地球科學科

不同溫泉的礦物質、酸鹼性不同。火山溫泉的熱源為岩漿，溫泉多為酸性。礁溪溫泉為板塊運動引發高溫加熱地下水而成，呈弱鹼性，主成分為碳酸氫鈉。 採集大屯山區、礁溪溫泉種植綠豆和空心菜，發現火山地區酸性溫泉不利植物生長，pH值接近中性(弱鹼或弱酸)的溫泉對植物影響較少，有些情況用自來水種的植物甚至長得較好。 空心菜為礁溪農特產品，經過實地勘查、訪談農夫和種植實驗，發現空心菜生長與品種、水溫的關聯較大：礁溪空心菜長得好，除了與較溫暖的水溫有關，也與當地特別品種有關。以溫泉澆灌時，濃度不能太高，否則反而逐漸枯萎，所以酸鹼值接近中性的溫泉能讓蔬菜長得較好，而適當溫度與礦物質濃度經稀釋的溫泉，更有利於植物生長。

研究發現農塘會變成泥塘，主要是北、東和西邊的地層都非常不穩定，地形陡峭，高度往湖裡遞減，泥岩邊坡的紋溝和泥裂發達，還有小斷層，特別容易發生泥流。農塘西邊山頂的厚層砂岩就有許多蜘蛛網狀的構造，是小斷層的證據。 西邊山頂的厚層砂岩在風化後，由小溪流流到牛埔農塘和埤底溝，因泥砂顆粒稍大，是屬於砂質泥岩，造成的個別泥裂面積也比較大，但泥裂最大深度並不超過1公尺，泥裂下為沒乾的泥漿，計算後發現飽和的泥漿含水量約有17座游泳池。另外，鹽度並不影響泥裂，但影響含水量。泥塘雖沒有土壤液化的潛能，但表層比較粉砂質的泥岩震動後會發生液化。很少見的泥裂崩塌，因受重力的影響，下面的泥漿也出現爆漿的奇妙現象。

本研究透過資料蒐集了解台灣的水庫現況，其中的13座民生水庫，平均淤積量已超過三分之一，因此，水庫的清淤刻不容緩。 經設計實驗探究發現：自然的水流不易帶走泥沙，需要大量的水流或攪動，比較容易透過水流帶走泥沙，達到排沙效果。 另外，發現運用洩降排沙時，壩體底孔開啟的閘門應該選擇接近泥沙和水的交界處，再使用適量的水就能達到較佳的排沙效果；並發現移動式虹吸的排沙方式，排沙效果較佳，是一項簡易方便的清淤工法，如果能再配合攪動泥沙的方式進行虹吸，排沙效果應該會更好。 最後提出建議：可以增加排沙道長度，讓不同工法排出的泥沙可在排沙道上流動一段時間，泥沙因沉降作用而分離出泥沙和水，再將較乾淨的水源導引至水庫內再利用。

本研究為2013年7月2日與7月9日兩個典型的午後熱對流天氣系統，經統計得知兩個案的雲對地閃電相對總閃電的發生頻率分別為10.0%和7.4%。由雷達迴波圖dBZ值輪廓圖發現低於40dBZ的對流系統不易出現閃電。閃電頻率較高時，通常也是雷達迴波圖同心圓區快速變動時。對流性雷雨胞發展歷程與閃電的發生，具有相關性，初生發展階段，雲對雲閃電密集發生的階段，至成熟期時，雲對雲閃電的頻率到達最高，在衰退期時，雲對地閃電頻率達到最高。由雷達迴波圖的輪廓線，雲對雲閃電主要發生在超過25dBZ的迴波區內，而雲對地閃電主要都發生在超過35dBZ的迴波區內，少有例外。目前研究無法從雷達迴波圖找出雲對地閃電的先導因子，但發現台中以南輸配電線東側較易發生雲對地閃電。

台灣位於地震帶上，常常會有地震發生，我們自由創作、設計耐震的房子，然後進行一系列有關耐震屋的研究。結果發現： 一、模型屋中樑柱結構：樑柱分段的振動時間>不分段振動時間，房屋樑柱不分段較快停止振動。 二、模型屋中振動時間長短：模型屋Ⅱ>模型屋Ⅲ>模型屋Ⅳ。相同面積下，愈接近正方形的模型屋震動時間較長。 三、模型屋在垂直振動下：不管是幾層屋，樓層越高，振動時間越長。 四、模型屋在水平振動下：四層屋以上，樓層越高，振動時間越長；三層屋以下，樓層越高，振動時間越短。 五、減震效果：X型減震器>滾珠型減震器>阻尼器型減震器。 六、根據研究最佳耐震屋：房屋樑柱不分段、X型減震器、三層屋以下是頂樓；四層屋以上是一樓。

為了分析颱風是否受到台灣地形影響而改變風場，本研究分析近20年間29個西行颱風，以全台20個測站風向資料，繪製流型圖，將颱風在不同位置時的環流特徵進行分類，也製作氣流裝置搭配保麗龍沙模擬各種流型。我們一共分出12種颱風流型，選擇路徑1~5號西行颱風進行流型分析，颱風離台灣較遠時（123.5∘E），有尾流區或背風渦旋產生；離台灣較近時（122∘E），不同位置有顯著的流型差異；過山後（120∘E），在其餘位置也都有地形效應；1號路徑颱風，氣流主要由南沿山往北吹；5號路徑，氣流主要由北沿山往南吹。實驗模擬，用乾式氣流場搭配保麗龍沙在直進型、螺旋型氣流場中觀察滯流區及尾流區等結構，使用熱線式風速計，並繪製等風速圖獲得與實際流型資料相似結果。

以2007~2015年規模大於5.5的地震，配合國家通訊傳播委員會電離層觀測站的電離層圖與頻率特性圖找出電子濃度異常時段，觀察地震規模、地震深度與震前10日之間的關係，並觀察造成電子濃度異常的震前天數、震源與測站間距離、地震的規模與地震深度的相互關聯。 影響 到電離層的旺盛期位於震前3～5天，震前一天為寧靜期 ，與規模大小無明顯關係。 台灣東部太平洋海域小規模地震較不易影響到電離層，推測地震規模小釋放出的電子也少，可能被海水 吸收 。地震前兆電子釋放所在位置 的岩質剛性越大 ，較容易影響到電離層 。 震源離測站距越遠，若要能影響電層 E層，則地震的規模就需要越大。地震前兆影響電離層 E層範圍半徑 R與地震規模 M的關係模型 為： R=100.65M

為了瞭解土石災難與崩塌的關係，和影響崩塌的因素，並提出改善建議，使崩塌造成的土石災難降低，因此經由野外地質調查、土石災難因素的實驗得到以下的結果： 一、特富野村曾文溪兩側的岩層是砂頁岩互層，差異侵蝕很明顯，區內有兩處崩塌較嚴重的地方，豪大雨時要多留意。 二、觸口附近八掌溪和腦寮溪兩側的有很多處崩塌，阿里山公路36K處是崩塌最嚴重的地方。 三、坡度越陡，沖蝕量越多，可見坡度與崩塌量有關係。 四、下雨時降水量與坡地的崩塌有關係，水量越多，沖蝕量越多。 五、我們發現堆積物的體積越多，豪雨後沖蝕量越多。 六、從野外調查與實驗證明，擋土牆可以減少雨水沖蝕，還有在崩塌較嚴重河道建造防砂壩可減少造成土石災難。

白天什麼時候看得到月亮？依本團隊研究，得到兩點結論： 一、翰林版教師手冊第24頁有兩點敘述有爭議： （一）同一天中，不可能早上、下午都可以看到月亮。說法錯誤。 （二）白天可以見到月亮的日期大約為農曆初四至十日的下午、農曆廿日至廿五日的上午。說法模糊。 二、只要在藍天的好天氣，除了以下幾種情形外，白天在月亮已經上升，尚未落下的情形下，都可以看得到月亮。 （一）月亮剛升起約1小時以內，因為角度很低，被建築物擋住，可能看不到月亮。 （二）月亮太陽夾角小於40° 時，因為太陽附近會受太陽光影響形成白色光冪，可能看不到月亮。 （三）月亮即將落下之最後2小時內，因為西邊形成的灰色光冪，可能看不到月亮。

本研究探討不同結構補強建築物的抗震能力與不同基礎建築物的抗土壤液化能力，最後合併出最能夠抗震及抗土壤液化的建築物型式。 我們測試地面以上不同結構補強的建築物以及地面以下不同的基礎，並將不同結構補強搭配不同基礎，分別測試其抗震及抗土壤液化能力。 本研究主要發現: 一、 單斜撐結構補強的抗震能力比加裝阻尼球好。 二、 樁基礎的抗土壤液化能力優於筏式基礎。 三、 單斜撐搭配樁基礎的建築物抗震效果較佳。 四、 使用砂石改善土壤，能使筏式基礎建築物提升抗震效果。