地球科學科

低頻的噪音能夠順利的穿透海水，而中高頻的噪音因為無法穿透，而音量明顯的比較低。當海水開始慢慢變酸，酸鹼值從8.4降到6.8時，低頻噪音的音量會逐漸變大，而中頻噪音不會有明顯變化。水溫增加時，低頻噪音的音量也會隨著變大聲。因此，當海洋逐漸變酸，酸鹼值及水溫的改變，會讓低頻噪音的音量變大，而影響海中生物。大氣泡袋對於50Hz、150Hz、1000Hz和1000Hz、2000Hz、3000Hz有較好的阻擋效果，主要原因是聲音進入空氣和海水等不同物質造成損耗，以及凹凸不平程度大增加摩擦力因而消耗聲音的能量。

地震發生時常伴隨土壤液化，出現砂質土壤失去承載建築物重量的力量，造成建築物下陷或傾斜。本研究針對竹北六家地區土壤液化和建築物型態間的關係進行探討，藉由土壤採樣，觀察外觀、計算含水量、土壤過篩、文獻資料等方式來瞭解其特性。模擬地震發生時，何種建築物型態在發生土壤液化時最不易傾倒？利用衛星影像空照圖統計常見建物形狀，以木塊製作模型，改變建築物地樁形狀、數目，結果以一字型、矩型、口型等建築物結構抗震效果最佳，土壤液化發生的時間最晚；ㄇ型或L型只要搖晃，轉角處就會裂開受損，防災效果較差。建築物地樁以方柱較圓柱佳，地樁愈深，數目越密集，建築物抗震及抗土壤液化能力較好。

我們使用福爾摩沙衛星三號在冰島艾雅法拉火山2010年爆發期間（2010年3月5日～4月29日）測得的大氣資料，討論火山爆發對大氣對流層溫度變化的影響。初步獲得以下結論： 火山噴發能量大小與大氣層對流層頂降溫溫差成正比；火山噴發能量小，對流層溫度變化的影響多發生在低空處、火山噴發能量大，對大氣溫度影響高度偏高；以及火山噴發持續時間對溫度的影響也成正比關係。此外還討論了火山灰雲的分布影響溫度的變化情形：在迎風處火山灰雲聚集，其聚集處陽光被遮擋了，無法照射到地表，因此溫度較低。

許多的書上或是博物館的資料都會告訴我們，地球的磁場分布就是一個偶極磁場，我們可以把它想成是有一個很大的磁鐵在地球裡面。但地球上有一個「南大西洋磁力異常區」，在這個區域中，磁場特別弱，跟一般學到的地球磁偶極磁場分布不一樣。在我們的實驗中，我們利用磁鐵以及其他的鐵磁性物質，配合智慧型手機裡面的磁力計，來看看能不能建立一個磁場模型，模擬南大西洋磁力異常區的磁場。

因為覺得在下午的時候好像常下雨，讓我們對下午的雨充滿了好奇，再加上自然課人造霧的啟發，於是開始了一連串的數據分析與實驗設計。數據的分析來源主要是台中氣象站2004-2014年的逐時天氣資料。同時在實驗室逐一控制條件下，嘗試找出較佳的人造雨製造條件。研究結果發現： 一、一年中以夏季最容易下雨；一天中則以下午時段下雨出現次數最多。 二、下午下雨前的天氣變化趨勢為，氣溫、風速、氣壓會下降，而相對溼度、露點則會上升。 三、實驗室製造人造雨的較佳條件：將65℃水倒入250ml量筒中，以鋁合金 (由廢棄的光碟機拆下的外殼) 蓋住量筒上方一分鐘，再置上冷凍舒跑冷卻3分鐘，拿開舒跑，即可發現鋁合金上附有大量水滴。

以季風槽為主軸，探討其與颱風生成、發展條件之關係。利用西北太平洋季風槽指數(WNPMI)及西北太平洋850mb重力位高度圖分別與歷史生成颱風特性做比較。結果發現WNPMI值愈高，颱風生成數量愈多；反之WNPMI值愈低，颱風生成數量較少。另外從850mb重力位高度圖得知，季風槽强度越强，颱風生成位置越偏東及偏北，颱風生成於135°E以東的機會就越高，若侵襲台灣時強度發展成強烈颱風的機率升高；另季風槽强度較弱時，颱風生成於南海機率就愈高。而於路徑研究發現颱風主要受高壓馳流引導，絕大多數的颱風呈現在季風槽範圍內移動行進。 研究近一步發現當季風槽強度較強時，颱風偏北行進象限機率升高；季風槽強度較弱時颱風則容易行進通過菲律賓至南海。

本研究由2013 年夏季中5 個典型午後對流天氣系統，分析閃電發生地點與地形的關係。結果顯示雲對雲及雲對地閃電的起始位置均位於中央山脈西側斜坡、屬於西部麓山帶的區域。雲對地閃電最密集的區域位於由兩個山脈所包夾的谷地地形與西部麓山帶的前緣處，顯示地形為影響雲對地閃電發生位置的主要因子之一。山區水庫、湖泊等大型水體本身及其周遭的區域內有較為密集的雲對地閃電分布，說明谷地地形為發育對流胞與雲對地閃電的最佳位置。閃電高發生率的西部麓山帶上配置有南北超高壓輸配電線，然鄰近電塔（線）的雲對地閃電為零星散佈、並未與電塔（線）呈現線性分布的現象，故雷擊發生的地點乃是受到地形效應所影響，非高壓電塔的誘集而好發閃電。

看見去年大哥哥研究的題目：「挖！挖！挖！挖出夢的時代」時，覺得有些美中不足，所以今年我們想從去年大哥哥挖的泥砂中，知道這些化石中的秘密及故事。 在觀察中，發現斧足綱較腹足鋼多了許多，我們認為這裡是砂質基底環境，除此之外並發現這裡有牡蠣、藤壺、海膽、分支形的苔蘚蟲，可以知道這裡是一個環境乾淨，有清澈的海水，流水慢，適合生物生長。 我們也發現這裡有好多微小的貝殼化石，代表貝類在幼體時大量死亡，因此推測當年可能受到生存環境的深淺變化，或氣溫冷熱變化劇烈，或水質清澈程度變化，或海進帶來的細顆粒泥砂快速沈積的影響等。 這次的實驗雖然很辛苦，但是大家都樂在其中，也從中學習到很多事情，很高興能參與這次的研究。

本篇研究以Arduino連結感測器組裝「微型溫室」，可即時偵測溫室中的溫度與二氧化碳濃度，對於實驗觀測十分快速與便利。我們以自製水泥片模擬建築物材質，探討不同油漆塗料與不同植被對室內外降溫的效果。實驗發現，以水泥地而言，白漆中添加30g碳酸鈣對水泥地面的降溫效果最好；以建築物屋頂來說，白漆加60g碳酸鈣的室內降溫效果較好。進一步比較四種油漆添加物：碳酸鈣、碳酸鋇、硫酸鈣、硫酸鋇，又以碳酸鈣的室內降溫成效最佳。綠建築方面，相較於水泥對照組和蘚苔，藻類的減碳降溫效果顯著，是三者之中最適合的植被種類。另外，我們以WEKA軟體做出根據二氧化碳濃度預測溫度的模型，經測試驗證後，以Additive Regression得到的預測值最接近實際值，為較佳的預測方法。

我們在從眾多星系中選取了M81 與M109 兩個具有相似的傾斜角、且M81的核球占其盤面的比例與M109 之棒狀結構占其盤面的比例相近的星系來進行研究。接著我們利用Mathematica 程式將CLEAN 演算法寫成程式碼，進而使用這個程式來將M81 與M109 放至不同的距離來觀察其影像的變化。我們發現把一個如M109 大小(直徑約15 萬光年)之星系置於約1340Mpc 遠時其棒狀結構將會難以辨識而易誤判為單純的螺旋星系。