地球科學科

火炎山屬頭嵙山層(頭嵙山位在豐原東南方)，位於大安溪北岸，縣道苗130甲線上方，每次豪雨就發生土石流，對人、車都是極大的威脅，這次實驗主要探討火炎山的地質特性、土壤結構、找出土石流發生的原因，小組發現如果增加植被就能減少土石流，增加植被的方法有兩種：(一)種植適合酸性土壤的植物，(二)嘗試土壤改良，適合一般植物生長，所以我們就對火炎山土壤的物理、化學性質加以研究，找出不利植物生長的因素，加以改良，使植物得以生長，減少土石流危險，增加土地利用，並做好水土保持。

淡水河分別有三大支流：大漢溪、基隆河、新店溪。大漢溪與新店溪流經於新北市板橋區的江子翠匯流後即稱為淡水河，淡水河於關渡納入基隆河後，向北流向淡水油車口而注入臺灣海峽，早期淡水河肩負台北盆地的水運重任，近代以降的淡水河則兼具供給臺北都會區民生用水、農業灌溉、都市排水及防洪等功能，中下游則成為排水集汙之河道，所以政府在沿岸設置許多人工濕地，來淨化汙水，所以濕地就像是大地的腎臟一樣，提供教育、研究及休閒的場所。我們沿淡水河捷運線，第一站來到華江人工濕地，處理板橋區的污水。第二站來到關渡自然公園，參與心濕地導覽解說，第三站來到紅樹林自然保留區，實地考察取樣，透過親手操作，檢測水質和調查生態。

本研究研究場域位於宜蘭縣南澳鄉中央山脈向東延伸濱海的餘脈，故運用中央地質調查所網站建立地質圖、地形圖，再將圖層套疊到GOOGLE平台測量坡地坡度及崩地面積等。 接著以現地調查及空拍機拍攝方式探究研究場域。 調查結果發現：該區屬綠泥石片岩，有石英、黃鐵礦、雲母等礦物，雖未發現變質石灰岩，但本研究推測氣候、岩性、地形等因素，使得變質石灰岩被因溶蝕作用而導致岩屑崩滑，造成有趣的地質現象，如岩屑崩滑、碳酸鈣膠結綠泥石、鈣華現象、方解石外生礦等。 最後，經由實驗設計及操作，希望能描述碳酸鈣膠結綠泥石的經過，解釋其機制，複製其現象。

本實驗是用電風扇當作風源，針對揚塵的落沙量及落沙區域進行縮小規模的模擬實驗。目的是找到擾流板的角度與間隔的搭配，期望能在揚塵發生時，透過擾流板將落沙的範圍縮小。 我們測量後確定風速衰退與距離有著高度相關的關係，風速衰退又會加速沙子的沉降。所以只要找出角度和間距的最佳組合，就可以有效著攔阻飛砂。 根據我們的數據，我們發現間隔對加速落沙沉降的影響比角度還要大。且有擾流板遮蔽時，落沙量都較無遮擋時集中。其中使落沙區域縮小最有效的組合是60度的夾角搭配15公分的間隔，這樣的搭配可以使落沙區域較無遮擋時減少16.7%。但如果是要阻擋砂子或是有效將沙子集中，最有效的搭配是120度的夾角搭配15公分的間隔，可比無遮擋時增加約10%。

本研究在探討丁壩長度和高度差異產生的挑流現象，研究結果發現，丁壩的長度越長、高度越高會對河道彎道 攻擊面產生更好的保護效果，也會對非攻擊面造成更大影響，另外，我們也發現當丁壩的長度小於、等於或大於河道三分之一，會對攻擊面及非攻擊面產生不同的作用；落差工丁壩高度差距越大，對攻擊面保護效果愈顯著；反之，落差工丁壩高度差距越小，對攻擊面的保護效果越不明顯。我們還發現丁壩產生的挑流現象，會導致河流中的某些位置水流湍急及形成水位落差，因此我們在此處設置微水力發電裝置，不僅可以產生電力，提供河道旁的路燈用電，還可以有效的重複利用水資源，達到淨零碳排的永續發展目標。

學校旁要蓋社宅，大家很關心日照遮蔽將如何改變？我們發送表單問卷詢問師生，空拍校園上中下午日照遮蔽現況，整合出師生的期待—希望社宅在夏季為操場、綜合球場和靜思樓遮陽降溫，但冬季別遮擋以保有暖冬陽。我們收集資訊製作模型以模擬四季的日照遮蔽，實驗探究陰影生成和遮擋的原理，發現建物愈高、距離愈近和高度角愈小，陰影愈易遮擋；夏天影子遮蔽的範圍最廣、最短；夏季照物角４５°遮陽效果最好，冬季照物角０°或９０°較能曬到太陽；植栽或不透光建物的遮蔽，可減少輻射量及降溫；北面的建物易被南面的遮擋，最後模擬的結果是—春、夏、秋三季的操場將能在朝會獲得遮陽，但冬季操場、綜合球場和靜思樓將增加更多陰影，迎來更多嚴寒。

馬祖列島的地質與地形主要是由中生代的花崗岩及花崗閃長岩等深成火成岩體所組成，馬祖列島地貌，受到地球內部結構運動，以及季風、雨水及風浪長期侵蝕，大自然在層次分明的節理，雕砌出海蝕門、海蝕柱、海蝕洞、崩石海礁等，展現出千姿萬化的壯麗景觀，留給先民無限的想像空間，鬼斧神工的大自然創作，呈現地質與地形景觀極為特殊，是上天送給馬祖特有的禮物。馬祖的地質景觀特色是我們驕傲的資源。本研究經由野外考察與實物觀察，探討並分析岩石的種類，鑑別沙粒的礦物成分，藉此了解不同地區的岩石礦物組成成分的差異關係。

百岳玉山氣溫和平地相較如何？實際登上高山後，深刻體會到高處不勝寒。 「高山地區的氣溫，隨著地形高度的上升而下降， 高度越高，氣溫便下降愈多，平均每上升 1000 公尺，氣溫約下降 6°C。 」我們想深入研究臺灣平地與高山的實際氣溫差異是多少？以近十年臺灣13個平地與玉山氣象站做氣溫分析。 根據分析的結果，平地與玉山氣象站間，近十年每1000公尺下降平均溫度為5.00℃。一年之中，以7月（5.47℃）溫差較大，12月（4.53℃）溫差較小。不同季節氣溫遞減率由高到低依序為：夏天（5.43℃）、春天（5.05℃）、秋天（4.96℃）、冬天（4.61℃）。依北緯23.5度劃分，以北為4.81℃，以南為5.22℃。

本研究是探討詭譎多變的離岸流，透過文獻蒐集來理解離岸流的種類與成因，做為現場觀察的對照依據，經實地觀察詢問居民耆老讓我們發現海浪沖擊到海灘時會遇到阻礙物而潰散，大量海水必須回到海裡，因地形因素和後續海浪推擠會沿著與沙灘平行的方向移動~沿岸流，最後匯集成一道或數道的強大水流退回海中，若不去注意其現象，就會增加潛在危險。 為了更進一步了解，離岸流造成原因是否如我們晤談與文獻中所獲知的，我們透過設計模擬不同海岸地形架構物，觀察及驗證不同海岸地形形成的狀態與強弱，預測離岸流發生的路徑及可能行，結果我們觀察到模擬沙灘、沙洲地形所產生的離岸流現象特別明顯，因此前往這樣的海邊潛在危險，要非常注意自身的安全。

本研究透過親手磨製岩石薄片及數據化的礦物比例資料，探討觀音火山熔岩的差異與其分化關係。根據相關前人研究得知觀音火山經過五次噴發，共有七種不同的火山岩，比對地質圖於各地層分佈區域尋找新的出露地點共17處，進行田野調查記錄與空拍、採集標本，並磨製岩石薄片共14片，進行岩相觀察與礦物面積比例計算。 本研究觀察到觀音山熔岩有漸變關係，從普通輝石橄欖石玄武岩→普通輝石玄武岩→普通輝石安山岩→兩輝石安山岩→紫蘇輝石安山岩→黑雲母角閃石安山岩，符合鮑氏反應序列。並依據新的田野調查資料，修正觀音山圖資；建立火山噴發歷程模擬動畫；製作立體地形模型以瞭解地質地貌關係，皆可做為日後觀音山地球科學教育的參考。