關鍵詞： PM 2.5 、MODIS、氣膠光學厚度、空氣汙染
3. 成果分析
MODIS AOD (MOD04_L2)0.55μm 的有效範 圍是-0.05~5.0，本研究 AOD 的值域區間為(-0.5, 1.0)。臺灣西部地處平坦，多為平原地形，人口分 佈密集，再加上政策發展因素，大多數的經濟活動 也都集中於此，如：工業區、科學園區或是加工廠
等都位於西半部。又基於氣候考量，二月屬臺灣冬 季，典型多風及潮溼，此時盛行風來自東北或西北，
因此透過季風挾帶來自中國大陸的物質必然會影 響臺灣的空氣品質。圖 7 中，臺灣西南部的 AOD 值高於其他地區，AOD 值高的地區可能是來自於 人為空氣汙染。
圖 7 MODIS AOD 分佈(自 2013 年 2 月 1 日至 28 日)
(A)每日 MODIS AOD 值 (B) 每日 EPA PM2.5濃度
圖 8 (A) 自環保署空氣品質測站位置萃取出的 AOD 值(2013 年 2 月) (B) 空氣品質測站位置 PM2.5濃度 (2013 年 2 月)，兩張圖皆代表了扣除無資料、未達 QAC 標準或涵蓋範圍低於臺灣面積 10%的天數 外，餘皆為逐日每測站的成果資料
配合 MODIS AOD 分佈圖，圖 8(A)為測站位 置 MOD04 萃取的 AOD 值，圖 8(B)則為逐日環保 署空氣品質測站的 PM2.5濃度資料。圖 8(A)、(B) 兩張圖中的高峰值類似。AOD 高峰值是發生在 2013 年 2 月 14 日、19 日、21 日及 24 日，而 PM2.5
濃度高峰值是發生在 2013 年 2 月 7 日、14 日及 25 日。2013 年 2 月 14 日為發生工安意外的當天，分 別在 AOD 值與 PM2.5濃度也都呈現高峰，PM2.5濃 度於 2 月 24 日雖非為峰值，但其濃度仍偏高。兩 者成果不一致甚至呈現相反狀況的，則是發生在 2 月 25 日，其可能的成因為 AOD 涵蓋臺灣的範圍 不足，導致內插方法無法呈現真實分佈狀況。整體 而言，兩者間的 R2值約為 0.51，可見圖 9。
圖 9 AOD 及 PM2.5二月平均值之線型迴歸分析圖
距六輕半徑 30 公里範圍內，共有 6 個環保署 空氣品質監測站，分別為彰化二林、雲林麥寮、斗 六、台西、崙背及嘉義新港，其中崙背測站在工安 意外發生時無觀測資料而加以剔除，故不列入分析，
其餘六輕附近測站的分析成果見圖 10。圖 10(A) 中 AOD 與 PM2.5在事件發生前後相比，兩者的值 在 2013 年 2 月 14 日確實相對於前後來得高，故可 得知其與工安事件確有關聯。除此之外，其影響範 圍涵蓋了彰化、雲林、嘉義及臺南，見圖 10(B)大 致與六輕半徑 30 公里範圍相符，且事件發生後第 2 日仍受影響但範圍縮小至彰化、雲林、嘉義。依 據環保署所公布空氣品質標準 PM2.5之 24 小時值 標準值為 35μm/m3及年平均值為 15μm/m3，而 5
個測站於在工安意外發生當日及次日，可明顯看出 其 PM2.5濃度皆高於 35μm/m3，另依據環保署細懸 浮微粒(PM2.5)指標對照表與活動建議，見圖 11，
尤其是 2013 年 2 月 14 日此 5 個測站 PM2.5濃度皆 已超過指標 7 以上即濃度達 54μm/m3以上，對於一 般民眾活動的建議為「任何人如果有不適，如眼痛，
咳嗽或喉嚨痛等，應該考慮減少戶外活動」。從圖 10(C)中可見 5 個測站 PM2.5與 AOD 的迴歸分析成 果，可以發現其於工安意外發生當日為正相關，其 R2約為 0.27，前後一日皆為負相關，其 R2約為 0.6 左右，可能原因受限於 AOD 資料的取得，其空間 解析度為 10 公里，雖已透過克利金內插以補資料 之不足，但與測站間之相關性，其樣本數仍為不足，
再加上 AOD 之產製實為複雜，本研究未考量氣象、
地形等參數，此模型適用於全臺 AOD 與 PM2.5的 迴歸分析，也說明空氣擴散是無邊界的，而不同的 擴散物質其對 AOD 的反應也會有所不同，因而其 分佈也所差異。
4. 結論與建議
從 PM2.5與 AOD550nm 測站的結果進行分析，
可見於 2013 年 2 月份兩者的趨勢大致相同，PM2.5
大於 50(μg/m3)及 AOD550nm>0.5 者，皆代表濃度 較高者。AOD550nm 值與 PM2.5濃度兩者間的 R2 值為 0.5，顯示出 MODIS AOD 可提供有效及客觀 的方式監測 PM2.5濃度。雖然 MODIS AOD 可提供 大範圍的觀測資料 ，但其仍然受到雲層遮蔽影響。
2013 年 2 月 2 日、3 日、4 日、5 日、8 日、9 日、
13 日、18 日、20 日、26 日及 27 日等，則是無資 料顯示。至於 PM2.5與 AOD 的迴歸分析解釋力相 對較低的原因，可能受限於 AOD 資料的取得，其 空間解析度為 10 公里，雖已透過克利金內插以補 資料之不足，但與測站間之相關性，其樣本數仍為 不足，現已有 3 公里 MODIS AOD 產品出現，若能 取得此產品，提升資料之空間解析度，定能改進分 析成果。再加上 AOD 之產製實為複雜，本研究未 考量氣象(如：溼度、風速、風向等)、地形、使用 地類別等參數，故此模型適用於全臺 AOD 與 PM2.5
的迴歸分析，也說明空氣擴散是無邊界的。
依據環保署細懸浮微粒(PM2.5)指標對照表與 活動建議在工安意外發生當日，其周圍 5 測站之 PM2.5濃度值高達 54μm /m3，遠高於環保署所公布 空氣品質標準 PM2.5之 24 小時值標準值為 35μm /m3，不論對一般民眾或是敏感性族群之活動都已 有所影響及限制。透過衛星產製 AOD 資料則可初
步大範圍直接觀察空氣品質，而本研究發現 AOD 和 PM2.5間確實存在著其相關性，除此之外，本研 究所使用 PM2.5測站資料已涵蓋全臺，其解釋能力 較強，後續若能改善 AOD 之空間解析度外，倘能 結合逐年多時期影像，則可建置資料庫，提供民眾 或是政府另一種空氣品質監控的方法。
(A) 5 測站間的 AOD 及 PM2.5
(B) 工安意外發生前中後之 AOD 分佈圖
(C) 工安意外事件發生前中後之 R2變化(2 月 12 日、14 日及 15 日) 圖 10 AOD 及 PM2.5值之成果圖及 R2
圖 11 細懸浮微粒(PM2.5)指標對照表與活動建議
(資料來源：行政院環境保護署，2017，http://taqm.epa.gov.tw/taqm/tw/fpmi.htm)
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1 Ph.D. Student, Department of Civil Engineering, National Chiao Tung University Received Date: Apr. 28, 2017
2 Professor, Disaster Prevention & Water Environment Research Center, Revised Date: Aug. 23, 2017 National Chiao Tung University Accepted Date: Sep. 21, 2017
3 Associate Investigator, Institute of Population Health Sciences,
National Health Research Institutes
* Corresponding Author, Tel: 886-3-571212 ext.54940 , E-mail: [email protected]