臺灣博碩士論文加值系統

本文以雲林離島地區為例，探討由當地與嘉義測站地面氣象資料理論推估高空氣象資料的代表性，並探討其對於AERMOD模式模擬結果之影響。藉由以雲林離島地區豐安國小16筆實際探空觀測資料(包括風速、風向或位溫)作為比較分析之標準，發現採用現地地面氣象觀測資理論推估高空氣象資料之正確性，優於採用非現地(嘉義測站)資料之結果；應用地地面氣象資料理論預測高空氣象參數之正確度，均隨預測高度之增加而降低，以位溫之預測結果為最佳，風向次之，風速之預測為最差。不同排放高度設定下，理論推估值輸入探空資料之最大地面濃度模擬結果誤差由小而大依序為：25公尺模擬誤差<50公尺模擬誤差<200公尺模擬誤差<100公尺模擬誤差，模擬排放高度為25公尺條件下，嘉義測站理論值輸入探空資料所模擬之最大地面濃度值，其偏差分佈於-36.6%~81.2%，平均為34.8%；豐安國小之偏差分佈於-11.7 %~3.3 %，平均為3.5 %；模擬排放高度為100公尺條件下，嘉義測站理論值輸入探空資料所模擬之最大地面濃度值，其偏差分佈於-15.8 %~5971.1 %，平均為511.7 %；豐安國小之偏差分佈於-28.4 %~1933.3 %，平均為175.5 %。

Taking the Yunlin Islands as an example, this paper discusses the representativeness of the high-air image data from the ground and meteorological data theory of the local and Chiayi stations, and discusses its impact on the simulation results of the AERMOD model. Based on the actual sounding observation data (including wind speed, wind direction or bit temperature) of Feng'an Elementary School in Yunlin Islands, as a comparative analysis standard, it is found that the correctness of high air image data is estimated by the theory of local meteorological observations. It is better than the result of using non-local (Jiayi station) data; the accuracy of the prediction of high air image parameters by the applied ground meteorological data theory is reduced with the increase of the predicted height, and the prediction result of the bit temperature is the best, and the wind direction is the second. The forecast of wind speed is the worst. Under different emission height settings, the theoretical ground value of the maximum ground concentration simulation error of the input sounding data is small and large: 25 meters simulation error <50 meters simulation error <200 meters simulation error <100 meters Simulation error, under the condition of simulated emission height of 25 meters, the theoretical value of the Chiayi station is input into the maximum ground concentration value simulated by the sounding data, and the deviation is distributed from -36.6% to 81.2%, with an average of 34.8%; Feng'an Guoxiao The deviation is distributed from -11.7 % to 3.3 %, with an average of 3.5 %. Under the condition of simulated emission height of 100 meters, the theoretical value of the Chiayi station is input into the sounding data to simulate the maximum ground concentration value, and the deviation is distributed at -15.8 %. ~5971.1%, with an average of 511.7%; Feng'an Guoxiao's deviation is between -28.4% and 193.33%, with an average of 175.5%.

目錄
第一章 前言 1
第一節 研究源起 1
第二節 研究目的 2
第二章 文獻回顧 4
第一節 大氣邊界層特性 4
第二節 大氣邊界層重要參數介紹 8
第三節 混合層高度 17
第四節 海陸風特性 25
第五節 海岸地區空氣污染特性 27
第六節 AERMOD介紹 32
第三章 研究方法 38
第一節 研究架構 38
第二節 探空資料來源說明 40
第三節 大氣邊界層擴散參數之計算方法 43
第四節 大氣垂直剖面氣象參數之推估方法 48
第五節 AERMOD模式輸入設定說明 50
第六節 氣象參數與濃度預測結果之誤差評估方法 55
第七節 有效煙流高度計算方法 57
第四章 結果與討論 59
第一節 理論推估大氣垂直剖面氣象參數與實場探空觀測之定性比較 59
第二節 理論推估大氣垂直剖面氣象參數與實場探空觀測之定量比較 125
第三節 理論推估與實場探空資料對於AERMOD模擬結果之影響 140
第五章 結論與建議 189
第一節 結論 189
第二節 建議 192
第六章 參考文獻 193

 
圖目錄
圖 2 1 邊界層示意圖 6
圖 2 2 大氣邊界層時序變化圖 6
圖 2 3 風速剖面示意圖 7
圖 2 4 地表能量平衡 9
圖 2 5 風速、風向與位溫之垂直剖面與日間混合層關係圖 20
圖 2 6 風速、風向與位溫之垂直剖面與夜間混合層關係圖 20
圖 2 7 Holzworth法示意圖 23
圖 2 8 混合比(M.R.)與污染物濃度之分佈特性示意圖 24
圖 2 9 不同時段之臭氧與位溫垂直剖面圖 24
圖 2 10 海風環流之形成機制 26
圖 2 11 陸風環流之形成機制 26
圖 2 12 沿海地區內邊界層對污染物之影響 30
圖 2 13 海陸風環流與臭氧儲留層之形成 30
圖 2 14 海風發展與臭氧儲留層之關係圖 31
圖 2 15 AERMOD運作流程圖 34
圖 3 1 研究架構 39
圖 3 2 現場觀測地點 41
圖 3 3 探空系統之示意圖 42
圖 4 1 2012年7月16日14時豐安國小實場觀測與嘉義測站理論推估之風速、風向及位溫剖面結果比較 61
圖 4 2 2012年7月17日10時豐安國小實場觀測與嘉義測站理論推估之風速、風向及位溫剖面結果比較 63
圖 4 3 2012年7月17日15時豐安國小實場觀測與嘉義測站理論推估之風速、風向及位溫剖面結果比較 65
圖 4 4 2012年7月17日16時豐安國小實場觀測與嘉義測站理論推估之風速、風向及位溫剖面結果比較 67
圖 4 5 2012年7月18日9時豐安國小實場觀測與嘉義測站理論推估之風速、風向及位溫剖面結果比較 69
圖 4 6 2012年7月18日12時豐安國小實場觀測與嘉義測站理論推估之風速、風向及位溫剖面結果比較 71
圖 4 7 2012年7月18日16時豐安國小實場觀測與嘉義測站理論推估之風速、風向及位溫剖面結果比較 73
圖 4 8 2012年7月18日17時豐安國小實場觀測與嘉義測站理論推估之風速、風向及位溫剖面結果比較 75
圖 4 9 2012年7月19日9時豐安國小實場觀測與嘉義測站理論推估之風速、風向及位溫剖面結果比較 77
圖 4 10 2012年7月19日10時豐安國小實場觀測與嘉義測站理論推估之風速、風向及位溫剖面結果比較 79
圖 4 11 2012年7月19日13時豐安國小實場觀測與嘉義測站理論推估之風速、風向及位溫剖面結果比較 81
圖 4 12 2012年7月19日17時豐安國小實場觀測與嘉義測站理論推估之風速、風向及位溫剖面結果比較 83
圖 4 13 2012年7月20日13時豐安國小實場觀測與嘉義測站理論推估之風速、風向及位溫剖面結果比較 85
圖 4 14 2012年7月21日12時豐安國小實場觀測與嘉義測站理論推估之風速、風向及位溫剖面結果比較 87
圖 4 15 2012年7月22日16時豐安國小實場觀測與嘉義測站理論推估之風速、風向及位溫剖面結果比較 89
圖 4 16 2012年7月23日10時豐安國小實場觀測與嘉義測站理論推估之風速、風向及位溫剖面結果比較 91
圖 4 17 2012年7月16日14時豐安國小實場觀測與豐安國小理論推估之風速、風向及位溫剖面結果比較 93
圖 4 18 2012年7月17日10時豐安國小實場觀測與豐安國小理論推估之風速、風向及位溫剖面結果比較 95
圖 4 19 2012年7月17日15時豐安國小實場觀測與豐安國小理論推估之風速、風向及位溫剖面結果比較 97
圖 4 20 2012年7月17日16時豐安國小實場觀測與豐安國小理論推估之風速、風向及位溫剖面結果比較 99
圖 4 21 2012年7月18日9時豐安國小實場觀測與豐安國小理論推估之風速、風向及位溫剖面結果比較 101
圖 4 22 2012年7月18日12時豐安國小實場觀測與豐安國小理論推估之風速、風向及位溫剖面結果比較 103
圖 4 23 2012年7月18日16時豐安國小實場觀測與豐安國小理論推估之風速、風向及位溫剖面結果比較 105
圖 4 24 2012年7月18日17時豐安國小實場觀測與豐安國小理論推估之風速、風向及位溫剖面結果比較 107
圖 4 25 2012年7月19日9時豐安國小實場觀測與豐安國小理論推估之風速、風向及位溫剖面結果比較 109
圖 4 26 2012年7月19日10時豐安國小實場觀測與豐安國小理論推估之風速、風向及位溫剖面結果比較 111
圖 4 27 2012年7月19日13時豐安國小實場觀測與豐安國小理論推估之風速、風向及位溫剖面結果比較 113
圖 4 28 2012年7月19日17時豐安國小實場觀測與豐安國小理論推估之風速、風向及位溫剖面結果比較 115
圖 4 29 2012年7月20日13時豐安國小實場觀測與豐安國小理論推估之風速、風向及位溫剖面結果比較 117
圖 4 30 2012年7月21日12時豐安國小實場觀測與豐安國小理論推估之風速、風向及位溫剖面結果比較 119
圖 4 31 2012年7月22日16時豐安國小實場觀測與豐安國小理論推估之風速、風向及位溫剖面結果比較 121
圖 4 32 2012年7月23日10時豐安國小實場觀測與豐安國小理論推估之風速、風向及位溫剖面結果比較 123
圖 4 33 嘉義測站理論推估大氣垂直剖面氣象參數變化與豐安國小實場觀測結果在混合層高度以下之性能評估結果分佈 128
圖 4 34 嘉義測站理論推估大氣垂直剖面氣象參數變化與豐安國小實場觀測結果在混合層高度以上之性能評估結果分佈 131
圖 4 35 豐安國小理論推大氣垂直剖面氣象參數變化與豐安國小實場觀測結果在混合層高度以下之性能評估分佈圖 134
圖 4 36 豐安國小理論推估大氣垂直剖面氣象參數變化與豐安國小實場觀測結果在混合層高度以上之性能評估分佈圖 137
圖 4 37 2012年7月16日14時不同大氣剖面模擬結果 142
圖 4 38 2012年7月17日10時不同大氣剖面模擬結果 144
圖 4 39 2012年7月17日15時不同大氣剖面模擬結果 146
圖 4 40 2012年7月17日16時不同大氣剖面模擬結果 148
圖 4 41 2012年7月18日9時不同大氣剖面模擬結果 150
圖 4 42 2012年7月18日12時不同大氣剖面模擬結果 152
圖 4 43 2012年7月18日16時不同大氣剖面模擬結果 154
圖 4 44 2012年7月18日17時不同大氣剖面模擬結果 156
圖 4 45 2012年7月19日9時不同大氣剖面模擬結果 158
圖 4 46 2012年7月19日10時不同大氣剖面模擬結果 160
圖 4 47 2012年7月19日13時不同大氣剖面模擬結果 162
圖 4 48 2012年7月19日17時不同大氣剖面模擬結果 164
圖 4 49 2012年7月20日13時不同大氣剖面模擬結果 166
圖 4 50 2012年7月21日12時不同大氣剖面模擬結果 168
圖 4 51 2012年7月22日16時不同大氣剖面模擬結果 170
圖 4 52 2012年7月23日10時不同大氣剖面模擬結果 172
圖 4 53 理論推估與實場觀測在模擬高度25公尺結果污染物濃度最大地面濃度發生距離 179
圖 4 54 理論推估與實場觀測在模擬高度50公尺結果污染物濃度最大地面濃度發生距離 181
圖 4 55 理論推估與實場觀測在模擬高度100公尺結果污染物濃度最大地面濃度發生距離 183
圖 4 56 理論推估與實場觀測在模擬高度200公尺結果污染物濃度最大地面濃度發生距離 185


 
表目錄
表 2 1 USGS NLCD92 土地使用類別 12
表 2 2 季節類別分類 12
表 2 3 NLCD92 21-土地使用類別中各季節反照率參數 13
表 2 4 NLCD92 21土地使用型態各季節鮑溫率參數 14
表 2 5 NLCD92 21土地使用型態各季節地表粗糙度參數 15
表 2 6 混合層實計量測方法 21
表 2 7(續) 混合層實計量測方法 22
表 2 8 穩定大氣與不穩定大氣混合層高度之判讀方法 23
表 2 9 ISCST3模式與AERMOD模式各部分的原理及比較 35
表 2 10(續) ISCST3模式與AERMOD模式各部分的原理及比較 36
表 2 11(續) ISCST3模式與AERMOD模式各部分的原理及比較 37
表 3 1 AERMOD模式控制參數路徑資料表 52
表 3 2 AERMOD模式污染源路徑資料表 52
表 3 3 AERMOD模式受體點路徑資料表 53
表 3 4 AERMOD模式氣象路徑資料表 53
表 3 5 AERMOD模式輸出路徑資料表 54
表 4 1嘉義測站理論推估大氣垂直剖面氣象參數變化與豐安國小實場觀測結果在混合層高度以下之性能評估結果 127
表 4 2 嘉義測站理論推估大氣垂直剖面氣象參數變化與豐安國小實場觀測結果在混合層高度以上之性能評估結果 130
表 4 3 豐國小理論推估大氣垂直剖面氣象參數變化與豐安國小實場觀測結果在混合層高度以下之性能評估結果 133
表 4 4 豐國小理論推估大氣垂直剖面氣象參數變化與豐安國小實場觀測結果在混合層高度以上之性能評估結果 136
表 4 5 理論推估與實場觀測在模擬高度25公尺時最大地面濃度預測結果之差異比 178
表 4 6 理論推估與實場觀測在模擬高度50公尺時最大地面濃度預測結果之差異比較 180
表 4 7 理論推估與實場觀測在模擬高度100公尺時最大地面濃度預測結果之差異比較 182
表 4 8 理論推估與實場觀測在模擬高度200公尺時最大地面濃度預測結果之差異比較 184
表 4 9 理論推估與實場觀測在不同模擬高度下之污染物濃度最大地面濃度發生距離 186

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