臺灣博碩士論文加值系統

本研究利用變分分析方法與CALMET模式探討台灣地區風場模擬之相關性及差異性，並與環保署以及中央氣象局測站之風場實測值比較，最後利用逆軌跡推估雲嘉南地區臭氧污染之來源。在水平風場模擬部份，變分分析方法較能反映風場在近地面層受到地形效應之影響以及污染事件日之盛行風向；其模擬之結果也比較接近實際測站的觀測值。在垂直風場模擬部份，變分分析的結果顯示造成朴子與嘉義兩測站發生臭氧超標事件的原因是受到風場的匯聚以及山前的回流將高空中的汙染物又帶回至地面。在靠近山區的部份，CALMET模式的風場模擬，無法顯現出受地形影響產生之變化。最後針對雲嘉南地區進行逆軌跡之模擬，發現變分分析模擬之逆軌跡線對於台灣地形效應及海陸風影響之機制表現較明顯，其結果顯示逆軌跡線大都通過雲林麥寮與彰濱工業區外海。

In this study, variational analysis and CALMET model are applied to simulate the wind field in Taiwan and estimate the ozone pollution sources for the Yunlin-Chiayi-Tainan (Y-C-T) area through the back trajectory, and then the relation and difference of the results, which are compared with the data collected by EPA and CWB stations, are discussed. In the horizontal wind field simulation case, the results show that variational analysis responds better to the wind field affected by terrain effects near the surface layer, and prevailing wind direction of the ozone pollution episodes; the results of variational analysis are similar to the observations of EPA and CWB stations. In the vertical wind field simulation case, variational analysis shows that the downward flow form the higher altitude would bring the pollutant back to the ground and cause the ozone pollution at Puzi and Chiayi station; however, the vertical wind simulation of CALMET model can not reflect the terrain effects near the mountain. Within the Y-C-T area, the terrain effect and sea-land breeze have significant influence on the back trajectory through the variational analysis - most of the back trajectory lines pass through the Mailiao industrial estate and Changhua coastal industrial estate.

摘要 I
目錄 II
圖目錄 IV
表目錄 VI
第一章 前言 1-1
1-1 研究緣起 1-1
1-2 研究目的 1-2
第二章 文獻回顧與理論基礎 2-1
2-1 空氣品質模式簡介 2-1
2-2 CALMET模式系統 2-2
2-2-1 模式背景 2-2
2-2-2 模式介紹 2-3
2-2-3 模式計算原理 2-4
2-2-4 CALMET風場模組 2-7
2-2-5 模式特色 2-15
2-2-6 模式應用 2-16
2-3 風場分析 2-17
2-4 客觀分析 2-18
2-5 變分分析 2-23
2-6 風場變分分析之架構 2-25
2-6-1 地形座標系統 2-25
2-6-2 流場質量守恆方程式 2-26
2-6-3 一代風場變分架構(Chang, 1983) 2-27
2-6-4 風場變分分析數值解法 2-29
2-7 風場繞流調整 2-30
2-8 逆軌跡分析 2-33
第三章 研究方法 3-1
3-1 研究架構與流程 3-1
3-2 CALMET模式操作 3-2
3-2-1 氣象資料前處理 3-3
3-2-2 CALMET控制參數設定 3-4
3-2-3 輸出檔之處理 3-6
3-3 變分分析氣象資料來源與前處理 3-8
3-3-1 地面氣象資料 3-8
3-3-2 探空氣象資料 3-8
第四章 結果與討論 4-1
4-1 變分分析與CALMET模擬之風場 4-1
4-1-1 水平模擬風場 4-1
4-1-2 垂直模擬風場 4-9
4-1-3 EPA&CWB測站觀測之全台風場 4-14
4-1-4 變分分析及CALMET模式模擬與EPA&CWB測站 4-17
4-2 變分分析與CALMET逆軌跡模擬之結果探討 4-20
4-2-1 變分分析逆軌跡模擬 4-20
4-2-2 CALMET逆軌跡模擬 4-22
第五章 結論與建議 5-1
5-1結論 5-1
5-1-1風場部分 5-1
5-1-2逆軌跡部分 5-2
5-2建議 5-2
參考文獻 R-1
附錄A 垂直速度與流場質量守衡方程式之推導 A-1
附錄B 一代變分方程式之推導 B-1
附錄C CALMET模式操作步驟及參數設定 C-1
附錄D EPA & CWB測站之地理資訊 D-1
附錄E 變分分析與CALMET模式模擬各時段之水平風場 E-1
附錄F 變分分析及CALMET模式與實測風場比較圖 F-1

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