地球科學科

本研究利用日光偏振訊息找出太陽方位，發現ω(日光強度的極大值對稱軸旋轉角度)與太陽方位角As的關係為：As=-ω+φ，負號代表逆時針旋轉，φ為偏光膜初始角度。因此可藉由日光偏振訊息得知太陽的所在方位角。 此外，為了得知觀測者所在經緯度，本組採用三角定位法，並以原地觀測到不同時刻的太陽方位角，及已知兩點太陽直射地球的經緯度，來作推算，並輔以球面三角學加以修正，且更進一步測試觀測者在不同緯度、經度、觀測時間差及觀測時間等情形，使本計算模式更完善。本計算模式為本組創新之研究，其適用範圍隨太陽直射緯度而變化，最小適用範圍在正午前後2小時，且兩次觀測時間間隔只需15分鐘，比一般只能在正午時推算經緯度的方法還來的便利。

沿海地區地質受震後易產生土壤液化，影響建物安全性。本研究以相同土質，模擬土壤液化後並進行震動實驗，期能比較出不同建物配置和基地沉陷量的相關性。 研究結果顯示，未過篩土質因顆粒大小差異，易在震動後造成土壤液化；當建物過重易造成較嚴重沉陷；偏心建築配置，受震後易造成基地不均勻沉陷，且在餘震後易造成更大災害，使建物倒塌；基地面積越大，土壤液化後沉陷會比面積小的輕微，傾斜程度也較小。在相同基地面積下，當地震波方向與基地長邊同向時，較不易沉陷；建物重心過高，地震後易承受較大旋轉力矩而倒塌。 研究結果建議開發基地時應選擇非沿海地區或進行地盤改造，面積大且接近方形基地上配置輕量且重心較低建物。

本研究利用自製連通阻尼器、自製模型屋、自製地震模擬器，將連通阻尼器配置在低樓層模型屋，用手機APP軟體偵測震動加速度，檢驗減震效果。研究結果：（一）連通阻尼器最佳阻尼強度：流體濃度5~20%，強度700～1500公克力。（二）連通阻尼器最佳配置：阻尼反向、配置前後方向、傾斜角度30度、與主震動方向夾角30度、連通阻尼器配置越多。（三）建物結構與震動大小的影響：模型屋樓層重量越重、樓層越高、結構強度越差、震動加速度越大時，減震效果越佳。（四）連通阻尼器的減震效果：最大加速度平均減震百分比為32.5%，平均減震值為107.6gal；平均加速度平均減震百分比為25%，平均減震值為48.6gal。連通阻尼器減震效果佳，可作為製作速度型阻尼器的參考。

本實驗採集流經基隆市的三條河川，包括田寮河、基隆河、西勢溪三條河流上中下游的河水，進行河水的透光度分析，以了解河川的濁度和初步判斷河水被汙染的類別。我們製作以光碟片、手機組合而成的行動光譜儀，分析河川的水質光譜。發現平均透光度最高的測站是西勢水庫0.97、平均透光度最低是田寮河金雞橋 0.47 。河川的平均透光度：西勢溪0.81 > 基隆河0.75 >田寮河0.69。分色透光度分析：基隆河的紅光透光率較低，田寮河的紅光透光率較高，西勢溪則各顏色的透光率接近相同。 根據實驗結果，這三條河川中水源地的西勢溪最為乾淨，其次是沿岸有工廠的基隆河，而流經市區住家最多的田寮河汙染最嚴重。希望以後利用行動光譜儀持續的監測河川，關心我們的生活環境。

由於爸爸說大肚山感覺寒冷是因為『Sian』海風的關係，讓我對海風產生探索的興趣。研究中除對海風、風冷溫度定義外，亦以實驗模擬海風形成的原理、影響等，並以空軍氣象聯隊、空氣品質監測站及中央氣象局等2008-2010年的監測資料作為相關研究的數據來源。研究發現大肚山上感覺寒冷並非是因為『Sian』海風的關係；大肚山除夏季盛行南風外，北北東為其他時間主要出現的風向；白天出現海風的機會較夜晚高；夏季以12-16點為海風盛行時刻等。最後並提出海風對於我們生活上的影響及建議，如海風可以緩和大氣溫度，有海風時要特別注意防曬等。

本研究對象為台南市牛山剖面六重溪層內碎屑化石密集層，透過野外調查與模擬實驗，分析六重溪層上部化石密集層，與下部油氣儲集層關係，並推論牛山地區古今的地理環境。 我們發現這些密集層的化石種類，具有相似的地質現象，因此重建碎屑化石密集層間的關係 ；並採集沙灘現生貝類與觀察碎屑分布，透過破壞實驗與水流實驗，了解貝類被破壞成碎屑 的能量，與碎屑被搬運堆積的過程。 本研究針對岩塊孔隙率測量，提出獨創的浸沒白油法，並與專業儀器測得孔隙率之砂岩比較，證明具備準確性。透過高解析度的電腦斷層掃描圖，分析砂岩中孔隙的分布情形；並推測六重溪層下部油氣儲集層，其地層條件與上部碎屑化石密集層類似，為膠結較不緻密的鈣質砂岩地層。

我們以「大潮州人工湖」為起點，探討地層透水性的相關問題。實驗的地層分為「分層堆疊」和「混合堆疊」，地層組成物質泥、沙、石的比例有「1：1：1」、「1：1：2」、「1：2：3」、「2：1：1」、「3：2：1」5 種，實驗結果顯示「分層堆疊」是以泥、沙、石比例為「1：2：3」的透水速率最快、透水量最多；「混合堆疊」則是比例為「1：1：2」和「1：2：3」的透水速率最快，透水量也非常多，這和「大潮州人工湖」的選址想法相符合。泥、沙、石比例是「3：2：1」以及「2：1：1」的地層透水速率相當慢，說明地表泥層很厚的地區遭逢暴雨時，水來不及滲透和宣洩會造成水患，超抽地下水引起地層下陷又讓問題雪上加霜。

研究動機：生活上，我們會接觸泥、沙和小礫石，為了讓我們對泥、沙和小礫石有初步的認識，而進行相關研究。 研究內容：進行不同泥砂及礫石等的滲水性及吸水性、產生音量大小、傳導音量大小、減震效果、抵擋鑽刺效果、水花濺起的情形、形成砂石堆的高度坡度、以小礫石及砂填補中礫石堆的穩定情形比較、摩擦力比較及反射光線比較實驗。 研究結果：各種泥沙、礫石，有的較光滑粗糙；有的減震效果好，有的傳導聲音效果佳；有的抵擋鑽刺效果佳、有的可避免水花濺起的情形等各有不同。了解種泥沙、礫石的特性，就可在生活上善加利用。

本研究目的在探討影響河道堆積之各種因素，嘗試找出堆積的主要原因，並觀察茄苳溪、大漢溪、南崁溪河道堆積情形，作為對照。為了更清楚了解河道的堆積情形，我們製作了河道模型，依照模型來設計各種實驗，其中變因包含了河道的傾斜度(坡度)、河水的水量、河道寬窄、河中障礙物對河道堆積的影響，最後依照觀察茄苳溪、大漢溪、南崁溪河道對照實驗結果，並探討河川地形對生活環境的影響，並提出改善建議。

近年來全球大力推廣太陽能發電，台灣太陽能板數量急遽上升，然而也逐漸衍生出「與農爭地」問題。我們以太陽視運動軌跡來探討如何架設太陽能板才能使太陽能發電和農業生產能夠共存共榮。 我們發現農地種電時所架設太陽能板應採用斑馬線方式排列，且應朝向正南方。太陽能板寬度與架設間隔距離之和越小，其所需架設高度可越低。若以市面常見太陽能板尺寸而言，在太陽能板遮蔽率30%、40%與50%情況下，可得出最低架設高度均低於3公尺，確實可適用於棚架與溫室，極具可行性。同時我們也發展出一太陽能板架設高度儀，使農民能夠輕易計算出太陽能板應架設的高度，能夠確實改善「與農爭地」這一現象，促使太陽能發電與農業更有可能共存