地球科學科

本研究是在探討丁壩對河川挑流、緩流之影響，而經過實驗和統整後，我們發現： 河流在經過河道彎處時，會造成攻擊面。從實驗得知，若在攻擊面前、中、後設置丁壩群及護腳工，可以有效的挑流及減緩流速，因此，在模擬河道的實驗中，發現在不同彎度和寬度的河道，所使用的都是透水、平行丁壩，且丁壩長度是河道寬的三分之一，可以有效挑流及緩流。最後，我們用塊石工法模擬設計丁壩、護腳工和落差工發現，塊石工法可以有效的挑流及減緩流速，在丁壩前後形成的淺瀨和深潭可以讓魚類生存；又在沉積位置設置魚穴，形成另一種魚類生態和水草在此美化環境，讓環境與生物在此處共存。

本研究是探究臺灣在1998~2021年的氣候變遷現象，主要是以國小學生生長階段的視角將中央氣象局臺北、臺中、臺南測站的氣溫和降水觀測資料分組和統計，藉以比較近6或12年與出生前12年或氣候平均值的差異。結果發現：氣溫方面，三測站近年各月平均氣溫多為加劇上升，出現警報高溫的時間倍增，並以5、6月和臺北測站最顯著；日最高溫和最低溫的眾數落點皆上升1℃，但三測站日溫差升降趨勢完全不同。降水方面，三測站近年的降水增減趨勢不同，但各月平均降水量距平值皆小於50mm。此外，扣除颱風影響，豪雨等級的強降水發生次數在三測站都有增加，並以臺北測站豪雨占強降水比例增加12倍的變化最劇烈。綜合上述，可以得知臺灣近年的確發生劇烈的氣候變遷。

本研究是先對火星上的岩石和沙子影像利用高光譜影像技術做頻譜模擬和主軸成分分析建置圖鑑，再針對火星上疑似火星生物的影像和特異的石頭，進行高光譜影像技術做頻譜模擬與主軸分析後，看該物質在圖鑑上的落點，來研判這些影像是否真的是火星生物或只是形態像生物的火星上的岩石。 研判結果火星上類似生物體型態的影像大都是火星上的淺或深色的岩石，形態的形成可能是在火星上長時間的風化形成。 火星上顏色較特異的物質，本研究只能判讀出該物質是否有異於和一般的岩石或沙土成分，若異於一般岩石，是否為火星上的物質則需再用其他方法來研判。

本研究的研究目的在探討影響沙灘上風成「砂波紋」外形的變因。除了實地到高雄旗津海岸公園以及西子灣沙灘上進行觀察測量外，我們也在實驗室中利用自行組裝的實驗器材進行各項變因的研究。研究結果發現，以中、細砂做出厚度至少2公分的砂堆、用7.5m/s ~ 8.0m/s之間的風速吹襲砂堆約15分鐘，即可製造出排列整齊、紋路明顯的砂波紋。研究結果也發現風速、砂堆厚度和沉積物顆粒大小都對砂波紋外形有明顯的影響：(1)風速愈小，砂波紋會愈平直，波長也較小；(2)砂堆厚度愈厚，形成的砂波紋波長較長；(3)中細砂和泥土等級的沉積物顆粒才能形成砂波紋，顆粒大的粗砂很難形成砂波紋；(4)當風速相對於沉積物顆粒極小時，有機會形成較不明顯的縱向砂波紋。

本研究於2021年8月至2022年5月進行，採砂地點北至宜蘭蘭陽溪口，南至台東太麻里，我們利用室內觀察以及野外考察等方式進行研究。 磯崎灣、鹽寮廟以及都歷砂灘明顯有發亮的砂石顆粒，鐵砂含量多，磁鐵砂量也多，經顯微鏡觀察，發亮的砂石應屬於磁鐵砂。加路蘭溪出海口砂石鐵砂含量近乎80％，且加路蘭溪山壁岩層標本含鐵量78.6％，對比地質圖後，此山壁屬於八里灣層中泰源段的岩層，此層屬砂頁互層的沉積岩層，磯崎灣的鐵砂可能來自泰源段；而研究區屬於火成岩區的都巒山層，含鐵量及磁鐵量高，尤以綠色火成岩及輝長岩為最，所以暫時推論磁鐵砂多來自火成岩。

屏東平原地下水位在這波旱情中下降，為了解地下水從沖積扇頂到平地的流動原理，環境因子和抗旱井抽水對地下水流動的影響，我們利用自製砂箱和類似地層沉積物的砂礫進行模擬，以食用色素呈現流線並測量相關數據。結果顯示距離中央隔水牆愈遠，流線的時間和路徑長均增加，流線的速度則減少。當地下水鹽度增加時，流線的路徑不會改變，距離中央隔水牆較近的流線速度增加，距離中央隔水牆較遠的流線速度減少。當地下水溫度增加時，流線的路徑不會改變，流線的速度會跟著增加。在模擬抽水的狀況下，流線路徑會改變，較快的流線速度會下降，流線路徑向左偏移、長度增加，較慢的流線速度下降並改往抽水口方向，且有隔水層時會使流線路徑偏移更明顯。

本實驗以透過實地走訪、文獻探討、模型操作，以觀察及分析了解造成新竹人困擾的都市峽谷效應，並希望透過各式實驗讓人們可以更了解這樣的地質現象，並可以了解哪些地點容易發生這樣的現象以小心安全。 而本研究完成後發現當建物形狀符合風場、巷道狹窄至臨界點、街口面朝風及廣大處、周遭沒有可以阻止風運行的建物或巷道旁有許多排列整齊高樓的地方較容易出現峽谷效應。而在我們討論過後建議只要將建物距離加大、房屋間距統一且注意臨界值、巷頭巷尾統一寬度、設立告示牌提醒用路人或在建物興建時加入風道思考設計，即可防止峽谷效應對人們的傷害。

本研究透過資料蒐集了解臺灣邊坡土石概況，得知臺灣約有50％的土地，坡度都在40°以上，山坡多且地勢陡峭，因此山坡地災害層出不窮。 經設計實驗探究發現：泥沙適量含水可以增加安定角，使泥沙在坡地上較不易掉落，實驗中以顆粒0.21-0.42mm的中砂安定角最大。而混合不同顆粒大小的泥沙及有坡腳的山坡地也可以增加坡地的安定角。當山坡屬順向坡時，土石較不穩定，而加設岩錨可以增加土石的穩定性。 另外，發現震動次數越多及震動力量越大，泥沙掉落量會較多；當山坡坡度達到約35°時，地面震動會有較明顯的影響，土石掉落量也會較多。 最後建議：在順向坡位置，或地震發生頻繁、交通流量大及超過35°坡度的山坡地附近都較可能出現土石崩塌情況，應適度做防範。

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。

實地到大豹溪觀察漩渦、河道與石頭的分布，再到實驗室模擬石頭分布與河道。探討水流衝擊石頭時，石頭數量與位置是否影響漩渦的數量與形成的位置，以及單邊河道出現凹槽時，是否會影響漩渦的形成。透過石頭的密集度、水流速度、石頭的數量，三種方向研究漩渦產生的位置與數量；以及用三種不同深度的河道凹槽，觀察漩渦的數量與位置差異。發現石頭間的縫隙較寬的話，特別容易形成漩渦；石頭的間距增加或是水流速度較緩慢時，漩渦數量會增加；石頭間的夾縫、水流的匯集與分流處都是漩渦容易產生的位置；石頭數量減少漩渦也會變少；河道單側有凹槽時，會出現漩渦；凹槽深度不同時，漩渦位置與旋轉方向會有所差異。