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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:袁佑偉
研究生(外文):You-Wei Yuan
論文名稱:探討氣象綜觀型態與細懸浮微粒濃度之關連性-以林口、麥寮及台西測站為例
論文名稱(外文):Exploring the relationship between meteorological patterns and concentration of fine particulate matter in Linkou, Taixi, and Mailiao stations
指導教授:王玉純王玉純引用關係
指導教授(外文):Wang, Yu-Chun
學位類別:碩士
校院名稱:中原大學
系所名稱:環境工程學系
學門:工程學門
學類:環境工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2019
畢業學年度:107
語文別:中文
論文頁數:116
中文關鍵詞:細懸浮微粒PM2.5;氣象綜觀條件;大氣擴散條件;逆溫現象;傳輸型;滯留型
外文關鍵詞:atmospheric diffusion conditions;inversion;transmission type;retention type
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摘要

臺灣中南部以特定季節空污問題細懸浮微粒PM2.5污染最為嚴重,中南部地區於秋冬、春季時節細懸浮微粒PM2.5濃度,相較於北部濃度來的高出許多,冬春季出現霧霾天數的頻率高,從氣象的角度來分析,通常有霧霾時大氣狀況相較穩定,但缺點是大氣擴散條件不佳,容易使污染物聚累積,也因臺灣地理地形位置特殊相對的氣象條件也因季節變化就會有很大差異,現今臺灣許多地方的污染物排放量已處於臨界值或已超標,而這些狀況誠如上述所說與氣象綜觀條件有著非常密切的關係。因此,本研究目標為探索2013至2017年間林口、麥寮及台西空氣品質監測站細懸浮微粒(particles less than 2.5 micrometers in diameter, PM2.5)濃度與氣象綜觀資料之關聯性,整合分析PM2.5高濃度事件之氣象特徵。
本研究收集行政院環保署空氣品質監測站,林口、麥寮及台西細懸浮微粒之逐時濃度數據值來對應中央氣象局氣象綜觀系統(依季節性),以進行高濃度事件日做關聯性探討,研究中分別以三個測站所測得濃度(高於35μg/m³)及(≧54μg/m³)作為高濃度事件日之定義,並據以統計分析,亦選取研究期間三站高污染物濃度事件日之六大個案做分析(個案皆為當日最大PM2.5污染物濃度≧54μg/m³危險日來分析),並探討各層氣象綜觀條件與高濃度值之關聯性。
評估結果發現傳輸型(東北季風及強烈東北季風型態)與滯留型(高壓出海迴流)系統,滯留型相較傳輸型天氣型態更易發生PM2.5高濃度事件日,在六大個案部分,分析各空層氣象綜觀條件探討結果後發現,當面臨高壓出海迴流系統時,顯著的逆溫現象伴隨著發生高濃度PM2.5之發生,因臺灣中南部空氣品質長期不佳,期透過本研究期望未來能結合綜觀氣象預報作業,發展出更即時有效的空污預警模式系統。

關鍵詞:細懸浮微粒PM2.5;氣象綜觀條件;大氣擴散條件;逆溫現象;傳輸型;滯留型
Abstract

The high concentration of fine particulate matter (particles less than 2.5 micrometers in diameter, PM2.5) was observed in Central and Southern Taiwan in winter, spring, and autumn that the atmospheric conditions are usually stable and the atmospheric diffusion conditions usually reinforcethe air pollutants accumulations. This study aims to analyzed the PM2.5 concentrations and evaluate the meteorological patterns in association with high concentrations, i.e.higher than 35μg/m³ and equal to and higher than 54μg/m³, in Linkou, Taixi, and Mailiao stations from 2013 to 2017.
This study obtained the hourly data of the Air Quality Monitoring Station from Environmental Protection Administration of the Executive Yuan and wether data and figures from Central Weather Bureau. The weather patterns for high-concentration event days (concentration of PM2.5 >35μg/m3 or ≧54μg/m3) were analyzed, moreover, six serious polluted cases were particularly explored the various meteorologicalconditions associated with high concentrations.
This study found that the transmission type (Northeast monsoon and strong northeast monsoon pattern) and the retention type (high pressure sea return) system are more prone to PM2.5 high concentration event days than the transmission weather pattern. After reviewing the results of the meteorological meteorological conditions, it was found that high concentration of PM2.5 accompanied by significant inversion as weather pattern is high-pressure sea return system.

Key words: PM2.5;atmospheric diffusion conditions;inversion;transmission type;retention type
目錄
摘要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
目錄 Ⅲ
圖目錄 Ⅴ
表目錄 Ⅸ
第一章 緒論 1
1.1 研究源起 1
1.2 研究目的 3
1.2.1 研究重點 3
第二章 文獻回顧 4
2.1 PM2.5細懸浮微粒與特性 4
2.2 PM2.5細懸浮微粒來源與季節效應 5
2.3 PM2.5細懸浮微粒主要化學成分 5
2.4 空氣品質指標的定義 6
2.4.1 空氣品質PM2.5濃度指標對照與人體健康、活動建議表 6
2.4.2 臺灣各空氣品質監測站 6
2.5 PM2.5細懸浮微粒與人體健康危害 8
2.5.1細懸浮微粒PM2.5對人體健康危害(心血管疾病) 8
2.5.2 細懸浮微粒PM2.5對人體健康危害(呼吸道系統) 8
2.5.3 懸浮微粒世代研究之心血管死亡估計效應摘要 9
2.6 臺灣地理位置及天氣綜觀系統(臺灣天氣型態分析鑑定) 10
2.7 PM2.5細懸浮微粒濃度與氣象綜觀條件之關係 18
2.8 本文研究之測站鄰近火力發電廠及大重型工業區地理位置 20
2.9 降雨和風力影響PM2.5濃度累積 21
2.10 氣象綜觀條件與臺灣地形特徵(區域環流)影響PM2.5濃度擴散 21
2.10.1 高壓迴流風場與臺灣中南部地形之關係 22
第三章 研究方法 24
3.1 研究架構 24
3.2 材料 25
3.2.1 環保署空氣污染物林口監測站 25
3.2.2 環保署空氣污染物麥寮監測站 26
3.2.3 環保署空氣污染物台西監測站 27
3.3 分析方法 30
3.3.1天氣資料(探空作業) 32
第四章 結果與討論 33
4.1 林口、台西、麥寮各站空氣品質指標(PSI)敘述性統計 33
4.2 2013至2017年林口、麥寮、台西站PM2.5濃度(>35μg/m³)時間趨勢圖及統計表(日、週、月) 34
4.3 2013-2017年林口、麥寮、台西站PM2.5濃度(≧ 54μg/m³)時間趨勢圖及 統計表(日、週、月) 44
4.4 2013至2017年(林口、麥寮、台西)三站細懸浮微粒濃度(>35μg/m³)、 (≧ 54μg/m³)污染日與綜觀天氣系統對應各月份之發生次數高低分布狀況 54
4.4.1 2013-2017年三站PM2.5(>35μg/m³)/各月份資料統計篩選與分析 55
4.4.2 三站污染日(>35μg/m³)發生次數與季節之討論 58
4.4.3 2013-2017年三站PM2.5 (≧54μg/ m³)/各月份資料統計篩選與分析 58
4.4.4 三站污染日(≧54μg/m³)發生次數與季節之討論 61
4.5 2013-2017年三站天氣綜觀系統與危險級空污事件日(≧54μg/m³)之天
數分析 62
4.6 2013-2017年三站污染事件日之季節與綜觀系統關聯性討論 63
4.7 2013-2017年六大空污個案天氣分析 64
4.7.1 案例1(綜觀與探空資料分析) 64
4.7.2 案例2(綜觀與探空資料分析) 70
4.7.3 案例3(綜觀與探空資料分析) 76
4.7.4 案例4(綜觀與探空資料分析) 82
4.7.5 案例5(綜觀與探空資料分析) 88
4.7.6 案例6(綜觀與探空資料分析) 94
4.8 污染事件日個案與綜觀天氣各層氣象因子之總討論分析 100
第五章 結論與建議 102
5.1 結論 102
5.2 建議 103
參考文獻 104
附件 106
相對溼度對照表 106
各標準氣壓面與氣壓高度之對照表 107

圖目錄
圖2.1 大氣懸浮微粒粒徑分布範圍圖[1] 4
圖2.2 粒狀污染物PM2.5來源產生圖[2] 5
圖2.3 臺灣各監測站地圖資訊[2] 7
圖2.4 強烈東北季風天氣型態[18] 10
圖2.5 分裂高壓出海天氣型態[18] 11
圖2.6 高壓迴流天氣型態[18] 11
圖2.7 鋒前暖區鋒面接近天氣型態[18] 12
圖2.8 鋒面滯留天氣型態[18] 12
圖2.9 鋒面過境天氣型態[18] 13
圖2.10 熱帶低壓系統天氣型態[18] 13
圖2.11 颱風型天氣型態[18] 14
圖2.12 偏南氣流天氣型態[18] 14
圖2.13 西南氣流天氣型態[18] 15
圖2.14 華南雨區東移天氣型態[18] 15
圖2.15 東海低壓系統天氣型態[18] 16
圖2.16 太平洋高壓西伸天氣型態[18] 16
圖2.17 太平洋高壓天氣型態[18] 17
圖2.18 逆溫條件下與污染物的擴散之關聯性[2] 19
圖2.19 逆溫條件下污染物的擴散受阻示意圖 20
圖2.20 火力發電廠及大型工業區位置圖[19] 21
圖2.21 臺灣地形特徵(山脈高度落差圖)[2] 22
圖2.22 高壓迴流(中南部風場)受地形影響與925hPa風場整合圖 ……………..23
圖3.1研究架構圖 ……………..24
圖3.2 林口監測站主機圖[2] 25
圖3.3 林口監測站監測設備圖[2] 26
圖3.4 麥寮監測站主機圖[2] 26
圖3.5 麥寮監測站監測設備圖[2] 27
圖3.6 台西監測站主機圖[2] 27
圖3.7 台西監測站監測設備圖[2] 28
圖3.8 大氣水文資料庫[3] 29
圖3.9 大氣水文資料庫[3] 31
圖3.10 探空作業圖[18] 32
圖4.1 102-106年林口測站PM2.5平均小時濃度趨勢圖(日平均濃度>35μg/m3) 37
圖4.2 102-106年台西測站PM2.5平均小時濃度趨勢圖(日平均濃度>35μg/m3) 37
圖4.3 102-106年麥寮測站PM2.5平均小時濃度趨勢圖(日平均濃度>35μg/m3) 38
圖4.4 102-106年林口測站PM2.5平均週濃度趨勢圖(日平均濃度>35μg/m3) 40
圖4.5 102-106年台西測站PM2.5平均週濃度趨勢圖(日平均濃度>35μg/m3) 40
圖4.6 102-106年麥寮測站PM2.5平均週濃度趨勢圖(日平均濃度>35μg/m3) 41
圖4.7 102-106年林口測站PM2.5平均月濃度趨勢圖(日平均濃度>35μg/m3) 43
圖4.8 102-106年台西測站PM2.5平均月濃度趨勢圖(日平均濃度>35μg/m3) 43
圖4.9 102-106年麥寮測站PM2.5平均月濃度趨勢圖(日平均濃度>35μg/m3) 44
圖4.10 102-106年林口測站PM2.5小時平均濃度趨勢圖(日平均濃度≧54μg/m3) 47
圖4.11 102-106年台西測站PM2.5小時平均濃度趨勢圖(日平均濃度≧54μg/m3) 47
圖4.12 102-106年麥寮測站PM2.5小時平均濃度趨勢圖(日平均濃度≧54μg/m3) 48
圖4.13 102-106年林口測站PM2.5週平均濃度趨勢圖(日平均濃度≧54μg/m3) 50
圖4.14 102-106年台西測站PM2.5週平均濃度趨勢圖(日平均濃度≧54μg/m3) 50
圖4.15 102-106年麥寮測站PM2.5週平均濃度趨勢圖(日平均濃度≧54μg/m3) 51
圖4.16 102-106年林口測站PM2.5月平均濃度趨勢圖(日平均濃度≧54μg/m3) 52
圖4.17 102-106年台西測站PM2.5月平均濃度趨勢圖(日平均濃度≧54μg/m3) 53
圖4.18 102-106年麥寮測站PM2.5月平均濃度趨勢圖(日平均濃度≧54μg/m3) 53
圖4.19 102-106年PM2.5污染日(>35μg/m³)-(1月) 55
圖4.20 102-106年PM2.5污染日(>35μg/m³)-(2月) 55
圖4.21 102-106年PM2.5污染日(>35μg/m³)-(3月) 55
圖4.22 102-106年PM2.5污染日(>35μg/m³)-(4月) 55
圖4.23 102-106年PM2.5污染日(>35μg/m³)-(5月) 56
圖4.24 102-106年PM2.5污染日(>35μg/m³)-(6月) 56
圖4.25 102-106年PM2.5污染日(>35μg/m³)-(7月) 56
圖4.26 102-106年PM2.5污染日(>35μg/m³)-(8月) 56
圖4.27 102-106年PM2.5污染日(>35μg/m³)-(9月) 57
圖4.28 102-106年PM2.5污染日(>35μg/m³)-(10月) 57
圖4.29 102-106年PM2.5污染日(>35μg/m³)-(11月) 57
圖4.30 102-106年PM2.5污染日(>35μg/m³)-(12月) 57
圖4.31 102-106年PM2.5污染日(≧54μg/m³)-(1月) 58
圖4.32 102-106年PM2.5污染日(≧54μg/m³)-(2月) 58
圖4.33 102-106年PM2.5污染日(≧54μg/m³)-(3月) 59
圖4.34 102-106年PM2.5污染日(≧54μg/m³)-(4月) 59
圖4.35 102-106年PM2.5污染日(≧54μg/m³)-(5月) 59
圖4.36 102-106年PM2.5污染日(≧54μg/m³)-(6月) 59
圖4.37 102-106年PM2.5污染日(≧54μg/m³)-(7月) 60
圖4.38 102-106年PM2.5污染日(≧54μg/m³)-(8月) 60
圖4.39 102-106年PM2.5污染日(≧54μg/m³)-(9月) 60
圖4.40 102-106年PM2.5污染日(≧54μg/m³)-(10月) 60
圖4.41 102-106年PM2.5污染日(≧54μg/m³)-(11月) 61
圖4.42 102-106年PM2.5污染日(≧54μg/m³)-(12月) 61
圖4.43 天氣綜觀系統與林口測站危險級空污事件日之天數(≧54μg/m³) 62
圖4.44 天氣綜觀系統與台西測站危險級空污事件日之天數(≧54μg/m³) 62
圖4.45 天氣綜觀系統與麥寮測站危險級空污事件日之天數(≧54μg/m³) 63
圖4.46 2013122700Z(SFC):強烈東北季風型態 64
圖4.47 2013122700Z 925hPa高空圖 65
圖4.48 2013122712Z 925hPa高空圖 65
圖4.49 2013122700Z 850hPa高空圖 66
圖4.50 2013122712Z 850hPa高空圖 66
圖4.51 2013122700Z 700hPa高空圖 67
圖4.52 2013122712Z 700hPa高空圖 67
圖4.53 2013122700Z 500hPa高空圖 67
圖4.54 2013122712Z 500hPa高空圖 67
圖4.55 46692 2013122700Z 68
圖4.56 46692 2013122712Z 68
圖4.57 46750 2013122700Z 69
圖4.58 46750 2013122712Z 69
圖4.59 2014010400Z(SFC):東北季風型態 70
圖4.60 2014010400Z 925hPa高空圖 71
圖4.61 2014010412Z 925hPa高空圖 71
圖4.62 2014010400Z 850hPa高空圖 72
圖4.63 2014010412Z 850hPa高空圖 72
圖4.64 2014010400Z 700hPa高空圖 73
圖4.65 2014010412Z 700hPa高空圖 73
圖4.66 2014010400Z 500hPa高空圖 73
圖4.67 2014010412Z 500hPa高空圖 73
圖4.68 46692 2014010400Z 74
圖4.69 46692 2014010412Z 74
圖4.70 46750 2014010400Z 75
圖4.71 46750 2014010412Z 75
圖4.72 2015010500Z (SFC): 高壓迴流 76
圖4.73 2015010500Z 925hPa高空圖 77
圖4.74 2015010512Z 925hPa高空圖 77
圖4.75 2015010500Z 850hPa高空圖 78
圖4.76 2015010512Z 850hPa高空圖 78
圖4.77 2015010500Z 700hPa高空圖 79
圖4.78 2015010512Z 700hPa高空圖 79
圖4.79 2015010500Z 500hPa高空圖 79
圖4.80 2015010512Z 500hPa高空圖 79
圖4.81 46692 2015010500Z 80
圖4.82 46692 2015010512Z 80
圖4.83 46750 2015010500Z 81
圖4.84 46750 2015010512Z 81
圖4.85 2015012400Z(SFC):高壓迴流型態 82
圖4.86 2015012400Z 925hPa高空圖 83
圖4.87 2015012412Z 925hPa高空圖 83
圖4.88 2015012400Z 850hPa高空圖 84
圖:4.89 2015012412Z 850hPa高空圖 84
圖4.90 2015012400Z 700hPa高空圖 85
圖4.91 2015012412Z 700hPa高空圖 85
圖4.92 2015012400Z 500hPa高空圖 85
圖4.93 2015012412Z 500hPa高空圖 85
圖4.94 46692 2015012400Z 86
圖4.95 46692 2015012412Z 86
圖4.96 46750 2015012400Z 87
圖4.97 46750 2015012412Z 87
圖4.98 2016043000Z(SFC):高壓迴流型態 88
圖4.99 2016043000Z 925hPa高空圖 89
圖4.100 2016043000Z 925hPa高空圖 89
圖4.101 2016043000Z 850hPa高空圖 90
圖4.102 2016043012Z 850hPa高空圖 90
圖4.103 2016043000Z 700hPa 91
圖4.104 2016043012Z 700hPa 91
圖4.105 2016043000Z 500hPa高空圖 91
圖4.106 2016043012Z 500hPa高空圖 91
圖4.107 46692 2016043000Z 92
圖4.108 46692 2016043012Z 92
圖4.109 46750 2016043000Z 93
圖4.110 46750 2016043012Z 93
圖4.111 2017032900Z(SFC):東北季風型態 94
圖4.112 2017032900Z 925hPa高空圖 95
圖4.113 2017032900Z 925hPa高空圖 95
圖4.114 2017032900Z 850hPa高空圖 96
圖4.115 2017032900Z 850hPa高空圖 96
圖4.116 2016043000Z 700hPa 97
圖4.117 2016043012Z 700hPa 97
圖4.118 2016043000Z 500hPa高空圖 97
圖4.119 2016043012Z 500hPa高空圖 97
圖4.120 46692 2016043000Z 98
圖4.121 46692 2016043012Z 98
圖4.122 46750 2016043000Z 99
圖4.123 46750 2016043012Z 99

表目錄
表2.1 PM2.5濃度指標對照表與活動建議[2] 6
表2.2 PM2.5濃度與人體健康危害對照表[2] 8
表2.3 細懸浮微粒世代研究之心血管死亡估計效應摘要[16] 9
表4.1 102-106年林口、台西、麥寮測站空氣品質指標(PSI)和PM2.5敘述統計表(PSI單位:無因次量,PM2.5單位:μg/m3) 33
表4.2 102-106年林口、台西、麥寮測站PM2.5平均小時濃度敘述統計表
(備註:日平均濃度>35μg/m3) 34
表4.3 102-106年林口、台西、麥寮測站PM2.5平均週濃度敘述統計表
(備註:日平均濃度>35μg/m3) 39
表4.4 102-106年林口、台西、麥寮測站PM2.5平均月濃度敘述統計表
(備註:日平均濃度>35μg/m3) 42
表4.6 102-106年林口、台西、麥寮測站PM2.5平均週濃度敘述統計表
(備註:日平均濃度≧54μg/m3) 49
表4.7 102-106年林口、台西、麥寮測站PM2.5平均月濃度敘述統計表 (備註:日平均濃度≧54μg/m3) 51
參考文獻

1.李佩珊,臺灣細懸浮微粒PM2.5健康風險評估探究 臺灣大學環境工程學系碩士論文,2014。
2.行政院環保署:空氣品質監測網,空氣品質監測資料。
http://taqm.epa.gov.tw/taqm/tw/default.aspx。 大氣水文資料庫: https://dbahr.narlabs.org.tw。
3.Chow JC, Watson JG, Mauderly JL, et al: Health effects of fine particulate air pollution: Lines that connect. J Air Waste Manage Assoc 2006;56:1368-80.
4.Brook RD, Rajagopalan S, Pope CA 3rd, et al: Particulate matter air pollution and cardiovascular disease: An update to the scientific statement from the American Heart Association. Circulation 2010;121:2331-78.
5.Chang CC, Tsai SS, Ho SC, et al: Air pollution and hospital admissions for cardiovascular disease in Taipei, Taiwan. Environ Res 2005;98:114-9.
6.Chang CC, Kuo CC, Liou SH, et al: Fine particulate air pollution and hospital admissions for myocardial infarction in a subtropical city: Taipei, Taiwan. J Toxicol Environ Health. Part A 2013;76:440-8.
7.Tsai SS, Huang CH, Goggins WB, et al: Relationship between air pollution and daily mortality in a tropical city: Kaohsiung, Taiwan. J Toxicol Environ Health. Part A 2003;66:1341-9.
8.Tsai DH, Wang JL, Chuang KJ, et al: Traffic-related air pollution and cardiovascular mortality in central Taiwan. Sci Total Environ 2010;408:1818-23.
9.Ambient (outdoor) air quality and health, World Health Organization (WHO)2016. http://www.who.int/mediacentre/factsheets/ fs313/en/ Accessed Feb 27, 2017.
10.Orru H, Maasikmets M, Lai T et al: Health impacts of particulate matter in five major Estonian towns: main sources of exposure and 家庭醫業 326 家庭醫學與基層醫療 第三十二卷 第十一期 local differences. Air Quality, Atmosphere & Health, 2011; 4: 254
11.Health effects of particulate matter, World Health Organization (WHO)2013 http://www.euro.who.int/__data/assets/ pdf_file/0006/189051/Health-effects-ofparticulate-matter-final-Eng.pdf Accessed Feb 27, 2017.
12.Paulina L, Hansel N: Particulate air pollution and impaired lung function, 2016; 5:6.
13.曾韋勳,高屏大氣懸浮微粒於不同天氣型態之特徵與氣象因子關,成功大學環境工程研究所碩士論文,2012。
14.杜怡衡,夏季臺灣地區海陸風環硫基本型態之數值研究,臺灣大學大氣科學研究所碩士論文,1993。
15.吳清吉、祁立中:海風環流下污染物之擴散,第九屆空氣污染控制
技術研討會論文專輯,1992。
16.Hoek G, Krishnan RM, Beelen R, Peters A, Ostro B, Brunekreef B,
et al. Long-term air pollution exposure and cardio-respiratory mortality: a review. Environ Health. 2013;12:43–59.
17.翁叔平、郭乃文、呂珮雯,國立臺灣師範大學地理系高高屏地區細懸浮微粒(PM2.5)污染事件的綜觀環境分析,2013。
18.中央氣象局全球資訊網 https://www.cwb.gov.tw/V7/index.htm
19.Google Maps https://www.google.com/maps
20.http://maps.stamen.com/terrain/#6/23.799/120.955
http://www.iaweg.com/tupian/g3ylqplspm
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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