第四章 實驗數據分析
第五節 不同材料深度的全日最大溫度變動量分析
不同材料在覆蓋厚度為 15 公分及 30 公分的情況下，其孔隙內各深度的溫度變動與 相關的迴歸預測公式分別說明如后。
20 25 30 35 40 45
0:00 12:00 24:00 12:00 24:00 12:00
溫度(℃)
24:00時間(hr)
測點5cm (厚度30cm) 土表覆白雲石 (厚度15cm) 表土裸露
氣溫 06/06
06/05 06/07
一、材料覆蓋厚度 15 公分
覆蓋材料 15 公分厚的實驗包括在夏季與冬季期間的實驗。夏季取樣分析的數據是 以晴朗日子的量測數據為主，日期是由 6 月 5 日至 6 月 7 日。冬季分析用的數據取得日 期是由 12 月 27 日至 12 月 29 日。因為在這種天候下，太陽輻射對材料溫度的影響較為 明顯。在孔隙內不同深度(測點)的全日最大溫度變動量是指在該位置的每日最高溫度減 去該位置的每日最低溫度。
(一) 夏季期間
1. 陶粒
圖 4-5-1 為陶粒材料在其孔隙內不同深度的全日最大溫度變動量散佈圖。
圖 4-5-1 陶粒孔隙內不同位置全日最大溫度變動量分佈
迴歸曲線的公式與判定係數 R2值如下：
Y = 0.027x2 + 0.1966x + 4.8363 ……(公式 4-5-1) R2 = 0.975
0 4 8 12 16 20 24 28
0 5 10 15
溫度變動量(℃)
cm 夏季15公分厚陶粒材料
由公式 4-5-1 求得陶粒在各深度的溫度變動量預測值如表 4-5-1 所示。
表 4-5-1 陶粒內各深度之全日最大溫度變動量預測值
測點位置 0 公分 5 公分 10 公分 15 公分
溫度變動量 4.84℃ 6.49℃ 9.50℃ 13.86℃
2. 碎木片
圖 4-5-2 為碎木片材料在其孔隙內不同深度的全日最大溫度變動量分佈圖。
圖 4-5-2 碎木片孔隙內不同位置全日最大溫度變動量分佈
其相關的迴歸公式與判定係數值如下：
Y= 0.0322x2 + 0.1483x + 2.4648 ……(公式 4-5-2) R2 =0.9945
在碎木片材料不同深度的溫度變動量預測值，請看表 4-5-2。
表 4-5-2 碎木片內各深度之全日最大溫度變動量預測值
測點位置 0 公分 5 公分 10 公分 15 公分
溫度變動量 2.46℃ 4.01℃ 7.17℃ 11.93℃
0 4 8 12 16 20 24 28
0 5 10 15
溫度變動量(℃)
cm 夏季15公分厚碎木片材料
3. 白雲石
圖 4-5-3 為白雲石材料在其孔隙內不同深度的全日最大溫度變動量分佈圖。
圖 4-5-3 白雲石孔隙內不同位置全日最大溫度變動量分佈
相關的迴歸公式與判定係數如下：
Y = 0.0394x2 + 0.1864x + 3.2188……(公式 4-5-3) R2 =0.9767
在白雲石材料不同深度的溫度變動量預測值請看表 4-5-3。
表 4-5-3 白雲石內各深度之全日最大溫度變動量預測值
測點位置 0 公分 5 公分 10 公分 15 公分
溫度變動量 3.22℃ 5.14℃ 9.02℃ 14.88℃
4. 材料綜合之比較
綜合所有覆蓋材料在各深度之全天最大溫度變動值散佈範圍，如圖 4-5-4 所示。
0 4 8 12 16 20 24 28
0 5 10 15
溫度變動量(℃)
cm 夏季15公分厚白雲石材料
圖 4-5-4 所有材料其孔隙內不同位置全日最大溫度變動量分佈
其相關之迴歸公式與判定係數如下：
Y = 0.0329x2 + 0.1771x + 3.5067……(公式 4-5-4) R2 =0.9126
表 4-5-4 材料內各深度之全日最大溫度變動量預測值
測點位置 0 公分 5 公分 10 公分 15 公分
溫度變動量 3.51 ℃ 5.21 ℃ 8.57 ℃ 13.57 ℃
三種材料以個別的迴歸公式預測其溫度變動量的曲線彙整如圖 4-5-5 所示。若比 較陶粒、碎木片及白雲石之溫度變動量預測值（請參考表 4-5-5），在近表層的 15 公分測點位置，白雲石之溫度變動量 14.88℃最大。碎木片材料在其孔隙內各深度 的變動量都是相對比較小。
0 4 8 12 16 20 24 28
0 5 10 15
溫度變動量(℃)
cm 夏季15公分厚覆蓋材料
圖 4-5-5 夏季 15 公分厚材料內不同位置全日最大溫度變動量預測值分佈
表 4-5-5 在材料各深度之全日最大溫度變動量預測值
測點 0 公分 測點 5 公分 測點 10 公分 測點 15 公分 (A) 陶 粒 4.84 ℃ 6.49 ℃ 9.50 ℃ 13.86 ℃ (B) 碎木片 2.46 ℃ 4.01 ℃ 7.17 ℃ 11.93 ℃ (C) 白雲石 3.22 ℃ 5.14 ℃ 9.02 ℃ 14.88 ℃ (D) 綜合材料 3.51 ℃ 5.21 ℃ 8.57 ℃ 13.57 ℃
以材料綜合的迴歸公式為基準，個別材料在不同深度的預測值與此基準值之差 異，請看表 4-5-6。相關材料的誤差值分佈範圍請看圖 4-5-6。
表 4-5-6 在材料各深度的預測值誤差
測點 0 公分 測點 5 公分 測點 10 公分 測點 15 公分 (D) - (A) -1.33 ℃ -1.28 ℃ -0.93 ℃ -0.29 ℃ (D) - (B) 1.04 ℃ 1.20 ℃ 1.40 ℃ 1.63 ℃ (D) - (C) 0.29 ℃ 0.08 ℃ -0.46 ℃ -1.31 ℃
圖 4-5-6 顯示陶粒、碎木片及白雲石在其不同深度之全日最大溫度變動量預測值 與材料綜合之預測值之間的誤差範圍。此範圍是在 1.63 至-1.33℃之間。因此，可 利用在材料綜合部分產生之迴歸公式 4-5-4 來預測 15 公分厚覆蓋材料的不同深度的 全日最大溫度變動量情形。
0 5 10 15 20 25
0 5 10 15
溫度變動量(℃) 材料綜合
陶粒 碎木片 白雲石
cm
圖 4-5-6 夏季 15 公分厚材料預測之全日最大溫度變動量誤差範圍分佈
（二）冬季期間
1. 陶粒
圖 4-5-7 為陶粒材料在其孔隙內不同深度的全日最大溫度變動量散佈圖。
圖 4-5-7 陶粒孔隙內不同位置全日最大溫度變動量分佈
迴歸曲線的公式與判定係數 R2值如下：
Y = 0.081x2 - 0.3828x + 10.216 ……(公式 4-5-5) R2 = 0.9197
-4 -2 0 2 4 6
0 5 10 15
誤差範圍 (℃) 陶粒
碎木片 白雲石
cm
0 4 8 12 16 20 24 28
0 5 10 15
溫度變動量(℃)
cm 冬季15公分厚陶粒材料
由公式 4-5-5 求得陶粒在各深度的溫度變動量預測值如表 4-5-7 所示。
表 4-5-7 陶粒內各深度之全日最大溫度變動量預測值
測點位置 0 公分 5 公分 10 公分 15 公分
溫度變動量 10.22℃ 10.33℃ 14.49℃ 22.70℃
2. 碎木片
圖 4-5-8 為碎木片材料在其孔隙內不同深度的全日最大溫度變動量分佈圖。
圖 4-5-8 碎木片孔隙內不同位置全日最大溫度變動量分佈
其相關的迴歸公式與判定係數值如下：
Y= 0.1183x2 - 0.6349x + 7.2099 ……(公式 4-5-6) R2 =0.9735
在碎木片材料不同深度的溫度變動量預測值，請看表 4-5-8。
表 4-5-8 碎木片內各深度之全日最大溫度變動量預測值
測點位置 0 公分 5 公分 10 公分 15 公分
溫度變動量 7.21℃ 6.99℃ 12.69℃ 24.30℃
0 4 8 12 16 20 24 28
0 5 10 15
溫度變動量(℃)
cm 冬季15公分厚碎木片材料
3. 彩繪石
圖 4-5-9 為彩繪石材料在其孔隙內不同深度的全日最大溫度變動量分佈圖。
圖 4-5-9 彩繪石孔隙內不同位置全日最大溫度變動量分佈
相關的迴歸公式與判定係數如下：
Y = 0.0414x2 + 0.0018x + 6.5475……(公式 4-5-7) R2 =0.9661
在彩繪石材料不同深度的溫度變動量預測請看表 4-5-9。
表 4-5-9 彩繪石內各深度之全日最大溫度變動量預測值
測點位置 0 公分 5 公分 10 公分 15 公分
溫度變動量 6.55℃ 7.59℃ 10.71℃ 15.89℃
4. 材料綜合之比較
綜合所有覆蓋材料在不同深度之全天最大溫度變動值散佈範圍，如圖 4-5-10 所 示。
0 4 8 12 16 20 24 28
0 5 10 15
溫度變動量(℃)
cm 冬季15公分厚彩繪石材料
圖 4-5-10 所有材料其孔隙內不同位置全日最大溫度變動量分佈
其相關之迴歸公式與判定係數如下：
Y = 0.0802x2 - 0.3386x + 7.9912……(公式 4-5-8) R2 =0.8094
表 4-5-10 材料內各深度之全日最大溫度變動量預測值
測點位置 0 公分 5 公分 10 公分 15 公分
溫度變動量 7.99℃ 8.30℃ 12.63℃ 20.96℃
三種材料以個別的迴歸公式預測其溫度變動量的曲線彙整如圖 4-5-11 所示。若 比較陶粒、碎木片及白雲石之溫度變動量預測值（請參考表 4-5-11），在近表層的 15 公分測點位置，碎木片之溫度變動量 24.3℃最大。彩繪石材料在其孔隙內各深度 的變動量都是相對比較小。
0 4 8 12 16 20 24 28
0 5 10 15
溫度變動量(℃)
cm 冬季15公分厚覆蓋材料
圖 4-5-11 冬季 15 公分厚材料內不同位置全日最大溫度變動量預測值分佈
表 4-5-11 在材料各深度之全日最大溫度變動量預測值
測點 0 公分 測點 5 公分 測點 10 公分 測點 15 公分 (A) 陶 粒 10.22℃ 10.33℃ 14.49℃ 22.70℃
(B) 碎木片 7.21℃ 6.99℃ 12.69℃ 24.30℃
(C) 彩繪石 6.55℃ 7.59℃ 10.71℃ 15.89℃
(D) 綜合材料 7.99℃ 8.30℃ 12.63℃ 20.96℃
以材料綜合的迴歸公式為基準，個別材料在不同深度的預測值與此基準值之差 異，請看表 4-5-12。相關材料的誤差值分佈請看圖 4-5-12。
表 4-5-12 在材料各深度的預測值誤差
測點 0 公分 測點 5 公分 測點 10 公分 測點 15 公分 (D) - (A) -2.22℃ -2.02℃ -1.86℃ -1.74℃
(D) - (B) 0.78℃ 1.31℃ -0.07℃ -3.35℃
(D) - (C) 1.44℃ 0.71℃ 1.92℃ 5.07℃
圖 4-5-12 顯示陶粒、碎木片及彩繪石在其不同深度之全日最大溫度變動量預測 值與材料綜合之預測值之間的誤差範圍。此範圍是在-3.35 至 5.07℃，誤差較大的 預測位置皆在近表層（測點 15 公分）位置，但在測點 10 公分位置的材料孔隙內誤 差值則是大約維持在±2℃間。因此，只可利用在材料綜合部分產生之迴歸公式 4-5-8 來預測材料覆蓋厚度 10 公分以下深度的全日最大溫度變動量。
0 5 10 15 20 25
0 5 10 15
溫度變動量(℃) 材料綜合
陶粒 碎木片 彩繪石
cm
圖 4-5-12 冬季 15 公分厚材料預測之全日最大溫度變動量誤差範圍分佈
二、材料覆蓋厚度 30 公分
30 公分厚覆蓋材料的分析數據，如同材料厚度 15 公分的情況，其日期由 6 月 5 日 至 6 月 7 日。
1. 陶粒
圖 4-5-13 為陶粒材料在其孔隙內不同深度的全日最大溫度變動量散佈圖。
圖 4-5-13 陶粒孔隙內不同位置全日最大溫度變動量分佈
迴歸曲線的公式與判定係數 R2值如下：
-4 -2 0 2 4 6
0 5 10 15
誤差範圍 (℃) 陶粒
碎木片 彩繪石
cm
0 4 8 12 16 20 24 28
0 5 10 15 20 25 30
溫度變動量(℃)
cm 夏季30公分厚陶粒材料
Y = 0.0181x2 - 0.1366x + 3.0082……(公式 4-5-9) R2 = 0.9691
由公式 4-5-9 求得陶粒在各深度的溫度變動量預測值如表 4-5-13 所示。
表 4-5-13 陶粒內各深度之全日最大溫度變動量預測值
測點位置 0 公分 5 公分 10 公分 15 公分 20 公分 25 公分 30 公分 溫度變動量 3.01℃ 2.78℃ 3.45℃ 5.03℃ 7.52℃ 10.91℃ 15.20℃
2. 碎木片
圖 4-5-14 為碎木片材料在其孔隙內不同深度的全日最大溫度變動量分佈圖。
圖 4-5-14 碎木片孔隙內不同位置全日最大溫度變動量分佈
其相關的迴歸公式與判定係數值如下：
Y= 0.0278x2 - 0.4214x + 4.3198 ……(公式 4-5-10) R2 =0.9297
在碎木片材料不同深度的溫度變動量預測值，請看表 4-5-14。
0 4 8 12 16 20 24 28
0 5 10 15 20 25 30
溫度變動量(℃)
cm 夏季30公分厚碎木片材料
表 4-5-14 碎木片內各深度之全日最大溫度變動量預測值
測點位置 0 公分 5 公分 10 公分 15 公分 20 公分 25 公分 30 公分 溫度變動量 4.32℃ 2.91℃ 2.89℃ 4.25℃ 7.01℃ 11.16℃ 16.70℃
3. 白雲石
圖 4-5-15 為白雲石材料在其孔隙內不同深度的全日最大溫度變動量分佈圖。
圖 4-5-15 白雲石孔隙內不同位置全日最大溫度變動量分佈
相關的迴歸公式與判定係數如下：
Y = 0.0061x2 + 0.1803x + 2.144……(公式 4-5-11) R2 =0.9881
在白雲石材料不同深度的溫度變動量預測請看表 4-5-15。
表 4-5-15 白雲石內各深度之全日最大溫度變動量預測值
測點位置 0 公分 5 公分 10 公分 15 公分 20 公分 25 公分 30 公分 溫度變動量 2.14℃ 3.20℃ 4.56℃ 6.22℃ 8.19℃ 10.46℃ 13.04℃
0 4 8 12 16 20 24 28
0 5 10 15 20 25 30
溫度變動量℃
cm 夏季30公分厚白雲石材料
4. 材料綜合之比較
綜合所有覆蓋材料在不同深度之全天最大溫度變動值散佈範圍，如圖 4-5-16 所 示。
圖 4-5-16 所有材料其孔隙內不同位置全日最大溫度變動量分佈
其相關之迴歸公式與判定係數如下：
Y = 0.0173x2 - 0.1259x + 3.1573……(公式 4-5-12) R2 =0.923
表 4-5-16 材料內各深度之全日最大溫度變動量預測值
測點位置 0 公分 5 公分 10 公分 15 公分 20 公分 25 公分 30 公分 溫度變動量 3.16℃ 2.96℃ 3.63℃ 5.16℃ 7.56℃ 10.82℃ 14.95℃
三種材料以個別的迴歸公式預測其溫度變動量的曲線彙整如圖 4-5-17 所示。若 比較陶粒、碎木片及白雲石之溫度變動量預測值（請參考表 4-5-17），在近表層的 30 公分測點位置，碎木片之溫度變動量 16.7℃最大，其次為陶粒。
0 4 8 12 16 20 24 28
0 5 10 15 20 25 30
溫度變動量(℃)
cm
圖 4-5-17 夏季 30 公分厚材料內不同位置全日最大溫度變動量預測值分佈
表 4-5-17 在材料各深度之全日最大溫度變動量預測值
0 公分 5 公分 10 公分 15 公分 20 公分 25 公分 30 公分 (A) 陶 粒 3.01℃ 2.78℃ 3.45℃ 5.03℃ 7.52℃ 10.91℃ 15.20℃
(B) 碎木片 4.32℃ 2.91℃ 2.89℃ 4.25℃ 7.01℃ 11.16℃ 16.70℃
(C) 彩繪石 2.14℃ 3.20℃ 4.56℃ 6.22℃ 8.19℃ 10.46℃ 13.04℃
(D) 綜合材料 3.16℃ 2.96℃ 3.63℃ 5.16℃ 7.56℃ 10.82℃ 14.95℃
以材料綜合的迴歸公式為基準，個別材料在不同深度的預測值與此基準值之差
以材料綜合的迴歸公式為基準，個別材料在不同深度的預測值與此基準值之差