們就在豐山，展開這次的研究活動。

本科展作品，藉由理論計算、模擬實驗與實際系統量測交互比較驗證，依據太陽運行軌跡與氣候資料，逐步探討固定型太陽能板最佳架設角度。我們依序進行10個實驗，最後成功驗證一套能依據太陽能板所在緯度、方位與全日空日照量來決定出固定型太陽能板最佳架設傾斜角的方法。並據此實驗成果，進一步成功研製一固定型太陽能板架設角度標示儀，能協助業者與DIY者輕易架設正確固定型太陽能板架設最佳角度。

從事了很久的天文觀測和天文攝影，但對於星星的認識還是停留在觀測和攝影上，對於星星的光度、距離、溫度等物理性質除了書本上已有的資料外，其餘的就一無所知了。為了更進一步了解那遙遠的它們，我決定從最簡易的星等測定做起。

本研究利用地面測站之逐時氣象資料與颱風警報單，探討自 1961 至 2005 年颱風中心曾登陸台灣之颱風樣本，希望探討台灣地形對颱風副中心形成之影響。本研究分析結果數項如下：一、利用不同緯度的地面測站進行海平面氣壓趨勢比較，可以大略推測出颱風在登陸台灣陸地前後是否在除了原颱風主中心之外，亦可能產生另一低壓副中心。亦可以手繪等壓線圖來加以輔正副中心之形成二、不同侵台路徑之颱風都有可能產生副中心。三、颱風副中心出現在Ｌ２區（台中、嘉義附近）的機會是最多的。四、颱風副中心形成區不同，其原主環流類型亦是有所不同。五、各類型副中心位置的雨量在副中心出現當時與前後各三小時內，雨量並不明顯。若從風速的氣象因子分析來看，副中心出現弱風(風速在 2m/s 左右)的機會相當高，此與颱風主中心附近強風豪雨情形有所不同。六、利用雙水槽實驗的方法可以產生一穩定的漩渦來模擬颱風的環流，並且利用台灣模型可以發現颱風外圈氣流受地形阻擋有繞山或是爬山等現象，以嘗試解釋颱風在中央山脈背風側形成副中心的情形。

在 85 年 8 月 3 日，我和爸爸、媽媽參加學校舉辦的「台北縣夏季親子休閒活動：天象生活教室」有任立渝老師介紹氣象知識、陳正鵬老師和邱國光老師介紹星星和星座。雖然我們學習很多有關天文知識，但是發現一些疑問，例如：每一顆星星的名字？為什麼北極星是 2 等星？織女星是 0 等星？太陽是幾等星呢？這些疑問，引起我探討問題的興趣，於是在自然老師的指導下，展開有關星等的觀測研究。

91年夏台北水荒嚴重，我們決定探討91年夏台北水荒的原因？我們分天災、人禍兩方向。天災 ex：梅雨.颱風.午後雷陣雨…等雨量銳減.（由 B.D 生負責）；人禍 ex：北宜快速道路開發，雪山隧道大量出水，是否影響翡翠水庫原水，以及發電用水水量調度因素…等（由 A.C 生負責）天災設計實驗二：翡翠水庫集水區雨量統計圖－了解翡翠水庫雨量分布時間。實驗三：集水區面積－印証計算集水區面積的方法，是否與翡翠水庫計算集水區面積的方法相同。實驗五：每日上網查 以便了解雨量和水庫水量關係（C 生負責）人禍設計實驗四：地下水層的地點－了解可能聚集地下水地層！以及破碎斷層造成地下水層相互流動→這是北宜快速道路雪山隧道大量出水的原因 註 A-02（A、C 生負責）共同設計實驗一：製作翡翠水庫模型－了解翡翠水庫全貌，並印證實驗二、三、四的相關理論（A 生負責）並分別探討 89、90、91 年雨量及翡翠水庫關係；以及翡翠水庫管理局在水量調度上有沒有疏失；還有北宜快速道路開發是否影響翡翠水庫“水脈“….等。水，不是說“翡翠水庫可滿足至民國 119 年自來水原水供應量”嗎?

騎腳踏車兜風無意間闖入正在施工由苗栗市通往後龍的新闢道路，看見尚未完工的路旁多處岩層露頭，特別的景觀是受到經年累月的流水作用而逐漸形成的。於是針對觀察到的現象擬定了題目一一探索，想要驗證所學。一、 觀察新港大橋至國道三號間後龍溪河岸旁岩層露頭的特殊景觀。二、 探討雨水和這些特殊景觀之關聯。三、 探討新港大橋至國道三號間的河道為什麼放置許多消波塊。四、 探討新闢道路旁山壁為什麼要設置一大片的人工護坡。五、 以後龍溪為調查對象，探討河川上、中、下游礫石的變化。六、藉由認識家鄉的鄉土環境，培養愛護鄉土自然的情懷及對大自然之尊重。

本次報告旨在針對受世界矚目之再生能源「太陽」的分布與太陽能板的最佳吸收角度進行研究。首先我們發現了看似複雜的太陽方位可區分為「仰角」和「方位角」。為了使太陽能板的熱量吸收能達到最佳化，我們透過中央氣象局鄭振豐研究員的協助，了解太陽的移動規律及軌跡，進一步找出公式來協助釐清太陽能板擺設與吸收的關係。我們使用了繪圖法與水平模擬器兩種方法，設定太陽能板的仰角與方位角的兩個變數來推導出兩種太陽熱量吸收公式，計算出太陽能板吸收值公式＝cos太陽入射角×cos方位角差，最後將中央氣象局提供之2015年嘉義逐時太陽移動方位角與仰角套入公式，計算得太陽能板擺置的最佳角度為朝正南向上仰37~40度。