全國中小學科展

地球科學科

牛山地層潛移之謎

最近地牛翻身是最熱門的話題,老師說地牛除了會劇烈的翻轉外,還會悄稍的蠕動,例如牛山一奇 ─ 地層潛移。什麼是地層潛移呢?讓我們去一探究竟吧!

紫螺借東風!—探討海氣變化對海岸環境的影響

本研究從探討漂浮性貝類紫螺在台灣東北海岸出現的時間為起始,透過實地採集與海氣資料的收集、分析,找出紫螺漂流上岸的洋流與天氣條件。再以自製模型模擬印證紫螺出現的天氣條件。研究結果發現紫螺在西太平洋漂流的路徑與許多魚苗相同,因此在福隆上岸的天氣條件與魚群大量出現時期相同,可作為當地洋流變化與漁汛期的參考指標。紫螺的上岸也可作為當地沙灘污染的指標,一波波紫螺的到來也意味著海沙中的輕質塑膠微粒正在快速累積當中。

神啊!請給我一條回家的路-霧鎖金門成因及霧消散之研究

利用中央氣象局提供近1年中的氣候資料分析,金門的「霧季」是在二月至五月。起霧日的平均氣溫、露點溫度、相對濕度,都比該月份的平均值高,風速則比平均值低,起霧日的風向為南風至西南風。分析起霧日前後的變化,發現露點溫度、相對濕度,都在起霧日最高,風速則在起霧日最小,起霧日前風向會從東北風轉為西南風,起霧日過後又轉為偏東風至東北風。 在模擬機場地形的實驗中發現,使周邊水溫降低,以及空氣溫度升高時,能夠加快霧的消散速度,風速的增強更是霧氣能夠消散的最快方法。希望透過驅散霧氣的研究,盡量降低濃霧對金門機場的影響,讓大家都有一條安心回家的路!

風兒多變化

學校的風沙真大!有時候一陣風吹過來,連眼睛都睜不開,操場四周的各棟樓教室的門窗、課桌椅到處鄉是風沙,即使清理乾淨,沒過多久,又是厚厚一層灰呢!沒有一棟摟是能倖免的。後來我們發現,風吹的方向真亂!才會造成這個現象。氣象報告說現在經常吹東北季風,而校內的風為什麼這麼亂呢?風遇到障礙物後風向如何變化?風力又如何變化?引起我們研究的興趣。

討論十年來大陸沙塵暴對台灣之影響與變化趨勢

本研究中收集了十年來懸浮顆粒資料,配合環保署空氣品質監測站、中央氣象局所觀測的資料與美國太空總署的衛星影像資料及NASA 航空資源實驗室的氣流軌跡回推圖,希望能夠在早期觀測時發現大陸地區沙塵暴訊息,和沙塵暴所帶至大氣中的懸浮顆粒可能傳輸路徑。發生沙塵暴侵臺事件的季節,主要在春季及秋冬兩季交替期間發生的次數為最多。由地面天氣圖表、氣流軌跡回推圖及美國太空總署的衛星影像進行綜合比對之後,大致可瞭解大陸沙塵可能的移動路徑與大氣環流特徵有關。 在聖嬰現象(El Nino)發生時,侵襲臺灣的沙塵暴次數與懸浮量會減少。在「反聖嬰現象」(La Lina)發生時,侵襲臺灣的次數與強度相對增加。經由時間序列分析中得知,懸浮顆粒高峰期的變化有1 年期及6 個月變化趨勢,懸浮顆粒低峰期的週期變化有2.2 年與7 個月的變化趨勢,顯示短週期大氣懸浮顆粒變化應與季節變化有關,長期性變化或許與聖嬰反聖嬰週期有關連。

解密之旅-金門吳須土的調查研究

金門吳須土,古稱碗青,作為古代青花瓷釉彩原料,曾是金門貿易史及陶瓷藝術史上的重要角色;但卻未曾建立有岩石標本、照片,也缺乏相關研究。本研究以在白龍潭、尚義、古寧頭、西洪、白乳山等地尋得吳須土,作成分分析及比較,釐清了吳須土 樣貌、特質與存在地。研究發現,吳須土位在結核層,內含物質最多的是二氧化矽,其次為三氧化二鐵,但特點在於有高含量的氧化鈷,本研究所採樣的吳須土,氧化鈷含量皆在1% 以上。 各地吳須土樣貌差異大,有球狀、塊狀、板狀等,但與同在鐵質結核層的貓公石、鋁礬土並不相同。

以散斑干涉觀測雙星的行蹤

大氣擾動會使得我們觀測到的雙星影像產生變形,造成許多雙星無法藉由光學攝影得知,而是間接由光譜位移得知是否為雙星。然而透過散斑天文干涉技術,我們可以測量出雙星系統的角距和方向角。本研究中使用的CCD,為商用等級的DMK 31AF03,並架設於口徑十四英吋(C-14)的望遠鏡進行觀測。目前總共觀測了七個雙星系統,而其中有六個雙星系統被本系統分辨出來。這些雙星的角距介在0.54到2.05角秒之間,主星的亮度介在2.43星等到3.74星等之間。本觀測結果顯示商業等級之CCD可以用來進行散斑觀測,達到小型或中型望遠鏡的繞射極限。然後,利用Hipparcos衛星以視差法測得的距離,以雙星互繞的軌道周期和半軸長的訊息估計出雙星系統的總和質量,似乎都略大於光譜測量的質量。而從O-C圖還可以發現,累積1970年代迄今的天文干涉觀測數據後,足夠修正早期以傳統光學觀測所求出的軌道參數,應可提高質量的估算。

真的是23.5度嗎?-以天文及氣象資料探討固定型太陽能板最佳架設傾斜角

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。

不一樣的家,不一樣的我們\n─ 環境對植物生長的影響

在自然課程裡,學到了植物的「族群和群落」。自然界中,同種類的生物,常會群聚生活在一起,形成了所謂的「族群」。不同的族群,生活的環境也有很大的差異。由此,增加了對大自然生命的了解。進行野外觀察時,發現同一種類的生物在不同的環境裡,生長情形會有很大的差別,如鬼針草、霍香薊,這一系列的觀察與發現激發了探索植物生長奧秘的動機,想進一步了解植物在截然不同的環境裡,它生長的情形,會產生那些差異,並由它的生長空間,加以探索。

大坑地區地層歷史的探討

為了尋找較新地層所遺留下來的歷史記錄,我們選定了一個露頭極佳的地區─一豐原山地的大坑溪流域,作為出發點,採溯溪的方式,由尋訪各處露頭所得之資料,來對於這些地層形成的原因及台灣西部地形作最合理的解釋,以達到學以致用的目的。