夏日連續炎熱高溫的天氣,讓人只想待在冷氣房裡,普遍我們都認為夏天全台用電量增加,會造成更高的污染物排放量,導致整體的空氣品質變差。但事實不然,由於夏天的氣候型態特性,空氣垂直流通的範圍較大,使空氣中的污染物不易累積在接近地面的人為活動處,夏季的空氣品質與其他季節相比較為良好,由此可見夏季空氣品質的變化其實更受氣象條件影響。

首先介紹與空氣品質濃度密切相關的氣象條件 —— 混合層高度。

「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。」也就是說,因為台灣夏季氣溫高,使得大氣混合層高度較高,因此空氣中的污染物有較大的垂直擴散空間,污染物濃度也就越容易被大氣稀釋;反之,冬天混合層高度較低,污染物濃度無法在高空中被稀釋,所以整體來說,臺灣夏季的空氣品質優於冬季。

然而,混合層高度只是影響空氣品質濃度的其中一項因素。由於台灣夏季天氣型態受太平洋高壓影響,其氣流的強弱會間接影響空氣品質。

台灣位處北半球的副熱帶高壓帶上,因其主要位於太平洋上,因此稱為太平洋高壓。副熱帶高壓是由於赤道地區日照多,氣溫高,因而產生上升氣流,上升氣流往高緯度方向移動,在南北緯 30 度左右的中層大氣形成下沉氣流,通常為晴朗、炎熱的天氣。

因此在太平洋高壓籠罩之下,若雲量少,太陽輻射會使地表增溫,產生上升氣流,增加空氣與污染物垂直流動性,使污染物不易累積在近地面,空氣品質較良好。但是當太平洋高壓減弱,且附近又剛好沒有熱帶性低氣壓或低壓帶明顯的天氣系統影響,這時台灣附近的氣壓梯度較為平緩,水平風速減弱,空氣流動不佳,若同時空氣污染物排放量提升,可能會造成空氣品質轉差。

此外,夏季是颱風好發的季節,颱風接近臺灣的路徑,因為受到水平方向氣壓變化影響,也大程度地影響台灣的空氣品質。

觀察颱風的三種路徑(颱風由台灣東方海面北上、颱風通過台灣、颱風行經颱風南方海面)與空氣品質的相關性,受到颱風逆時針環流以及其路徑走勢影響,颱風雲雨帶影響各地區的時間、程度都不相同。若地區處迎風面位置,容易發生強風豪雨,降雨帶來洗滌作用,強風有助於空氣混合與擴散,此情況下空氣品質較佳,(部分地區因風速增強,容易引發揚塵,空氣品質變差)。但當氣流過山後,背風面產生沉降作用,空氣不易流動、擴散條件不佳,使得空氣品質普遍變差。

最後,除了颱風帶來的降雨及風勢,因為夏季日照時間長,還要特別注意午後的光化反應影響。「光化反應是指汽機車、鍋爐等人為排放的氮氧化物及揮發性有機物等空氣污染物,經過陽光照射的光化學反映後生成臭氧等衍生性氣體。」光化反應與紫外線強度密切相關,當雲量偏少時有利光化反應產生,因此在白天炎熱的天氣與陽光照射下,空氣中的臭氧濃度會升高,特別是經過八小時日照,臭氧在午後容易出現當日最高值,影響空氣品質,使空氣品質變差。

綜上所述,影響夏季空氣品質的因素繁多:混合層高度與太平洋高壓的強弱影響空氣垂直擴散的空間與空氣的流動性;颱風帶來的降雨及風勢,會因其路徑的差異,在不同地區的天氣產生不同的作用,影響空氣品質;夏季日照時間長,雲層厚度、紫外線強度都會影響臭氧濃度,進而影響空氣品質。而這些都是夏季的氣候型態特性造成的影響,才有如此空氣品質的變化。

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資料來源:行政院環境保護署

  1. 夏天天氣型態與空品分佈 https://airtw.epa.gov.tw/CHT/Encyclopedia/pedia08/pedia8_7.aspx 
  2. 夏天的空氣品質為什麼比冬天好? https://airtw.epa.gov.tw/CHT/Encyclopedia/pedia08/pedia8_2.aspx 
  3. 颱風路徑與空氣品質https://airtw.epa.gov.tw/CHT/Encyclopedia/pedia08/pedia8_1.aspx 
  4. 污染物特性 光化反應/雲量(或紫外線) https://airtw.epa.gov.tw/cht/Encyclopedia/pedia03/pedia3_1.aspx 
  5. 首圖圖片來源:https://unsplash.com/photos/9BJRGlqoIUk (Pero Kalimero, 2017)
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