地球科學科

本研究透過文獻的蒐集，了解風與建築物之間的關係，發現風流經建築物的過程中變化相當複雜，有多重因素會影響到風的行進。本研究以學校建築物為依據，透過自製教室模型進行水煙模擬氣流的流動，真實體會到空氣的流動，也觀察到水煙經過長廊的情形。 經實驗探究發現：長廊長度越長、寬度越窄及適當的高度，都會使觀測物移動較快，表示所受風力較大；在長廊的前、 後段位置風力都較大，推測前段靠近風扇出風口，而後段可能受到狹管（窄管）效應的影響，與實際於學校長廊上人體所感受到的是相符合的。 最後，發現在長廊後段高處是一個較佳的集風口位置，可把導風裝置設計在此處，藉由長廊聚風的效果將風導入到兩側教室內，善用大自然的風讓教室更舒適。

濁水溪南北二岸共14點測PM2.5、蒐集落塵以顯微鏡測粒徑、氣象署AQI，分析109.11至112.04 間PM2.5發現： 一、實測PM2.5與蒐集落塵及氣象署AQI，南岸高於北岸，戶外高於室外，冬季北風南岸揚塵與AQI同。 二、北岸戶外小顆粒低於南岸，戶外大顆粒大於室外，南岸戶外大顆粒高於北岸。冬季大顆粒高於夏季。 三、陰天PM2.5高，雨天PM2.5低。 四、冬季北風：戶外高於室外，南岸戶外、室外均高，環境影響。夏季南風：PM2.5低，北岸略高。 五、戶外落塵量：冬天南岸略高，夏天111年6~11月南岸也高。環境影響。相關係數低，落塵量二岸無相關。 六、風速高PM2.5增；溼度高PM2.5降。 七、PM2.5低夕陽清澈明亮；數值高夕陽渲染朦朧。雨後PM2.5二岸低。 八、濁水溪北風吹彿揚塵測試模型可模擬冬季北風情形。

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。

台灣位於環太平洋地震帶上，全世界每年平均有超過90%的地震都在這裡發生。也因此，台灣常常遭到地震的波及與危害，這激起了我們對地震與防震方式的好奇心。因此，我們開始了一連串的研究，經過大量實驗研究之後，我們發現：對房屋會造成最大影響的是梁柱的粗細以及房屋的面積；對一般房屋最有效防震的方式為阻尼減震。

本研究主要在探討太陽系外行星的天空外觀和適居性。除了光的散射，行星大氣層中的物質大小、密度和溫度、行星的恆星類型、溫度和光度也是影響天空外觀的因素。我們使用Python程式語言從科學資料庫中提取和轉換太陽系外行星的數據，並用GPT-4平台來創造一個人工智慧模型。透過專家訪問和科學論文閱讀，我們把所學到的知識用英文寫出描述影響天空外觀和適居性的因素以訓練這個模型。最後，結合我們輸入的太陽系外行星資料，我們訓練的自定義人工智慧模型成功預測出符合科學數據之天空外觀和適居性的描述，並製作出細節豐富的圖片。我們是第一個使用人工智慧來預測太陽系外行星的天空外觀和適居性的研究，也自創了一個新且容易的恆星光譜類型記憶口訣。

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。

海邊踏浪發現美石時，如何判定這塊石頭的種類？利用硬度或外觀判斷法則，常會矛盾或無法準確判斷。因此，本研究首次提出藉由物質受敲擊所發出的特色聲頻進行辨識：針對台灣東海岸常見礦石建模並分析，重現《聽音辨玉》的場景。為了要證明同一材質樣品厚度對特色聲頻沒有顯著性差異，利用水泥、環氧樹脂建模；同時利用環氧樹脂包覆玉石來驗證複合材質的特色聲頻偏移量，也在玉髓共生麥飯石的樣本中得到佐證；發現礦石材料中有微小孔隙或氣泡空間，會造成較大的特色聲頻偏移量。在建立標準樣本的特色聲頻數據後，本研究透過統計的資料分析來確認礦石的身分；它讓我們解鎖了珍藏許久一廂情願認為的玉髓得以水落石出，更補足傳統辨石法所需的經驗值。

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。