地球科學科

去年初，我們無意中發現一種新的資源一泥炭土，呈黑褐色，膠體狀，類似泥煤。近年來，有部分的農民以及愛好盆栽的民眾將之用來改良客土或用來做為肥料，效果甚佳。但是，它的成分如何？為何有此特殊效益？引起我們對此物質（泥炭土）發生了濃厚的研究興趣。因此便著手擬定計劃，進行各項調查與研究，以期對地區之泥崁土作進一步的了解。

西北太平洋颱風形成後，影響其路徑的因素包括：太平洋副熱帶高壓的外圍環流、鋒面系統、其他熱帶低壓、高空西風氣流的位置、及陸地高山地形等。其中，與其他熱帶低壓之間的交互作用會產生「藤原效應」，往往導致颱風移動方向及速度的改變，其移動路徑也經常變化莫測、飄忽不定，令颱風預報人員傷神，令政府大小官員緊張莫名，也令防颱、救難人員繃緊神經，百姓更是盯著電視、電腦，關心颱風動態、關心災情、關心菜價、關心是否停班停課？首先我們以簡單的實驗模擬並了解何謂「藤原效應」，再針對天秤和布拉萬颱風的相關氣象資料，分析兩者間是否發生藤原效應，及此效應對天秤、布拉萬颱風造成的影響。進而比對歷史上一些有名的怪颱，了解其之所以稱為怪颱是否都和藤原效應有關？

近年來都市的高度發展，「熱島效應」日益嚴重。本實驗透過150 位同學實地測量台中地區的氣溫，並設計「熱島效應模型」來模擬熱島效應的成因，進一步探討各項變因對熱島效應的影響。此外，希望能從蒐集的文獻記錄中，推測未來熱島效應的趨勢。最後提出改善對策，以提升環境品質邁向都市永續發展。本實驗具體結論如下：一、 台中市冬季熱島強度（△T）為4.6℃，比民國81 年的4.0℃，增加了0.6℃，顯示熱島效應有增強的現象。二、 夜晚、寒流、建築密集、人口數多、用電量大、空氣污染嚴重等對熱島效應的影響較顯著。三、 白天、雨後、假日、植被多、水域多等對熱島效應的影響較不顯著。四、 經過「鄉村模型」的測試，綠化面積增加70 ％，氣溫少升高1℃。

以自製的「不同高度落塵收集架」擺置於（1）車道上（2）商業區（3）工業區內（4）校園內等四個「特徵地點」，於臺灣北部 2006、2007 年 1 月 27 日至 3 月 21 日止逐日收集落塵並用「電子式微量天帄」、酸鹼測定器（pH Meter）及水質檢測器（HANNA TDS 601 TDS Meter）量測收集架上的（1）落塵質量（2）落塵溶於水的 pH 值及（3）落塵水溶液雜質數。本研究觀測數據橫跨 2006 年及 2007 年，其中 2006 年為獲教育部「95 年教育部推動高級中學培育研發人才」經費補助所觀測的數值，2007 年為今年因應科展報名截止時間所觀測資料。將 2006、2007 年 1 月 27 日至 3 月 21 日止逐日所測的資料並列，以分析其相關性。

臺灣是個地震頻繁的地方，為了達到增強抗震能力許多建築物會加設斜撐，目前建物結構中有許多斜撐型式，在眼花撩亂的斜撐型式中何者具最好的抗震效果？而在這些斜撐型式中，也僅有基本的介紹，因此我們想透過實驗方式去探討各個斜撐型式的好壞，並建議出較佳的斜撐型式。本研究目的在研究現代斜撐型式，透過數值與實驗模擬地震來臨時，建物搖晃時所產生的破壞，加了斜撐之後是否有改善的效果？並討論他們在實驗後各方面的特性差異並做比較，藉此歸納出不同斜撐之特性。根據實驗過程與研究數據，並以「安全性」、「經濟性」、「實用性」三點進行討論出最佳化抗震效應之斜撐型式，其結果在韌性較佳的構材與韌性較差的構材皆為交叉型斜撐型式。

探討臺南市二仁溪、鹽水溪、曾文溪等三條主要河流上、中、下游與附近地區的泥砂，成分中都有黑色和透明的顆粒，跟出海口泥砂顆粒十分類似，可推斷出海口一部分的泥砂應該是被河流由上游帶下來的，另外，我還利用參考書籍裡面對岩石的介紹，得知上游的岩石是頁岩，且附近應該有砂岩，讓我可以推測黑色的顆粒是頁岩的小碎片，透明的碎塊則是石英。我還做了泥砂顆粒大小的實驗，利用不同孔徑大小的篩網來進行實驗，發現二仁溪採集到的泥砂顆粒平均停留在最細的篩網上，代表這裡的泥砂顆粒非常的細，鹽水溪和曾文溪所採集到的砂也主要停留在最細篩網，跟上、中、下游的顆粒大小差不多，因此，本研究的證據能推測這些砂子大部分是從山上被水帶下來的。

利用野外實測我們發現旗尾山的位態為N45°E45°E而龍肚山為N20°E75°W，且兩者同屬糖恩山砂岩層。據此推測兩座山脈是受旗尾山西側旗山斷層影響所造成的向斜構造，因而造成兩者隔著美濃平原相望。透過室內模擬實驗發現泥的沉降和壓密過程可分成三個階段，初期泥漿水的濃度越大，沉降的速率越快；當濃度逐漸下降後，泥的沉降速率會趨近於一個穩定的值約為0.2cm/小時，最後當水中不再含有泥的懸浮顆粒時，泥受自身重力影響，開始以約0.05~0.1cm/小時速率產生壓密作用，顯示我們在野外看到的泥岩是經過長時間緩慢沉降和壓密的結果。

我們的哥哥姊姊們從民國六十四年三月開始做氣象的觀測，由他（她）們所個下來的責料可以看出本地（屏東市）的氣象，尤其氣溫好像都有規律的變化，這些變化究竟是什麼原因呢？老師雖然告訴過我們，這可能和日照時間有直接關係，但是這是唯一的原因嗎？是不是以太陽照射的角度也有關呢？我們很懷疑於是引起我們探討、研究的與趣，沒有想到，在研究過程中我們還發現了一個更有趣、更有意義的問題。

本研究探討水面受地震表面波影響所造成的水波運動情形，藉以判讀地震級數。實驗中，利用電流感應水波導電原理測得水波高度，得知地震級數與水波高度關係，以此作為設定電流感應器水波高感應點，達到當地震警報器之可行性。 本組以電流調整器控制怠速馬達，來自製地震模擬器模擬不同地震震度，經實驗發現，大約震度一級至三級水波高度不明顯，震度約四級時，會產生單一波峰的第二次反射波，震度約五、六級時，水體內部翻轉產生氣泡，波峰有拋碎的現象。今以長方形容器，電流感應水波導電原理來當警報器，若要偵測震度三至四級，其設定感應點高度以0.3公分最佳；要偵測震度五至七級，其設定感應點高度以0.7公分最佳。

全球暖化是近年來大家關注的環境議題，而燃燒化石燃料使大氣中二氧化碳濃度遽增，則被認為是全球暖化的元兇。我們想知道全球暖化〔註1〕對台灣的氣候影響有多大？以及除了二氧化碳增量外，是否有其他因素可能導致全球暖化？我們先蒐集台灣主要城市近四十年來的氣溫資料，比較近四十年台灣氣溫是否有明顯增溫現象。接著我們設計五個實驗來探討可能影響地表氣溫變化的因素。我們發現台灣近四十年的年均溫並沒有明顯上升，不過每年的最高溫及最低溫卻有顯著的變化。而陽光照射角度、地軸偏向角〔註2〕的變化、空氣中水氣、二氧化碳及其它溫室氣體〔註3〕的含量，皆可能影響地表溫度。