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《4M科學探索》綠色科學系列-環保氣象台

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《4M科學探索》綠色科學系列-Weather Station環保氣象台

天空的變化是包羅萬象的，想預先得知明天的天氣是如何嗎？

會是下雨的日子還是晴朗的好天氣？

您可以從這小小的環保氣象台得知，

自己動手組裝小型氣象台，

每天紀錄氣候的溫度、溼度、風向等影響因子，

觀察數據從中了解氣候變化前後的不同。

也可以製成一個小型的生態植物園，知道地球溫室效應的構成原因為何？

讓孩子對地球的氣候環境有更進一步的認識。

產品操作過程簡易、有趣，學習基本的氣象觀察。

【有趣的事實】

如何運作：
你的環保氣象台是用來測量風、雨量和溫度。
風速計和風向標是測量風，風速計杯狀物迎風並使風速計轉動。風速越高，轉動越快，這風速計無法正確告訴你風速多少。風向標指出風向，可用指南針估計出風向。

指南針包含一個被磁化的金屬圓盤，它的磁極指向N(北)和S(南)。圓盤轉動，指向地球磁極，即地理上的南北極。
雨量計測量下了多少雨。涵管收集雨水並防止雨水蒸發。可透過塑膠管上刻度測量降雨量。
溫度計測量氣溫。溫度上升時，水銀向上擴展，顯示更高的溫度。當冷卻時，水銀向下收縮。

如何操作？
1.將寶特空瓶轉下來，裝約三分之二的水。
2.找一個合適的空曠地方，不會遮風也不在樹下。放在平坦、牢固的表面。將溫度計朝北﹝這可防止陽光照射水銀球，陽光照射水銀球會導致偵測到錯誤溫度﹞。
3.一天從儀器讀取資料一次。每天在同時間讀取資料以便與隔天比較。以下是如何讀取資料：
(1)雨量計：將塑膠管拿出來，垂直拿好讀取塑膠管上的刻度。記下雨量數據。將涵管拿掉把水甩掉。將涵管放回並將塑膠管放回。
(2)溫度計：將溫度記下來﹝攝氏或華氏﹞。
(3)風速計：並沒有刻度可讀，但經觀測，可估計風是無風、輕風、微風或強風。記下你的估計。
(4)風向標：用指南針估計風向，看箭頭朝哪個方向﹝北、西、東南等等﹞。
4.在筆記本做一個表，一天一列，每天六行，六行包含日期、降雨量、溫度、風強度、風向和註記。
5.和地方觀測站對照記錄，看看你的記錄精準度。
6.你可以觀察一天內天氣的變化。每小時記錄一次，記下時間和數據。

如何解決問題：
1.如果風速計或風向標無法自由轉動，也許是因為軸的關係。將風速計或風向標的軸向上拉一點。也可以用沙紙將軸磨一磨或用一點食用油潤滑。
2.如果氣象台傾倒，加些水，並確認瓶子放在一個平面上。
3.如果指南針不轉動，輕敲一下。
4.如果雨量計在下雨時收集不到雨水，確認沒有被其它支撐臂遮到。

更多的實驗

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在一個晴天，你能用瓶子試試?室效應。將瓶中水倒掉並將氣象台放在一個太陽曬的地點幾分鐘。注意溫度計的溫度，拿開溫度計。打開支撐管上的蓋子，用線綁住溫度計，將溫度計放入瓶中片刻，將溫度計拿起來再讀溫度，此時溫度應該是上升的，這是因為瓶子收集了一些太陽熱，太陽熱提升了瓶中空氣溫度。

塑膠瓶從太陽收集熱能，太陽熱能進入瓶中加熱瓶中空氣，熱能無法從瓶內漏出。這稱之為?室效應，這就是溫室如何收集熱
氣體在地球大氣層吸熱和塑膠瓶收集熱是相似的原理。二氧化碳是其中一種氣體。燃燒汽油和瓦斯產生二氧化碳，使熱無法消散，這叫做地球暖化。

地球暖化正在改變地球。氣候(天氣的形態)正慢慢改變，氣?上升讓兩極冰融化。地球暖化將來會帶來更極端的天氣後果，例如颶風和洪水。

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可以在瓶裡種植物。需要一些盆栽肥料、一些碎石和一些室?植物﹝例如小蕨類、常春藤等植物﹞。將瓶子轉下來，請成人幫忙用剪刀或工藝刀從瓶子的上面三分之一處剪掉。放入大約2公分碎石，加入瓶子三分之一的肥料。

將一兩棵植物根部小心地推擠入土中並在土壤附近按壓。將瓶上面放回並用防水膠帶黏好，將氣象台放好，用膠帶將中央支撐管的孔蓋住，放在陽光充足的地方，但不是陽光直接照射處，植物不需澆水就應長大。

你在瓶裡做的迷你花園稱之為培養瓶。不需要澆水，因為植物蒸發的水氣在瓶中形成水珠滑入土壤。
培養瓶也展示水的週期。這是水在海洋、大氣和土地之間的循環。水從海洋和土壤蒸發，形成雲和雨，落在土地上，然後流入河流到海洋。培養瓶，水從土壤和植物葉子蒸發，水在瓶裡凝聚(這代表雲)，然後水流入土壤(代表雨)。

如何組裝？
依照這些步驟組裝。需自備一個乾淨的寶特瓶
1.將二個支撐管組合，用二個螺絲栓緊。將組好的支撐管栓在一個乾淨的寶特空瓶。
2.現在組裝氣象台的雨量計部份。找到雨量計支撐臂，支撐臂中間連接部份平的一面是朝上(注意：每個支撐臂平的一邊朝上)，將塑膠管放入雨量計支撐臂較窄一端的孔。將涵管放入塑膠管的上面。
3.現在?溫度計部份。找到溫度計支撐臂，將溫度計卡在支撐臂末端的托座。注意溫度計水銀球應該在下方。
4.裝風向標部份。找到風向標支撐臂，將指南針放入支撐臂中間孔，將短軸穿過風向標和風向標支撐臂，確認風向標仍可自由轉動。
5.最後，裝風速計部份。找到風速計支撐臂，將三個杯狀物鑲入風速計中心，確認他們朝同一方向(全部順時針方向或全部反時針)。將長軸穿過風速計中心和風速計支撐臂，檢查風速計仍能自由轉動。
6.將四組支撐臂放入支撐管。首先放入雨量計支撐臂，然後溫度計支撐臂，再來風向標支撐臂，最後風速計支撐臂。將蓋子蓋在支撐管頂部。
恭喜！您的環保氣象台已完成，趕快試試吧！