地球科學科

去年我參加科展，研究的主題是「夢時代地下停車場的地層」，其中最感興趣的是「有孔蟲亞化石」的認識。今年我繼續研究「台南海岸」、「澎湖馬公南邊海岸」及「恆春半島海岸」砂灘上有孔蟲遺骸。我們到這些景點採集泥砂，在實體顯微鏡下觀察泥砂裡有孔蟲的特徵、外形；並從採集地點的海灣特質，探討有孔蟲的生長環境是淺海、海灣、潟湖和沼澤，並且推想出營養源豐富的地區是有孔蟲生長的好地方。

我們想要透過查閱、分析礁溪溫泉區監測井資料，探討礁溪溫泉泉溫在時間、空間上的變化。從監測井資料分析的結果，我們發現：淺部溫泉隨著深度增加，溫度也跟著升高，以停車場監測井溫度變化最大，高達8.5度；而大忠路的溫度變化則最小，僅有3.08度。而深部溫泉的溫度，則幾乎保持不變。在本研究分析的六口監測井中，最高溫出現在位於溫泉核心區的香檳井，最低溫則是位於溫泉區邊緣的大忠路井。從幾次點井開發後，六個溫泉井的水位均明顯下降，同時也造成四個溫泉井淺部的水溫下降。最後，我們也發現，奇立丹、溫泉公園的泉溫出現長期下降的趨勢。

本研究主要探討纜車在地震時的晃動情形，並嘗試設計抗震裝置。研究結果如下：一、纜車車廂重量較輕者，位置越近塔柱晃動時間越短，但是晃動幅度較大；重量較重者，位置越靠近塔柱晃動時間越長，晃動幅度較小。二、纜車個數越多時，從晃動開始到結束時晃動時間有縮短趨勢。三、纜繩上揚角度須維持適當，以減少纜車於地震時晃動時間。四、塔柱高度過高或過矮，晃動時間較長。五、纜車重量不同，在水平震動和垂直震動時，晃動時間皆有峰值出現。六、抗震設計的部分目前認為於纜車加裝吸震彈簧是較為可行的方案，也是未來值得我們繼續研究的部分。

三千多年前在尚未有鐵器的輔助下，臺灣史前玉匠是使用那些鑽孔材料將玉石鑽製成精美玉器的呢？研究者透過地緣關係至史前玉作坊---花蓮支亞干遺址進行田野調查，在採集部份植物與礦物後，委託切玉師傅切磨成鑽棒，再運用電動鑽具輔助，逐一進行鑽孔實驗，以了解其鑽玉效果；並透過顯微觀察了解其構造特性，以尋找史前最佳鑽孔材料。 實驗發現，貓眼閃玉、紫玉髓及臘光閃玉可鑽穿臺灣閃玉。而且貓眼閃玉的鑽孔效率明顯比紫玉髓及臘光閃玉好；貓眼玉製作成的鑽棒在鑽玉過程的耗損程度也比兩者低。 透過光學顯微鏡觀察礦物內部的結構，發現貓眼玉礦內部由交錯的結晶纖維聚合而成，是否因此分散外力，並減緩鑽棒的耗損與衝擊，值得進一步探究。

我們以新竹外海的新月沙灣作為研究對象，實地勘查測量沙灣地形，並將其測量數值縮小為89倍，作為實驗的場地大小。我們選用不同種類的堤防，如:消波塊、離岸堤及蛇籠等，並以不同的排列方式進行流沙量測量。我們發現以消波塊一字型排法的流沙量最少，複合式排法(消波塊+蛇籠)與蛇籠八字型排法所造成的流沙量次之。 消波塊具有消波之效果，但長時間使用的情況下，反而會有加速海岸沙量掏空之問題，反之，蛇籠由於富於撓曲性，當海水將沙岸刷深時，蛇籠憑藉其本身的重量而自動變位下沈，可達到防止水流沖刷淘深沙岸之目的。考量此兩點敘述，可改用蛇籠八字型取代單純只使用消波塊的方法。

突堤效應是指人工建構物突出於海岸，延伸而出，阻擋原先海流和海岸積沙的路徑，造成沙子在上游堆積，而下游原先有沙岸的地區則因為沙子量逐漸減少，侵蝕大於堆積，逐漸出現海岸遭受破壞。突堤效應會造成壩前堆積、壩後侵蝕的情況。因為突堤效應造成的結果，頭城海濱森林公園（原頭城海水浴場），在這十多年中，原本的沙灘現在已完全被海水覆蓋。 本校位於頭城海濱森林公園附近，看到頭城海濱森林公園的海沙在烏石港建後己經流失不見，希望藉由實驗瞭解突堤效應，並希望在實驗後對頭城海濱森林公園的突堤效應提出建議。

本組以中央氣象局地歷年芮氏3以上地震做中、強度地震發生時間點分析月亮仰角及潮汐。月亮仰角以上升月仰角30度內最多占16％。潮汐：強震發生在乾、滿潮及漲潮2-4時內在26-27％強。故強震受潮汐影響，53％發生在漲潮2-4時內，是受月球引力作用力及反作用力影響，在滿、乾潮發生時引力造成板塊推擠拉扯引發地震機率大。 近年強震較過去108年增近2倍。以民99年最多，98年和101年的總地震超過750次，中級地震「月沒到3時」達16%，與海平面上升引力相關性堪究。民98年近日點與遠日點地震合計48%，在近日點與遠日點地震機率高，推測近日點是月球和太陽引力交互作用；遠日點受月球引力相對變大，雖減萬有引力但月球引力及潮汐影響相對較太陽大。

我們對埔里的雲況做了三年的觀察，並嘗試利用各種分析方法來探討雲與天氣變化之關係。研究成果略述如下：(1).在卷雲與總雲量變化方面：我們發現了AL-4和AL-Ccon二個法則，可以用來預測總雲量的劇烈改變。(2).在卷雲與下雨預測方面：我們發現若雲況符合AL-FC法則，則8小時之內一定會下雨；若再搭配CAPE、風切、濕度等條件，更可以用來預測主降雨區的雨量大小。(3).在冷鋒方面：我們發現台灣低壓-冷鋒系統形成前3天，都會出現大量的層狀高積雲，而且上方大氣都會有很強的逆溫層或穩定層(通常會持續到鋒面形成當天)；至於來自大陸的冷鋒當中，我們發現有三種類型是可以用雲況來確定鋒面是否即將到來。

位於澎湖最南端的島嶼-七美，在這座美麗的火成岩小島上，有著豐富多樣性的景觀，也孕育了許多不同的土壤類型，為了讓我們更了解自己的鄉土，所以選擇觀察頂隙惡地-月世界景觀逐漸縮小的情況，探討這片土壤的性質差異，讓我們對於這塊令人驚豔的惡地地形的外觀、含空氣量、密度差異、保滲水性、溶液酸鹼度等，有更深入的認識，也進一步體會到它不只是腳下的一塊土，更是故鄉重要的資產。

本研究採用高雄地區前金、前鎮及美濃測站在97-102年的NOx、SO2和O3濃度進行探討，並進一步分析其季節變化與假日效應，接著利用個案分析討論不同氣象因子對濃度變化的影響，重要結論如下： 1. NOx和SO2逐時濃度大小順序為：前鎮＞前金＞美濃；而O3的逐時濃度大小順序為：美濃＞前金＞前鎮。 2. NOx平均濃度最高值皆出現在冬季，SO2平均濃度主要在春季出現最高值，O3平均濃度主要在春秋二季出現最高值。 3. NOx和SO2有假日效應，平均濃度：非假日＞假日；而O3的平均濃度並無明顯的假日效應。 4. SO2逐時濃度變化可能受風向變換影響，推測風向一致時，汙染物濃度較低。 5. 逆溫現象使汙染物不易擴散，可能造成高汙染事件。