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空品之最

一天當中什麼時候臭氧濃度最高?

臭氧的生成過程複雜,主要是由工廠、汽機車等所排放的廢氣之中含有具揮發性的有機物 (VOCs)、氮氧化物 (NOx) 等前驅物,在太陽光的照射下產生明顯的日變化,因此當有足夠的累積條件及陽光強度時,就會生成高濃度的臭氧。

圖1為在一個擴散條件較差且白天日照充足的環境中,臭氧與氮氧化物濃度日變化的示意圖,從圖中可以看到,上午期間在交通源排放量增加的影響下,氮氧化物濃度開始上升,同時在陽光照射下,氮氧化物和 VOCs 等前驅物與氧氣在光化作用下生成了臭氧,臭氧濃度也就開始上升並累積;而到了中午,臭氧持續在太陽照射下生成,並累積達到最高,氮氧化物濃度則因白天起水平及垂直擴散條件逐漸好轉而下降;傍晚期間,氮氧化物再因交通量增加而上升,臭氧則因太陽輻射量午後開始減少及氮氧化物的消耗而開始減少,直至夜間到隔天太陽出來以前,臭氧濃度會降到最低。

圖 1. 臭氧及氮氧化物濃度日變化示意圖。

在易累積與生成臭氧的環境下,雖然臭氧高值會出現在中午時分,但其實不同的地理位置若存在上下風關係,高值出現的時間點就會出現差異;以圖例來說明(圖 2),假設 A 地為一臭氧前驅物等污染物排放量較多的近沿海地區, B 地則位在污染物相對較少的內陸近山區; A 地因有較多的前驅物生成臭氧,所以在早上太陽升起時, A 地的臭氧濃度就比 B 地還要高;而到了中午吹起海風,污染物就順著風由沿海的 A 地向靠山區的 B 地傳送,傳送過程中也不斷地反應生成臭氧,因此造成了 B 地最高值出現時間與濃度較A地來的晚,且濃度較高。

圖 2. A、B地臭氧濃度日變化示意圖。