「醉月湖科學整合研究平台」執行現況

　　理學院「醉月湖科學整合研究平台」計畫，自101年4月起施行至104年3月止，已召開7次審查會，通過13個申請案，其中3案已於102年12月底結案，4案於103年12月底結案；1案因中研院合作計畫主持人轉赴國外大學任教，計畫提前中止；目前尚有5案在執行第二年期計畫。

於103年12月底結案之計畫及成果如下：

2.
計畫名稱
大氣中奈米粒子的形成機制及其性質
計畫主持人
大氣科學系洪惠敏副教授
合作計畫主持人
中央研究院環境變遷研究中心周崇光研究員

執行成果：
　　本研究利用實驗及模擬計算於實驗過程中出現的反應機制，探討不同波段的紫外光對於光化反應的影響，以及讓氣流中加入選定的氣體，觀察其對光化反應、粒子生成的影響，實驗所產生的粒子使用掃描式電動度粒徑分析儀(SMPS)進行粒子的粒徑、數量進行測量。實驗結果得知，提供的紫外光須要能光解產生OH自由基才能在實驗中觀察到新生粒子；相對溼度的實驗發現，新生粒子的數量及體積會隨著相對溼度增加而增加；於氣流中添加不同臭氧濃度的實驗則可得知，新生粒子的數量及體積，隨著氣流中臭氧濃度的增加，反而有減少的情形；添加不同濃度的過氧化氫氣體於氣流中的實驗則發現，氣流中過氧化氫的濃度越高時，新生粒子的數量越少，當濃度超過20 ppm時，粒子生成的現象就消失了；而在氣流中添加高濃度(1786 ppm)的甲醇氣體實驗，也可發現其有抑制粒子生成的能力。在改進的實驗中顯示H2O2、甲醇及二甲胺會讓粒子數減少，而異戊二烯(~ 10 ppm) 、SO2 (>500ppm) 及NH3 (> 300 ppm)則增加粒子數並增進粒子成長。模擬結果得知，相對溼度的增加時，新生粒子數量增加的原因可能與硫酸、甲醇等產物數量增加有關；不同臭氧濃度的模擬則推測，實驗觀測到的新生粒子數量減少的原因，可能與甲醇及硫酸的複合物數量減少有關，但還無法完全解釋粒子的生成現象，推測還有其他物種的影響；在不同過氧化氫濃度的模擬中則可知，複合物所推測出來的核化速率變化趨勢與實驗結果一致；而在甲醇的模擬中則發現，由於硫酸的產量遠低於核化需要的濃度，因此沒辦法觀測到粒子生成現象。由上面所述，推測甲醇與硫酸的複合物在本研究中可能是生成粒子的前驅物質之一，但仍然有許多問題需要解決。在觀測實驗中顯示在溪頭林區同步的新粒子生成與monterpenes/NOx 有較高的相關性，與實驗室所量測的低濃度isoprene 即可促進粒子生成與成長結果一致。

關鍵詞：紫外光、OH自由基、相對溼度、臭氧、過氧化氫、甲醇、異戊二烯、二氧化硫、氨

▲　Isoprene (~ 10 ppm) showed a less concentration than SO2 (>500 ppm) required to enhanced the particle total number concentration and mode size.

3.
計畫名稱
用高解析度X波段合成孔徑干涉雷達影像分析台北地區的地表位移
計畫主持人
地質科學系胡植慶教授
合作計畫主持人
中央研究院地球科學研究所陳宏宇研究副技師
義大利CNR和DIFBA Fabio Bovenga博士

執行成果：
　　此計畫預計將高解析度X波段CosmoSkyMED雷達影像利用持久合成孔徑干涉雷達技術，分析台北地區的地表位移。主要著重在觀測台北盆地山腳斷層、金山斷層和大屯火山的活動性以及監測台北盆地的地層下陷區域。永久散射體雷達干涉技術(Persistent Scatterers InSAR，PSInSAR)為經由大量影像中萃取出穩定的散射點，利用其強度及相位穩定的特性，進而消除因為DEM殘差以及大氣延遲效應造成的誤差，並且期望其精確度可以從公分級提升到2-3 mm 的等級。其另一優勢為可以追蹤同一目標物隨著時間的變化，以COSMO-SkyMED衛星而言，最快間隔時間為每1-4天即有一筆變化資料，並且在一張衛星雷達圖幅內，可追蹤數百甚至數千個的永久散射點，如此的資料密度相對於一般的精密水準測量或GPS測量而言，高出十倍至數十倍。根據本研究結果顯示，在2011年到2013年這段期間，臺北盆地主要以對視衛星方向下陷的運動為主，最大下陷速率主要集中於蘆洲地區的15 mm/yr以及三重地區的10 mm/yr。另外，值得注意是在大屯火山區南緣，PS-InSAR視衛星方向抬升速率可達約5-10 mm/yr，是否與大屯火山的活動相關，值得進一步探究。為對比精密水準資料，將X波段影像結果分為時間段一(2011/09-2012/09)以及時間段二(2012/09-2013/07)。結果顯示，此兩時間段所觀察到的台北盆地地表變型型態完全不同，與精密水準測量於盆地中央結果一致，均為時間段一以對視衛星方向下陷的運動為主；時間段二以對視衛星方向下陷的運動為主。由於台北地區近期為建造捷運有多處工程施工，對比於台北地區兩口地下水井水位面高度，發現地下水位高低與X波段影像結果時間序列有相當大的相關性。即地下水位面變化一公尺，分別在蘆洲以及五股兩口地下水井附近範圍可觀察到0.9公釐以及1.2公釐的地表變化量。因此，對於評估山腳斷層的活動性，必須分離構造運動和人為和季節性的影響。

▲　 圖一、(a) COSMO-SkyMed衛星飛行方向與視角。(b) 本研究研究區域。(c) 台北地區在視衛星方向上的變形，參考點為位於台北盆地西側台地上的WUKU；圖中紅色虛線為山腳斷層位置。 2011年9月至2013年7月，臺北地區的地表變形，以五股和蘆洲地區較明顯。

▲　圖二、(a) 2011年9月至2012年9月台北地區在視衛星方向上的變形。(b) 跨過山腳斷層的水準測線在視衛星方向上的變形行為與PSInSAR行為一致。(c) 2012年9月至2013年7月台北地區在視衛星方向上的變形。(d) 跨過山腳斷層的水準測線在視衛星方向上的變形行為與PSInSAR行為一致。一公尺地下水的升降可在蘆洲和五股造成0.9到1.6毫米的地表變形。評估山腳斷層的活動性需要先分離季節和人為活動所造成的地表變形。

4.
計畫名稱
固態四咪唑銅硫酸鹽配位聚合物之遲滯相變研究
計畫主持人
化學系林英智教授
合作計畫主持人
中央研究院化學所劉陵崗研究員

執行成果：
　　本研究計畫延續先前的研究發現固態四咪唑銅硫酸鹽聚合物之遲滯相變研究，進一步的在咪唑環上修飾不同取代基，以探討銅錯合物之幾何結構對遲滯相變的影響。我們合成一系列含不同取代基之咪唑和噻唑配位基之銅配位錯合物，並利用固態單晶繞射來鑑定其結構。其中若咪唑環在氮上的取代基是甲基、乙烯基及乙醯基，則可形成一維分子鏈的結構，是藉由硫酸根之氧原子與兩個相鄰之銅金屬中心配位所形成。在2-和4-位置具有甲基取代之咪唑銅配位化合物，則以銅為中心形成四角錐結構。然而這些錯合物不具有遲滯相變之特性。

　　含噻唑配位基之銅錯合物則同時具有四角錐及分子鏈兩種混合之配位結構，其中分子鏈結構，也是經由硫酸根的氧原子與相鄰銅金屬中心配位，形成一維結構，然而此噻唑銅錯合物亦無遲滯相變的特性。若以醋酸根取代硫酸根，則會得到六配位之八面體結構但是亦無遲滯相變的特性。

目前尚在執行中的計畫如下：

　　「醉月湖科學整合研究平台」第二期計畫也已順利完成，未來將不再補助經費。目前這把火種已向上燃燒，104年1月6日本校第2842次行政會議通過「國立臺灣大學與中央研究院創新性合作計畫聯合補助要點」，成立國立臺灣大學與中央研究院聯合辦公室，透過本校與中研院合作，持續開闊更多資源，繼續發揮合作研究具體成效。

以上計畫執行成果可至「理學院網站(https://www.science.ntu.edu.tw/index.php)→計畫平台→醉月湖平台計畫→執行成果」查看。

國立臺灣大學與中央研究院聯合辦公室：http://jpoas.ntu.edu.tw/?page_id=419