全國中小學科展

2019年

臺灣異常酸雨與鹼雨之時序分析與探討

從環保署2015~2017年報中,全國酸雨(pH值小於5.0)比例最高在萬里及觀音站,全國鹼雨(pH值大於6.1)比例最高在崙背站。經資料分析後,研究發現以下結論: 一、觀音站和萬里站皆為離海近且無當地污染源的背景站,因此酸雨污染源應是外來的;酸雨與PM2.5的形成方式有很高的關聯性,冬季的致酸汙染物可藉由東北季風到達臺灣,而使得酸雨發生比例高達90%。 二、崙背鹼雨與 [PM10-PM2.5] 的相關性最高,由緯向降水酸鹼值的變異分析發現當地局部地區的變遷很明顯,非外來環境影響所導致。 三、崙背北方的揚塵為雨水致鹼的原因之一,鹼雨發生比例高達90 %的月份皆在東北季風季,兩者雖非線性相關,但關聯性很高。 四、極端酸雨、鹼雨僅發生在時雨量小於 5 mm的事件。

阿拉伯芥個體間防禦訊息根部傳遞之研究

在植物中,對於外在威脅能有效進行防禦一直是個非常重要的課題,而此實驗在探討植物彼此間經由根部傳遞的防禦訊息與生理防禦機制。 利用鹽刺激使其根部分泌出AtCAPE1胜肽進行防禦訊息的傳遞,以證實阿拉伯芥防禦訊息確實可經由根部進行彼此的溝通,且可利用擁有正常基因的植株提升突變株的防禦能力。 結合AtCAPE此種植物體內少有被發現的胜肽進行實驗,並提供了許多延續實驗,為植物防禦系統闢出一條大道。

Schaubcylindrichnus生痕化石化學分析與生成環境探討

根據在北海岸地質考察所觀察到生痕化石種類分布,大部分生痕化石生成於濱海帶,可以推測大寮層及南港層在尚未抬升時,沉積於濱海帶的砂層沉積。另外,石底層雖然同為海相,但屬於海退時期,生物活動區域相對於海進時期較為深,因此生痕化石數量較少。將地質考察採集到Schaubcylindrichnus進行初步的外形觀察,推測其為S.coronus型態以及S.formosus型態,並將Schaubcylindrichnus與Ophiomorpha製成薄片進行比較,發現Schaubcylindrichnus與Ophiomorpha都是由石英與有機物組成,但Schaubcylindrichnus的顆粒比Ophiomorpha小且較為密集,而在Schaubcylindrichnus與Ophiomorpha中,管壁中與管壁內外的有機物含量有明顯差異,Schaubcylindrichnus管壁中的有機物較管壁內外少,而Ophiomorpha管壁中比較多,且可以發現大塊有機物包裹數塊石英的壁襯結構。

強降雨對美崙溪河口沙洲之影響

美崙溪河口沙洲位於我們學校附近,其形貌常在大雨或颱風後明顯改變。這使我們好奇,決定研究大雨和颱風對沙洲的影響。我們在降水事件前後以GPS記錄並比較沙洲輪廓;挖取不同深度的樣本,藉由搖篩取得沉積物粒徑比例。得出以下結果: 一、降水事件前後,美崙溪河口沙洲北側沒有明顯的形貌變化,主因為鄰近之堤防位置,以及沿岸流與河流流向。 二、即使沙洲外貌沒有明顯變化,仍需藉由沉積物分析,方能確定沙洲是否改變。 三、中型降水事件,會使溪水漫過沙洲,造成沙洲中央礫石比例上升。 四、總雨量大於600mm之降水事件足以沖毀沙洲,但事件後沙洲快速復原。一般認為蜿蜒曲折的美崙溪理應流速較慢,但本研究發現強降水後河口沙洲變化急劇。

1910~2010年台灣附近板塊交界地帶地震能量觀察與比較

我們分析1910~2010年琉球及呂宋弧溝系統規模5.0以上的地震發生次數與能量釋放,並探討其特性。 經分析得知:(1)琉球系統地震發生次數及能量釋放變動不大。(2)將呂宋系統規模六地震大量發生的時間與規模七地震發生時間比對,發現1951及1999年部分規模六地震為規模七地震之餘震。若加入上述兩年規模六地震,則規模六地震大量發生之平均週期約為12年。(3)琉球系統能量大量釋放的週期約為30年,且其釋放的量越來越少。(4)呂宋系統大量釋放能量的週期約為十年。 (5)百年來,琉球系統的地震發生次數較呂宋系統多,在能量上則反之,還需深究是否為兩系統地質結構不同導致。(6) 若前次能量高峰釋放能量特別大,則距下次能量釋放高峰時間間隔較平均週期長。

利用水稻Near Isogenic Line篩選調控磷酸吸收相關之基因

因應人口增加,提升作物產量同時維持農業永續經營成為全球發展的重要課題,其中如何減少肥料使用以降低對環境衝擊為一重要關鍵;磷肥為作物生長必要元素,過度使用不僅加速礦產資源耗竭且造成環境汙染,若能提高作物磷吸收效率將可望減輕上述問題。水稻為世界三大主食之一,本實驗目的在於了解水稻吸收磷的調控機制,作為未來孕育高吸收效率水稻的基礎。選用稉稻(台農67號)及秈稻(台中在來1號)來檢測長期缺磷後再回復磷供給的狀況下這二個品種的生長狀況及地上部磷累積情形,結果顯示台中在來1號的根明顯較短,而台農67號第二葉磷酸累積較高,接著利用兩品種雜交所得之190個Near Isogenic Line進一步篩選磷酸吸收效率表現良好之品系,於養分充足下培養,或及在長期低磷培養後回復供給4天,比較各品系株高及幼葉和老葉磷酸累積量,未來將利用已知的基因多型性圖譜剖析造成差異之基因座,以了解水稻調控磷酸吸收的分子機制。

「震」「震」有詞--臺灣南部大陸隱沒帶地震發生之研究與探討

本研究分析位於台灣西南部東經120.5度、北緯21.7度地震群。數據顯示在1994-2017年6月間,於20-70公里深度處頻繁地出現地震,並且規模4.0以上的中大型地震好發於40km左右。資料顯示此地區地震發生和向西傾斜的張裂及走向滑移斷層關係密切,為說明聚合性板塊交界此種非聚合型低角度斷層的地震群的發生,我們利用一些模擬實驗和假設模型,解釋地震發生的空間規則,可能和板塊隱沒時應力施於交界處附近,使應力易累積於弱下部地殼與強上部地殼交界處有關,此模型在地震個數隨深度的分布與應力累積的空間分布均得到很好的證實。

材料的1/1&1/3OCT迴響時間測量與吸音研究

本實驗利用自製的實驗裝置及自行推導的公式,推算出材料的吸音率。 材料的吸音率,一般是送至專業的迴響實驗室測量(如:成大迴響實驗室),且單一樣品測試費用昂貴(每件樣品4~6萬元)。 我們 設計的實驗將迴響空間縮小,會遭遇到直傳音場影響大過反射音場的問題,因此利用合成音場公式將兩者分離,再利用均能音量及方向因子Q,以及吸音率、室型常數R之間的關係,建立迴響時間的函數。 複合材料運用範圍廣,但若要得知吸音率,又需花費一筆可觀費用。本實驗模組能快速、方便、經濟地得到各樣品(包含複合材料)的吸音率。同時由音頻分析可得知噪音的頻段,即可選擇最適合的材料進行裝修,達到最佳的吸音效果和最高的經濟效益。

結合物體辨識於室內自主定位探勘系統

本研究透過ROS(機器人運作系統)實作一個結合自由探勘、SLAM(同步定位及地圖構建)及物體辨識之機器人系統。利用ROS機體與程式軟體分離的優點,本研究開發出的系統並不僅侷限於在一種機體上使用,對於任何能安裝ROS或與ROS連結之機體都能使用,供各式各樣的服務做為一系統性的路徑規劃器及運動基座。除了導航功能外,機器人透過攝影機得以判斷自己現在身處的環境而並非單純繪製地圖,且能讓人更容易地對機器人下達指令;更因其特化的避障機制,本研究的系統很適合在日常辦公室工作環境中做為助手。以實際環境及模擬器探討此系統擅長及較不適用的環境,呈現目前機器人系統的運作能力。