地球科學科

本篇研究隔震裝置及搭配不同消能元件之探討。實驗得知，安裝隔震裝置可有效隔震;單層隔震裝置擺動方向與地震力方向相同有較佳隔震效果，角度加大隔震效果變差，也許可透過疊三層，各層夾120度之擺放模式解決地震力方向問題。建物高寬比大晃動明顯，蓋建物應考量隔震器承載重量與建物擺動力矩的極限；不同擺長隔震裝置有不同自然頻率;組合擺之自然頻率較單長擺低，且最大加速度較低但頻寬較寬；隔震裝置並非越多層越好，多層可能造成重心偏高晃動加劇；隔震層於底部隔震效果最佳;以隔震為基礎加裝阻尼消能發現，在適當的阻尼下，系統可兼顧隔震與消能，有效降低大樓晃動，若阻尼過大則導致隔震功能喪失，能量大幅傳入建物造成擺動加劇。

根據科學家的推算，太陽生成已經六十五億年了，地球的生成也已經四十六億年了，在這漫漫的時間長河中，太陽對地球的影響自然是不言可喻。古代的人類早早的就發現了太陽對地球的重要性，所以全世界古老的文明中，太陽都佔據了最重要神祗的位置。在那個沒有時間概念的年代 太陽日復一日從東邊升起西邊落下，這簡單而自然的規律也建立的人類社會發展最根本的基石，而在太陽日復一日東升西落的規律中，遠古的人類也建立了最基本的時間概念。 自然科學五年級的課程中介紹了太陽跟影子之間的關係，在課程中也提到了利用太陽來觀測時間的方法，但是因為課程進度的關係並沒有太深入的研究，所以我們希望通過這次的科展研究，以最基礎的方式來了解古人如何通過太陽規律的升落，建立了最基本的時間概念。

基於對鄉土關懷，我們選定生命之河~萬年溪，此為唯一通過屏東市商業區、生態公園和住宅區等之特殊溪流，利用傅立葉轉換紅外線光譜儀，調查溪流中塑膠微粒種類和含量，並透過TGOS系統探究人口數與塑膠微粒之相關性發現：廣東橋流域塑膠微粒量最高，推論位於『住宅區』之民生排放汙水有關；長春橋流域濃度次之，與位於『商業區』有直接關係。環境指標生物~大型水蚤濾食中會攝入塑膠微粒，相較於控制組、塑膠微粒汙染下會明顯降低水蚤活動力、心跳數；且繁殖力驟減，有顯著性差異。本研究重大發現，水生植物確實有效吸附水中塑膠微粒，另生態工法及汙水地下化系統處理，均可降解排放至海洋塑膠微粒含量，進而讓環境減塑、環保及生態系恢復榮景。

921大地震時造成全臺大停電，在摸黑情況下逃生，容易造成重大傷亡。上科技課時，老師介紹有關智能家居的設備，我們就想到可以利用智能設備來自製地震感應器及自製模擬地震的震動平台，並且選定震度4級時讓地震感應器發出訊號。 我們利用家庭用電的配線來模擬居家環境。為了模擬停電狀態，我們將智能設備安裝在居家設備和UPS上。也透過各種通訊技術將各項智能設備進行互聯，並利用APP軟體設定條件，當地震感應器發生感應時會開啟相對應的條件，使智能燈泡和智能插座自動打開，指引臥室安全掩蔽處並發出警報聲。即使遇到停電的狀況，UPS上的照明裝置也會持續發亮指引安全掩蔽處及安全逃生的路線，以達到防災與減災的效果。

聽說壽山鐘乳石的形成需要上千年的時間，因為學校的壽山鐘乳石探洞活動讓我們想深入研究鐘乳石的形成過程。我們在水溶液課程中學到了鹽水結晶的過程，也實地探索測量猩猩洞與天雨天財洞，觀察紀錄地形地貌、鐘乳石形狀、洞內生物和溫濕度數據，提出鐘乳石形成過程的形狀差異進行實驗。我們從網路與課本上選出了多種粉末調配水溶液，有石灰水、小蘇打水、生石灰、醋酸鈉和鹽水做滴漏實驗，觀察表面結晶的過程。接著利用陶土做基底模擬鐘乳石形成樣貌，發現小蘇打水容易在表面上產生結晶。最後利用石膏滴漏在不同形狀的陶土表面上，發現流動速度快時會產生流紋、流動速度慢時會產生波紋，找出影響鐘乳石表面紋路的各種因素。

本研究以雲彰沙脊北側海域為對象，透過觀察風機模型的傾斜角度，來探究該震度、地層結構粒徑大小及風機水下基礎結構之間的交互關係。 我們分析實驗數據後發現，離岸風機的傾斜角度和震度呈正相關，也發現當水深大於沉積物深度時，風機模型傾斜角度會有明顯的變化。且我們發現當上層砂石孔隙率越高時，風機越容易發生傾倒的狀況。而後，我們也比較四種不同的水下基礎結構，並以單樁式為原型，優化出了三種不同的水下基礎結構，最後也透過改變接觸砂石的表面積，改善了風機的穩固度。

我們這次研究，首先嘗試從斜溫圖分析穩定層與濕度對層狀高積雲(ACS)有何影響：(1).我們發現穩定層底部的高度愈一致，ACS的層狀結構就愈能維持住；(2).濕度決定ACS的雲量；(3).穩定層是經常性的、大範圍的分布。其次，我們也由雲系變化來探討ACS的形成方式：(1).若當天一早就出現ACS，大多是受到外來系統的影響─①鋒面的接近、②冷高壓系統的移動、③颱風的外圍環流、④華南雲雨區的東移或南方雲系的北移，而不同系統所形成的ACS雲況通常也具有某種規則性；(2).在雲系轉換方面，我們發現高層雲、積雲、卷雲和卷積雲都可以轉換成高積雲；(3).甚至在晴空之下，也可能突然就誕生出ACS。

本研究主要探討短延時強降雨下，坡地崩塌現象及尋求防治崩塌的解決策略。 首先，探討降雨對於坡地崩塌的影響，發現當雨滴粒徑越大、雨滴速度越大(亦即降雨強度越大)，坡面崩塌體積越大，崩塌時間則越短。 其次，就坡地角度與組成之砂石粒徑進行探討，發現在短延時強降雨情況下，坡地角度變大時，崩塌體積較大、崩塌時間變短；而砂石粒徑越大時崩塌現象較不易發生，至於分層混合粒徑時趨於粒徑越大砂石越在上方現象，但當砂石間縫隙充滿水後，均極易因細微的擾動而造成大規模崩塌與滑動，其中粒徑越大砂石崩塌現象越明顯。 最後，探討在坡面植樹及加裝立柱均有助於減緩崩塌現象，在立柱加裝收集器進行雨水收集與排水，更能有效減少崩塌及裸露現象。

本研究主要探討淡水區沙崙海水浴場離岸流的特性與成因。透過專訪了解到2012年所發生的5位學生溺水事件中，學生落海的位置與溺水倖存者對當時海流的描述。接著從沙崙海水浴場海底等深線圖製作立體地形模型，觀察保麗龍球和紅墨水在模型中隨著水波移動與擴散的情形，再實際踏查並空拍海水浴場海水的流動狀況。我們發現：沙崙海水浴場有離岸流，這個離岸流區大約在(25°11'25.50"北 121°25'1.66"東)、(25°11'19.91"北 121°24'49.64"東)兩警戒點之間的海岸線，而其他區域也存在著迴向離岸流區的環流，因此強烈建議在沙崙海水浴場須嚴禁下水活動。沙崙海水浴場離岸流主要是由填海造陸後形成的巨大岬角地形所產生，若沒有人工的改變，原來的海流會順著海岸線進出沙崙海水浴場海灣。

為了解校園常見喬木葉片的滯塵能力，我們以茄苳、臺灣欒樹、小葉欖仁、烏心石、樟樹、肉桂、榕樹、血桐、龍眼、鵝掌柴等10種校園植物進行實驗。首先我們先觀察葉片的表面構造與塵埃分布，歸納出與滯塵量相關的特徵。接著比較方格法與紙重法2種葉面積計算方法，發現二者方法無顯著差異，再進一步以6種不同粒徑大小的落塵，進行沾附與揚塵的滯塵能力實驗。此外，我們也發現植物與水滴的接觸角大小並不會影響滯塵量的大小。隨著落塵的粒徑越來越大，血桐、小葉欖仁、榕樹和臺灣欒樹4種喬木的滯塵量也越來越差。無論粒徑大小，滯塵能力最佳的都是血桐、小葉欖仁和榕樹，建議校園可栽種滯塵力強的樹種，以減輕揚塵現象及沙塵暴肆虐時的空氣污染。