氣膠的潮解與光學效應對於臺灣都會區大氣能見度的影響

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Title:	氣膠的潮解與光學效應對於臺灣都會區大氣能見度的影響 The Influences of Deliquescence and Optical Effects of Aerosols on the Atmospheric Visibility in Taiwan Metropolitan Area
Authors:	林建皓 Chien-Hao Lin
Contributors:	健康管理學院:公共衛生學系;張士昱(Shih-Yu Chang)
Keywords:	逐時水溶性離子;硝酸鹽;硫酸鹽;氣膠含水量;消光係數 water-soluble ions;ACME;aerosol liquid water content;ISORROPIA;extinction coefficient;revised IMPROVE;visibility
Date:	2021-07-01
Issue Date:	2022-08-01T08:54:16Z (UTC)
Abstract:	大氣消光係數與能見度會受到粒徑小於2.5 μm氣膠(PM2.5)、相對濕度(RH)、氣膠化學組成與含水量等因素影響。本研究在中山醫學大學使用現址式空氣組成量測設備(Air Composition Measuring Equipment In-situ 2100, ACME In-situ-2100)量測逐時PM2.5水溶性無機離子，使用ISORROPIA模式模擬氣膠含水量，並結合臺北、臺中與高雄三大都會區同步濾紙氣膠化學成分組成與逐時散光、消光係數，探討氣膠結構組成、含水量變化趨勢與影響臺灣都會區大氣能見度的因素。氣膠含水量在相對濕度高且PM2.5污染嚴重時，氣膠中的水量會急遽增加，而[NH4+]/[SO42-] > 1.5時，由於大量二次氣膠生成，此時氣膠含水量由硫酸銨與硝酸銨主導。大氣散光、消光係數亦受PM2.5與RH影響，與PM2.5相關性佳(R2分別為0.70、0.61)，並隨著PM2.5上升而增加，雖然其與RH相關性不佳(R2分別為0.15、0.10)，但可以觀察到隨著RH上升，PM2.5的散光與消光能力也明顯提高。在小港測站相對濕度影響相對輕微(RH ? 75 %)且PM2.5低於24小時平均濃度標準(PM2.5 ? 35 μg m-3)狀況下，硝酸鹽與氣膠含水量的相關性高於硫酸鹽，且硝酸鹽的濃度與氣膠含水量比板橋及西屯(忠明)高出許多，再加上硝酸鹽的潮解點低，使小港氣膠大量潮解導致小港能見度的大幅衰減。若將氣膠化學組成套入revised IMPROVE公式中可發現，消光係數的主要貢獻來源為硫酸鹽與硝酸鹽，二次鹽類的貢獻在三站約占總消光係數的39 % ~ 58 %，其中NO3-在高污染事件中幾乎占總貢獻一半以上。計算消光係數推估值與實際觀測值的相對誤差，結果顯示三站的相對誤差皆大於20 %，可能原因為revised IMPROVE的相對濕度條件或是氣膠化學組成比例皆不同於臺灣，因此相關修正參數fS、fL(RH)、fSS(RH)也可能不適用於臺灣，若要計算更為準確的推估值可能需要發展本土濕度修正參數。而透過比較逐時量測系統與濾紙採樣組成的相對誤差發現，逐時數據比濾紙採樣推估的消光係數更為準確，且在時間解析度上遠勝於濾紙採樣。
URI:	https://etds.csmu.edu.tw/ETDS/Home/Detail/U0003-2210202112210800 https://dx.doi.org/10.6834/csmu202100276 https://hdl.handle.net/11296/ezq9s7 https://ir.csmu.edu.tw:8080/handle/310902500/23001
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