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空氣品質與日常生活

夏天的空氣品質為什麼比冬天好?

日常生活中常見的工廠煙囪及交通廢氣等污染排放來源,沒有因為季節轉換而停止排放,反而在時序進入夏季後,因天氣炎熱,室內空間使用空調機會增加,導致用電量大增、電廠運轉率經常滿載,使污染物排放量提高,但夏季空氣品質卻普遍好轉,為什麼夏天跟冬天的空氣品質會有這麼大的差異呢?

全臺細懸浮微粒(PM2.5)標準監測數據平均四季變化(資料時間:2018年)

實際統計細懸浮微粒(PM2.5)的四季變化,可以發現夏秋兩季全臺灣污染物平均濃度較低,而冬季及春季平均濃度較高。在無特殊異常污染排放情形下,空氣品質受到氣象條件變化影響大,影響空氣品質的氣象因素包含水平風、垂直風、混合層高度、降雨、紫外線等等。

混合層高度

夏天空氣品質較佳,與混合層高度較其他季節高有很大的關係,混合層高度(Mixing layer height)是表示空氣污染物在混合層中垂直方向可擴散的高度,可表達環境大氣對空氣污染物傳輸與擴散的效果,夏季混合層高度較高,表示空氣中的污染物可擴散的垂直範圍愈大,愈容易被大氣所稀釋,因此有助於降低近地面的污染物濃度,反之冬季混合層高度低,不易將污染物向垂直方向擴散。

夏天與冬天混合層高度差異影響污染物濃度分布

同理,白天與夜晚因為溫度差異也會造成混合層高度有日夜變化的關係。在白天地表受太陽加熱,溫度升高,產生上升氣流,使混合層發展高度較高,空氣的垂直擴散範圍較廣,較能稀釋大氣中的污染物,空氣品質普遍較佳;晚間氣溫下降,混合層高度下降,空氣的垂直擴散範圍亦會下降。

白天與夜晚混合層高度差異亦會影響污染物濃度分布

臺灣夏季氣候與空氣品質特徵

夏季臺灣主要受到太平洋副熱帶高壓系統以及西南風影響,也常發生來自西南氣流所帶來之中尺度對流系統以及午後陣雨。由於夏季平均溫度及混合層發展均較高,污染物垂直擴散範圍較廣,且降水較多,整體大氣條件有利於污染物的擴散和濕沉降,空氣品質普遍良好,較不容易發生高污染事件。

統計臺灣各個季節平均混合層高度,可發現夏季的混合層高度最高,垂直擴散的範圍較廣,較能稀釋大氣中的污染物,而冬季則最低,污染物就易累積在近地面環境,可見混合層高度為影響空氣品質變化的重要因素之一。另外,混合層高度與空氣品質之間的對應關係,仍需考慮其他影響因素,例如在冬季時雖混合層高度較低,但東北季風增強使臺灣地區水平風速增強,使大氣擴散變好,能有效降低污染物濃度;亦或是當地無明顯污染源排放,那麼即使混合層高度低,空氣品質仍不易受影響。

全臺白天混合層高度平均的四季變化(資料時間:2016-2018年)

全臺降雨量平均四季變化(資料來源:氣象局,資料時間為1981-2010年)

夏天也有空品不好的時候?

當颱風在快要靠近臺灣但雨帶尚未觸及臺灣陸地的期間,受颱風外圍下沉氣流影響,天氣晴朗,但空氣中的污染物也因下沉氣流容易聚集於地面而造成空氣品質不良的情形,等到雨帶碰到臺灣,發生降雨或是風速增強時,空氣品質才會開始好轉。

颱風外圍下沉氣流可能使污染物聚集於地面造成空氣品質不良