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中彰投抗空污,立即可做的,可能就是夜間灑水

文/ 翁瑞宏(中山醫學大學公共衛生系教授)

固然,空氣污染受到排放源之影響巨大,許多氣象因子對於污染物的傳輸與擴散亦是重要。如要探討一個地區的汙染,就必須對其環境之地理與氣候狀況有所了解。

中彰投位處台灣的中心,西臨台灣海峽,東隔中央山脈,同時擁有盆地及丘陵地形。氣流影響空氣污染物的傳輸與擴散,當氣流遇到台灣中央高山的阻擋,風場向南北繞流,在台灣西側的中部地區即形成輻合現象。此外,因為中部地區位於中央山脈背風區所形成之低壓現象以及夜間因輻射冷卻所造成之近地表逆溫,皆不利於污染物之傳輸與擴散。

受到太陽輻射之影響,地表會增溫產生動力或熱力湍流之作用,氣流向上發展至最大高度即為混合層高度。混合高度愈高,表示對流愈旺盛,污染物被往上傳送而稀釋的機會愈大。

在秋冬之際,台灣多籠罩在氣候穩定的高壓系統之天氣型態下,綜觀風場以偏東風為主,中部地區則因處於中央山脈背風面而受到高壓沉降之影響下,不利於污染物之擴散,而低風速與低相對濕度的氣象環境也有利於污染物的生成。因此,在一些非臭氧前趨物排放源地區因傳輸高反應性物質而有臭氧高值出現,如竹山、草屯等下風地區。這些高反應性物質除了源自於上風處的台中、彰化都會區的交通、工業活動外,在傳輸路徑上的植物排放也不能忽視,例如在高植被地形上的異戊二烯 (isoprene) 和萜烯 (terpenes) 的自然排放亦為潛在的主要揮發性有機物(VOC)來源。

圖片引用自爭好氣聯盟臉書專頁 https://www.facebook.com/cleanairtaichung/

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海陸風現象以及都市熱島效應亦是造成中部地區空氣品質變差的原因之一,而大里更是中部都會區的熱島中心。近年來,中部地區強熱島以及海陸風現象最為明顯的季節是在秋季,大里的平均熱島強度約為1.38℃,在秋冬平均約達1.7℃以上,甚至某些日子可達3.5℃以上,春天則在1o℃以下。而當大里夜間發生強熱島現象時,在微弱的風速加上混合層頂較低的雙重影響下,限制了空氣污染物的擴散,因此將使得熱島中心的污染物濃度累積上升。

熱島現象容易發生於工商活動發展快速、人為活動頻繁的都會區,都市中的建築物對通風效果的減弱作用,使得都市的污染物不易擴散出去;當熱島效應形成,城市上空就像被扣上一個大玻璃罩,新鮮的空氣進不來,更加使得污染物的濃度累積加重。都市熱島現象也會影響區域環流,所產生的輻合現象會使得氣流加速往都市中心移動,伴隨熱島效應所產生的氣流輻合現象更幫助了將都市周圍地區的空氣污染物質傳輸至熱島中心。整體而言,都會區的小時平均溫度均較郊區高,當太陽升起後,郊區溫度的增幅明顯高於都會區,這可能與都市建築表面所具有的較大熱容量和熱傳導有關;此外,市區密集的高樓與柏油路面也阻礙了熱量的發散,使得夜晚都會的降溫速度較郊區來的慢。

另一方面,熱島效應也會影響混合層高度。當地表受到日出後太陽輻射加溫的影響,熱空氣上升,遂逐漸破壞夜間穩定的逆溫層,而發展出混合層。混合層內具有很強的對流及垂直混合作用,因此有利於污染物垂直擴散;當混合層高度降低時,大氣處於靜力穩定狀態,則不利於近地面層之污染物擴散與稀釋。混合層高度在不同時間、不同地點均有所不同,影響因子如大氣穩定度、風速、氣溫、露點差、輻射、,下墊面條件、人工熱源、熱島效應…等。通常混合層的高度在晴朗的情形下可以發展到 1-1.5 公里,而台灣受到高壓氣團影響時,混合層的高度經常會受到下沈氣流的影響而無法順利地向高空發展,而被限制在400-1000公尺的高度範圍,使得地面污染物無法被有效稀釋而造成高污染事件。

以在接近秋冬時期的大里為例,是夜間熱島強度最強的時候。雖然在白天時,熱島強度受到海風的影響而下降,但當夜間發生強熱島現象時,微弱的陸風對於熱島強度的變化不但沒有影響,反而有加乘的效果。台中都會區的白天為北風系主導之海風以及夜晚為東風系主導之陸風,此海陸風轉換對於熱島強度的變化有一定的影響。另外,當夜間發生強烈的熱島現象時會減弱陸風的強度,微弱的風速將有助於熱島輻合現象的發展,使得鄰近地區所排放的污染物透過傳輸因而累積於台中都會區。

因此,立即可以減少空污方法之一,可能就是讓夜間的城市降溫吧!

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