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評估地面微波輻射計在空氣污染物擴散診斷應用

中文摘要 本計畫利用環保署新建置的三套可變角度地面微波輻射計觀測資料,研究逆溫層中的溫度的即時動態變化,評估輻射計在空氣污染物擴散診斷應用。同時應用EPA的地面監測站在過去近10年內所蒐集的空氣品質監測資料,配合IMS空軌跡直點模式的模擬,診斷高濃度PM10事件的形成因素。主要結果如下: 1. 逆溫儀有一定的精確度,可以反演近地逆溫的逆溫趨勢,但對無法有效反演高程(>500m)逆溫。 2. 逆溫儀量測的亮溫和理論模式有差,較接近58.7 GHz 而非 56.7 GHz 模式。 3. 在Tikhonov 和 Twomey方法反演方面(58.7 GHz),大部分例子有相當不錯的結果,較 MTP5 結果為優,在少數例子會有較大振幅,需要使用較大的 值,其結果和 MTP5結果近似。 4. 台中及高雄發生逆溫的現象遠高於台北地區,在季節方面,冬季發生機率最高,其次為春,最後為夏季。在逐時觀測發現,半夜到清晨逆溫發生機率最高。台北地區由逆溫儀觀測逆溫發生機率,遠低於板橋氣象站探空資料所得次數。 5. 在冬季半夜到清晨,逆溫對PM10的影響有顯著的影響。逆溫發生高度愈低,平均PM10濃度有上升趨勢。 6. 使用Java語言開發即時逆溫顯示系統 。 7. 台灣地區近地面的PM10濃度在1994年至2002年這9年期間呈現下降的趨勢,其中南部PM10值的減少約為20%,而北部PM10值的減少約為10%。 8. 有明顯的證據顯示,氣候變遷對近地面的PM10值產生影響,例如1998年(20世紀最強的聖嬰年)春季和冬季PM10異常的減低現象。 9. 我們的分析發現1998年前後的空氣軌跡質點分佈有明顯的不同,其中來自北方的氣流在1998年以後比1998年以前減少;相反地,來自南方的氣流在1998年以後比1998年以前明顯的增加。 10. 我們的分析顯示氣候型態的改變(如降雨和溫度)和PM10的減少趨勢有關。這9年當中的降雨強度和近地面溫度皆有上升的趨勢,而近地面的逆溫次數則在減少。這顯示近地面大氣的對流強度在增加,同時另外一方面大氣的濕沈降-過程亦在增加。
中文關鍵字 IMS 模式,Tikhonov 和 Twomay 正規法,PM10,逆溫儀,逆溫,統計回歸,輻射傳輸方程式,權重函數

基本資訊

專案計畫編號 EPA-92-L102-02-208 經費年度 092 計畫經費 1290 千元
專案開始日期 2003/03/31 專案結束日期 2003/12/31 專案主持人 劉說安
主辦單位 監資處 承辦人 執行單位 國立中央大學太空及遙測研究中心

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Evaluation of the temperature profiler as a tool to diagnose the diffusion of air pollution

英文摘要 We validate the newly established MTP-5HE temperature profilers for EPA with radiosoundings and our research codes. The observation data from MTP-5HE are used to study the evolution of the atmospheric temperature profile near ground and the variations of concentration of PM10 when temperature inversion layers occur. The three-dimensional IMS Lagrangian trajectory model has been employed to construct a trajectory climatology for the East Asia region. These trajectory results were compared with the hourly ambient PM10 concentrations from a network of 72 surface air quality stations operated by the Taiwan EPA to determine the transport of pollutants and downstream impacts in the East Asia region.
英文關鍵字 temperature profiler,temperature inversion,PM10,weighting function,radiative transfer equation,staistial regression method,Tikhonov and Twomay regularization method,IMS model