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臺灣

梅雨"鋒"了嗎?––梅雨季氣候特性之探討

本研究以宜蘭測站五六月之資料為分析對象,並輔以其他各測站之資料,以進行分析比對,研究分為兩大面向,一是各天氣要素與時間之關係,探討五六月氣候之統計上之特性及近年來之氣溫、降水變化趨勢。二是各天氣要素與滯留鋒位置之關係,探討滯留鋒帶來之溫壓變化及降水特色。 在經過研究討論後,有以下結論: 一、五六月為冬夏半年之過渡,且北臺灣以六月中旬為梅雨季及夏季之分界。 二、近年來有溫度提升的趨勢,然五六月之極端降水無顯著增加。 三、滯留鋒降水在不同測站間有集中或分散兩特性,與帶來降水之風向有關。 根據以上研究結論,研究者希冀能將此結果作為改善預報之參考,並對梅雨乃至五六月氣候特性做進一步之分析。

油比較就有熱趣

本實驗量測食用油與混合食用油在不同溫度下的比熱變化,利用恆溫加熱板與自製卡計,搭配Arduino開發板與熱電偶溫度感測器來進行實驗,我們根據牛頓冷卻定律修正加熱板功率,得到自製的卡計相較於化學實驗用卡計有較高的精確度,再利用自製卡計量測0~60℃食用油的比熱。我們發現混合食用油的比熱皆高於原本的純油,食用油在高溫時比熱些微下降,比熱(S-T)呈下彎曲線;混合食用油在高溫時比熱明顯上升,比熱(S-T)呈上彎曲線,這兩個比熱特性或許是除了光譜儀,另外一個可以用來區分純油和混合油的方法。

水土比一比

因為桃園區會稽里轄內靠近虎頭山具有2條土石流潛勢溪流,透過實地考察與資料收集,瞭解桃園區土石流潛勢溪流之成因。模擬「降雨時於表土土壤石礫空隙下產生之水流」觀測土壤含水量與水流侵蝕土石量之關係,與模擬「發生部表土狀態」,觀測土壤含水量與發生部坡度之關係。實驗結果發現,當土壤含水量越達飽和時,此時土壤黏性越高較不易因水流而沖刷,發生部崩塌坡度也大,較不易崩落與滑動。但土壤含水量一超過飽和,黏滯性下降,大量崩塌滑落的發生部坡度快速下降,表示此時的土石因泥水下滑力容易滑動且造成土石流。

利用多元實驗技術從川七莖體生長素的分子結構及成分探討碰觸引發的非對稱性生長

本研究以X光繞射、吸收光譜、拉曼散射、光學顯微影像、氣相層析質譜儀、高效液相層析儀等跨領域多元實驗技術,探討川七生長素由頂芽向植物體輸送過程中生長素活性變化的行為,以及向觸性(thigmotropism)對生長素分子組態的影響。Indole-3-acetic acid (IAA)是植物生長素中最主要,而且是自然生長中含量最豐富的分子。不論是由川七莖萃取的IAA粉末或活體川七莖的實驗結果,我們發現:(1)川七捲曲莖中活性IAA分子在非接觸面的含量明顯高於接觸面者約10%之多;(2)IAA分子在莖部運輸時發生串接成整齊排列的現象,非接觸面IAA的整齊串接個數為接觸面IAA的2.4倍之多;(3)活性IAA由頂芽運輸到捲曲徑非接觸面時僅剩2/3具有活性,而運輸到接觸面時則僅剩1/2具有活性。另外,我們的研究結果也證實了川七的無性繁殖構造-零餘子,其粉末有顯著的抑菌效果。

基於睡眠時期大腦活動之概念的類神經網路優化法研究

深度學習透過迭代的訓練,如沿著梯度反方向更新權重的梯度下降法,旨在找出損失函數建構出的多維函數圖形中,其全局最小解的變數組合。我們受到在睡眠中的快速動眼期啟發,此時期腦中的高頻率γ波可以強化學習效果。本研究模擬此現象,提出一使原損失函數擁有自適應的增幅功能的演算法(稱之為REM方法),且其中的超參數能夠根據其應用調整。 本研究將REM方法應用於三種經典的優化法,並且以五種異質的資料集測試。實驗結果指出,在搭配隨機梯度下降法(SGD)與自適應學習率優化法(Adagrad)時,REM有顯著的優化效果。REM方法不僅能大幅加速訓練進程,亦能避免特定的訓練問題。

TEP1基因對埃及斑蚊(AEDES AEGYPTI)生殖能力影響之探討

登革熱為全世界最重要的節肢動物傳染疾病之一,其造成全世界每年約五千萬個病例且WHO估計全世界超過兩億人口暴露在感染登革熱的危險之下。而近年來台灣每年皆有超過1500例的登革熱病例。雖然國際間許多實驗團隊致力於開發登革熱疫苗以及抗登革熱藥物,但是都未能有突破性的結果。因此,積極的尋找替代性病媒蚊控制策略,將是控制登革熱的一線曙光。本計畫主要是探討埃及斑蚊之生殖調控分子機制,並希望透過抑制其生殖能力以達到降低病媒蚊族群的效果,藉此達到控制登革熱傳播的目的。本計畫利用RNA干擾(RNAi)的技術,將標的基因之表現抑制,再測量埃及斑蚊之產卵能力。實驗結果顯示,埃及斑蚊含脂硫蛋白之表現被抑制後,會明顯抑制其產卵能力。未來將進一步研究該蛋白質調控埃及斑蚊卵黃生成之詳細分子機制。本研究結果,有助於我們對病媒蚊之生殖調控分子機制更深入之瞭解,並且對於未來建立新的登革熱防治策略從事病媒防治工作有相當大的幫助。

新穎「螢光素酶—螢光奈米鑽石」細胞化驗機制標記於人類間葉幹細胞之藥物篩選應用與研究

本實驗提出了一個新的細胞化驗平台:結合螢光素酶和螢光奈米鑽石(Luciferase-Fluorescent Nanodiamond;Luc-FND)用來高靈敏檢測極少數量的細胞,克服人體間葉幹細胞(Mesenchymal Stem Cell; MSC)的數量稀少以及來源取得困難的問題。本實驗開發的Luc-FND assay,不同於以往的Luciferase assay,Luc-FND assay利用了FND當奈米載體(約為100nm),將裹上的螢光素酶送入細胞後監測細胞內冷光強度,用以得知細胞胞吞作用的多寡,進一步推算出細胞的存活率。本實驗將此機制應用於被不同濃度的化療用藥阿黴素(Doxorubicin;Dox)處理過的間葉幹細胞。結果顯示Luc-FND assay能夠高靈敏的檢測Dox對於間葉幹細胞的毒性,僅用1 ×103個細胞就能測出低至0.3125M的Dox劑量。本研究結果顯示,Luc-FND複合物是一種高效能的生醫工具,可將生物發光蛋白均質傳遞到間葉幹細胞中,提供了一種檢測和驗證治療成果的新方法。

Flexible Thermoelectric Module Application in Therapy Usage for Human Body

福島核災的發生,更凸顯能源的重要性;又因近年來廢熱總量不斷提升與全球能源需求量增加,本研究利用熱電晶片冷端與熱端的溫度差產生電的特性,將環境廢熱回收成為可用的電能。 本研究設計之可撓性熱電晶片成功改良傳統熱電晶片的兩點缺點;其一 : 傳統的硬式平板狀晶片無法配合不同環境空間而改變其外型,其二 : 硬式晶片的表面為陶瓷片,較易摔破導致晶片毀損,本研究之可撓性熱電晶片改良以往熱電晶片的陶瓷基板材料,改用具有可撓性的FCCL材料作為基板,因此可完整吸收表面彎曲物體的能源並將熱能轉換成電能。本研究之可撓式熱電晶片成功大幅降低熱電晶片之成本,有利於未來大量生產,成功應用人體體溫發電,同時也可利用Peltier效應,作為醫療用冷敷或熱敷之器材。

穹頂之下-四面「霾」伏

透過閱讀報章雜誌,恍然發現PM2.5的重要性。針對這次PM2.5的研究,我透過氣象數據分析、實地觀測、實驗,三個方向來進行研究。探討住家附近區域近八年來的PM2.5數據,研究發現PM2.5平均以大里最低,竹山最高,南投市和埔里則為其次,不過目前都有逐年逐漸減緩的趨勢。接著探討天氣條件對PM2.5的影響,發現溫度高、雨量多、降雨天數多及風速大都會影響PM2.5的濃度,使其濃度降低。另外,交通工具也會影響周遭的PM2.5濃度,研究結果顯示車多,空氣品質較差。研究中也透過自製觀測器實際觀測校園,發現到了12月後期PM2.5明顯升高。對於口罩阻隔PM2.5的效用,活性碳口罩的效果最好,其次是醫用口罩,無戴口罩所吸入的PM2.5最高。期盼未來若可以再鑽研,能對這個議題做更深入的探究。

Bubble film with vortex

A simple and cheap bubble film experiment system was constructed by us. Although it is simple, it can observe the phenomenon similar to those observed in the wind tunnel system or PIV system. But because of gravity, bubble film become a little more complex. We programed some codes to analyze the data and showed bubble thickness is proportional to the Reynolds number. The low frequency sound can make bubble film rotate. And we also study the wing’s attack angle, from 0 to 75 degree with interval of 15 degree, discovering the 15 degree is the best flying attack angle.