高屏實驗-首頁

於高屏地區進行地面氣膠成份採樣、探空與UAV垂直監測實驗,解析2024年春季臭氧與氣膠的時空分布

背景介紹

在春秋季節,臺灣冷暖交替變化,該期間高屏空品區周圍風場多為微弱東風和東南風,主要受本土排放之污染物影響,並藉海陸風的主導,白天盛行的海風將污染物往內陸傳送,晚上則由陸風吹回至平原,使污染物持續累積,空氣品質易長時間受影響。

在地形方面,高屏空品區包括高雄市及屏東縣,位於臺灣本島西南側至最南端,深入巴士海峽,高屏空品區西臨臺灣海峽,東有中央山脈屏障,而枋山一帶山勢已降至500公尺以下,因此中央山脈東側氣流常在此越過山脈,故枋山以南地區屬於東部天氣型態。

因此,高屏空品區常為台灣空氣品質較差區域,多年來雖然高屏空品已逐步改善,如細懸浮微粒(PM2.5)日平均值相對於2013年降低了47% (圖1),但臭氧(O3)八小時仍高於法規標準(圖2)。目前高屏空品區仍為細懸浮微粒與臭氧之三級防制區,究其原因,為受大氣環流、地形效應、排放源影響,如圖3為區域與局部環流示意圖,於春季期間,上層有來自中南半島(亦有南亞)之生質燃燒氣團長程傳送,甚或有下洗作用(down draft)影響當地空氣品質;低層大氣仍受東北季風與地形效應,白天則有海風效應,加上複雜固定、移動、逸散污染源排放,整體主宰高屏地區空氣品質。

高屏實驗(KPEx)目的為解析高屏地區空氣污染物與其前驅物之垂直分布,以及大氣環流作用,並整合多視角觀測(衛星、地面和飛機)和模式的組合,以提高對控制空氣品質因素的解析,進而達到精準改善高屏地區之空氣品質。

高屏空品區PM2.5近10年趨勢
圖1
高屏空品區臭氧近10年趨勢
圖2
高屏地區空污事件之環流機制示意圖
圖3

台灣長期參與美國NASA的7-SEAS(Seven SouthEast Asian Studies)七海國際實驗,自2010年起進行東沙實驗,2011-2012 Sonla實驗、2013-2015BASELInE等。而2024年春季進行下風「高屏實驗,Kao-Ping Experiment (KPEx)」,泰國、越南、台灣、美國NASA合作,探討從中南半島北部上風生質燃燒源區至下風台灣的傳送與物理化學過程,以及對空氣品質與環境影響。KPEx以台灣高屏地區空氣污染與局部環流為主要探討主題之一,擬整合地面、垂直、衛星遙測監測量能,進行三維密集觀測。

同時,2024年2-3月NASA啟動ASIA-AQ(Airborne and Satellite Investigation of Asian Air Quality)亞洲空氣品質之飛航與衛星調查,是一項國際合作之實地研究計畫,旨在對區域與巨型城市(Mega city)局地空氣品質的探討。具體而言,ASIA-AQ有助於改進亞洲衛星遙測與現有空氣品質地面監測和數值模擬的整合。同時,韓國地球同步環境監測光譜儀 (GEMS) 提供每小時一次,空間解析度3.5 km x 8 km,並從太空提供空氣品質狀況的新視角,補強且增進其衛星範圍內各國的地面監測資料解析能力。NASA 規劃兩架研究飛機(DC-8 and GV),在2024年春季於亞洲選取3-5個地點進行飛行,一方面與參與國合作,配合當地需求設計飛行實驗,一方面協助GEMS做調校,提升準確度。

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