地球科學科

我們想探討學校的太陽能板是否有效益，學校的太陽能板皆是傾斜6度且按屋頂的面向方位架設。我們使用2W的太陽能板做實驗，從太陽能板特性曲線發現：在室內、室外發電功率最大的電阻分別為3900與28.8歐姆。而光強度越強，電壓電流越大，在可見光範圍內，光的波長對發電效益並無顯著影響。接著，我們設計不同傾斜角度、面向方位對太陽能板發電的影響，發現最佳傾斜角度是讓太陽可以直射太陽能板；我們自製太陽能板旋轉裝置，發現轉動的比固定面向南方傾斜30度的發電功率大。學校太陽能板安裝的優先考量為無遮蔽物，在北部，夏季的發電功率最佳，夏季時傾斜角度很小，面向方位對太陽能板的發電功率影響不大，傾斜還可以排水以及清除灰塵。

本研究發現：一、阿里山來吉附近溪流的野外地質調查發現，此地為沉積岩地層有很多順向坡容易造成滑落。坡面堆積和坡腳崖錐，到處可見。在調查中發現四個小斷層，證明此地變動劇烈地質條件不佳。二、所謂「來急」，是指本地在颱風或豪雨季節因坡陡、岩層破碎、崩塌等特性，加上河水湍急沖刷侵蝕劇烈氾濫潰堤，無數邊坡堆積的砂石碎屑被帶出來，土石流穿過村子，釀成災難。也就是風大「雨急」、土石「告急」、 岌岌可危令人「心急」的總稱 。三、為了「來吉」的安全，建議遷村，政府也於觸口建造「逐鹿社區」永久屋供村民居住。考量留在部落的村民，應該居安思危，平常要做好崩塌地的處理、砌駁崁擋土牆、建造防砂壩等水土保持的工作。

本研究採用聯合颱風警報中心(JTWC) 2011-2020年衛星觀測資料，探究西北太平洋颱風快速增強(Rapid Intensification, RI)現象。研究發現並非所有颱風都會經歷RI現象，秋季(9月-11月)颱風伴隨RI現象發展的比例較其他季節高。颱風最活躍的6至11月，強颱的生成與發生RI的現象具高度正相關。聖嬰現象發生期間，有更多強烈颱風的生成，發生RI現象的強烈颱風也相對較多。RI現象最主要出現於颱風的發展期，其次才是極盛期。最後，以天秤颱風、卡努颱風進行個案分析，發現RI期間出現颱風眼隨強度增強而愈來愈清晰並趨於正圓、螺旋雲雲帶與颱風中心對流雲系發展迅速、颱風結構也愈接近對稱等現象。

日前，竹北發生天坑事件，讓我們想探討影響地層下陷和土壤液化的變因。於是我們設計了水量、地質、地層分布、震度、地樁長度和不同建物等變因的實驗。研究發現，地質種類是影響地層下陷與土壤液化的最關鍵因素。粗砂層最容易地層下陷與土壤液化上層是細砂的地層也較易液化。水位與震度越高影響越大，但二者也會交互影響，低水位要震度6級以上才會發生下陷；粗砂層則在中水位、震度4級以上就會下陷與液化。礫石層則只在7級以上才會下陷但不會液化。地樁較長者，房屋傾斜角度較小。竹北地質層易受強震而產生地層下陷、掏空及土壤液化，且軟腳蝦大樓在此地層中遇7級震度時，一震就倒故地樁長度與避免形成軟弱層結構是建築安全最重要的考量。

本研究基於Google Earth Engine雲端平台和JavaScript程式語法，透過隨機森林分類器的監督式學習，對臺南市安南區四草區域的紅樹林進行自動分類。利用Sentinel 2衛星影像資料集，結合文獻的函數公式，對紅樹林植物的面積分布、變化進行統計，並估算藍碳儲存量。此外，計算了常態化差值植生指標（NDVI）和常態化差值水體指標（NDWI），並將其標示於地圖上。同時，使用 Modis LST 和 CHIRPS 資料集分析地表溫度和降水量。 研究結果發現，2018年至2023年間紅樹林的總面積相近，2023年比2018年的碳儲存量減少了28.63噸；此外，當地表溫度與降水量都比前一年增加時，紅樹林的總面積和總碳儲存量皆有減少現象；當平均降水量減少時，縱使地表溫度增加，總碳儲存量增加。指標指數、溫度、降水量皆會影響總碳存量。

本研究利用處處可見的土壤進行色粉的研究，在採集5處土壤樣本中，不同區域的土壤均具有獨特的特性。大肚山土壤的黏性較高，含有較大比例的細顆粒黏土，製作出來的色粉也較重；相對地，溪河砂土製作的色粉較輕，這可能是因為較粗的沙子成分居多。在土質分類上，高美土和大肚山土屬於黏土含量較高的埴土，菜園土和阿嬤田土則是黏土含量次之的埴壤土，而溪土和溪沙則是粘土含量較低的壤土和砂土。通過一系列的製作流程，我們能夠從原土中提取出細緻的礦物色粉，這些礦物色粉不僅能用於水彩畫顏料，還能與鹿膠等材料混合製作成膠彩畫顏料。最後 ，我們將自製的礦物色粉製作出 環我大地指甲油」 ，除了增添趣味外，也是對自然資源的一種永續利用。

萬丹泥火山泥塊被當成棄土堆放，造成鄉公所及農民困擾，本研究添加廢渣及醋，來改善土壤性質，使廢土變成可耕種土壤。結果如下： 一、泥火山土壤pH值約為9.5，土壤顆粒細小、孔隙小，水不易滲透，乾燥後變成硬塊，植物無法扎根。 二、泥火山土壤添加咖啡渣和茶葉渣後，產生團粒結構，水入滲率提高。以泥渣比8：2種植紅豆，生長平均高度最高。添加蛋殼種植，紅豆均無發芽。 三、泥火山土壤加醋調配，可改善土壤酸鹼性質。以醋水比1:9搭配泥茶比7:3混合土壤，最適合紅豆生長，且添加茶葉渣紅豆生長情形比咖啡渣好。 四、羅勒以泥渣比8:2搭配醋水比0:10泥火山土壤種植，葉子枯黃率最低且葉數增生率最佳，且添加咖啡渣葉數增生率比茶葉渣高。

全世界為對抗氣候變遷，努力發展再生能源；臺灣寸土寸金，實在不利於佔用大量土地的太陽能農場開發！我們以phyphox App軟體之GPS及不含重力之加速度，比較出有無定錨下，浮板塊漂移的穩定度外，也設計出依太陽的東昇西落之不同光照仰角，讓程式驅動水平軸及垂直軸伺服馬達轉動的雙軸追日系統，並成功的設計四季東昇西落定點軌道裝置，可比較出有雙軸追日的發電總功率為無追日的夏至達1.4252倍、春秋分1.3619倍、冬至1.2654 倍。 最後，我們引用澎湖魚滬的概念，創新設計縮小版的生態浮台，希望能模擬整合西部離岸的漂浮太陽能發電與農漁業生態或觀光產業，綠能、發展經濟又能兼顧環境教育，豈不美哉！

本研究是探究「影響自然界火龍捲形成及發展的因素有哪些」，利用酒精燃燒製造火焰、外加導流鐵罐及抽風扇來進行一系列火龍捲模擬實驗。 由導流鐵罐的實驗發現：導流板可造就高溫熱空氣，讓熱空氣隨著導流板上升，進而引發氣流產生風。然而火龍捲的高度會隨著導流鐵罐高度的增加、進風口寬度的減小及重疊度的增加而增高。但火焰周遭的熱空氣溫度卻限制了火龍捲的高度發展。至於抽風扇的實驗，驗證了提供適當的風的確會助長火龍捲的發展，但若風速過強，帶走的熱量愈多，火龍捲的高度反而愈低。由本研究得知「影響自然界火龍捲形成及發展的關鍵因素」如下： １、首要關鍵是劇烈燃燒所造就的高溫熱空氣。 ２、次要關鍵是因劇烈燃燒所引發的強烈熱對流。