空氣品質

4.2.1 氣 候 變 遷 對 空 氣 品 質 衝 擊 評 估 流 程

本 研 究 95~96 年 所 發 展 之 大 氣 涵 容 能 力 預 警 機 制 分 成 「 長 期 規 劃 預 警 」、「 短 期 操 作 預 警 」。 民 國 95 年 度 已 完 成 以 空 品 統 計 模 式 建 立 「 氣 候 變 遷 對 空 氣 品 質 衝 擊 評 估 模 式 」， 由 氣 候 變 遷 模 式 等 及 預 設 情 境 等 資 料 ， 模 擬 台 灣 地 區 氣 候 變 遷 後 ， 將 未 來 溫 度 、 雨 量 、 風 速(氣 候 因 素 )及 排 放 量 (人 為 因 素)代 入 模 式 ， 即 可 推 估 未 來 的 空 氣 品 質 及 大 氣 涵 容 能 力 ， 並 建 立 大 氣 涵 容 能 力 永 續 性 預 警 指 標 最 佳 調 適 評 估 策 略 系 統 ， 且 以 此 氣 候 變 遷 衝 擊 評 估 模 式 為 根 基 ， 建 立 大 氣 涵 容 能 力 永 續 性 預 警 機 制 及 預 警 指 標 。 本 研 究 探 討 預 警 機 制 ， 著 重 「 預 警 」 與 「 應 變 」 機 制 方 面 之 研 究 分 析 。 應 用 氣 候 變 遷 衝 擊 評 估 模 式 建 立 大 氣 涵 容 能 力 永 續 性 預 警 機 制 的 研 究 流 程 如 圖 4-2-1。

4.2.2 氣 候 變 遷 對 空 氣 品 質 衝 擊 評 估 模 式

此 模 式 採 用 Roll Back Method 來 描 述 空 氣 品 質 與 空 氣 污 染 物 排 放 量 的 關 係 。Roll Back Method 假 設 空 氣 品 質 濃 度 (C)與 空 氣 污 染 物 排 放 量 (P)呈 一 簡 單 線 性 的 關 係 ， 將 濃 度 C-排 放 量 P 的 關 係 定 量 (m = C/P + Cb)， 對 於 固 定 地 區 、 固 定 污 染 物 、 氣 象 條 件 不 變 、 污 染 源 位 置 不 變 的 情 況 下 ， 比 例 m 可 視 為 常 數 。 如 此 可 將 影 響 空 氣 品 質 的 二 大 因 素--氣 象 條 件 (氣 候 變 遷 因 素 )及 空 氣 污 染 物 排 放(人 為 因 素 )分 離 ， 污 染 物 排 放 因 素 只 和 濃 度 /排 放 量 比 例 (m) 線 性 相 關 ， 而 氣 象 條 件 因 素 只 單 純 影 響 m 值 。 本 研 究 使 用 環 保 署 建 立 的 最 新 版 「 台 灣 地 區 空 氣 污 染 排 放 清 冊 」TEDS 6.0 版 資 料 庫 所 預 估 未 來 各 縣 市

IPCC 氣 候 變 遷 模 式 CGCM2 和 HADCM3 預 測 的 未 來 溫 度、雨 量、風 速。

排 放 情 境 採 用 IPCC 提 供 SRES 之 A2 及 B2 排 放 情 境 (A2： 多 變 異 性 ， 各 國 自 力 更 生 、B2： 永 續 性 ， 全 球 人 口 持 續 增 加 ， 比 A2 情 節 慢 )， 而 大 氣 環 流 模 式 分 別 採 用 為 加 拿 大 CCCMA 之 CGCM2、英 國 HCCPR 之 HADCM3。IPCC 提 供 各 GCM 模 式 的 SRES(A2、B2)排 放 情 境 及 IS92a(GG_A1、GS_A1)排 放 情 境 之 輸 出 資 料 為 全 球 網 格 點 資 料 ， 其 輸 出 資 料 項 目 包 含 有 降 雨 、 表 面 溫 度 、 海 平 面 壓 力 、 風 速..等 。 中 央 氣 象 局 台 北 氣 象 站 之 鄰 近 格 點 對 CGCM2 模 式 而 言 乃 經 度 24.1、 緯 度 120.0;對 HADCM3 模 式 而 言 乃 經 度 25.0、 緯 度 120.0。高 雄 氣 象 站 之 鄰 近 格 點 對 CGCM2 模 式 而 言 乃 經 度 24.1、緯 度 120.0;

對 HADCM3 模 式 而 言 乃 經 度 22.5、 緯 度 120.0， 因 此 ， 本 研 究 所 使 用 之 CGCM2 模 式 之 高 屏 地 區 網 格 點 同 台 北 地 區。由 於 SRES-A2、SRES-B2 所 模 擬 的 平 均 氣 候 資 料 較 不 穩 定 ， 因 此 IPCC 建 議 以 30 年 做 週 期 性 的 平 均 ， 來 代 表 未 來 氣 候 變 遷 情 況 。CGCM2 的 風 速 模 擬 由 於 從 1990 才 開 始 有 資 料 ， 因 此 本 研 究 以 1990~2005 年 資 料 做 為 現 況 。

圖4-2-1 應 用 氣 候 變 遷 對 空 氣 品 質 衝 擊 評 估 模 式 建 立 涵 容 能 力 永 續 性 預 警 機 制

氣候變遷

氣溫、雨量、風速

使用Rollback得到濃度-排放量比(m值) (CO、SO2、NOx、PM10、NMHC、O3) EPA空污排放量推估

TEDS

氣候變遷對空氣品質衝擊評估模式

國家空氣品質標準

是否達到 長期預警門檻

繼續監測

調適策略:修正空品管制 啟動短期預警機制

判定

低於 超過

空氣涵容能力永續性預警機制 未來空氣品質濃度變化

改變 影響

氣候變遷模式CGCM2、HADCM3

濃度/排放比m分析 濃度累積頻率分析

空品不良率

維持長期預警

密集監測

空品監測 氣象監測 分析超出頻率/地點/季節

長 期 預 警短

期 預警

更新模式

本 年 度 延 續 上 年 度 每 10 年 移 動 之 30 年 移 動 平 均 之 成 果，亦 使 用 CGCM2

currently 2010~2039 2015~2044 2020~2049 2025~2054 2030~2059 2035~2064 2040~2069 2045~2074 2050~2079 2055~2084 2060~2089 2065~2094 2070~2099

溫度差值

currently 2010~2039 2015~2044 2020~2049 2025~2054 2030~2059 2035~2064 2040~2069 2045~2074 2050~2079 2055~2084 2060~2089 2065~2094 2070~2099

溫度差值

currently 2010~2039 2015~2044 2020~2049 2025~2054 2030~2059 2035~2064 2040~2069 2045~2074 2050~2079 2055~2084 2060~2089 2065~2094 2070~2099

溫度差值

currently 2010~2039 2015~2044 2020~2049 2025~2054 2030~2059 2035~2064 2040~2069 2045~2074 2050~2079 2055~2084 2060~2089 2065~2094 2070~2099

溫度差值

4.2.3 短 期 預 警 機 制

96 年 度 研 究 完 成 「 短 期 預 警 」 另 增 以 空 氣 品 質 監 測 變 動 趨 勢 為 分 析 指 標 ， 評 估 短 期 變 動 後 的 氣 候 對 空 氣 品 質 衝 擊 及 相 關 調 適 策 略 ， 首 先 以 MWP 統 計 檢 定 方 法 找 出 空 品 監 測 歷 史 資 料 之 變 異 點 ， 再 以 K-W 檢 定 變 異 點 前 後 是 否 存 在 顯 著 性 差 異 ， 接 續 選 取 變 異 點 後 之 監 測 資 料 迴 歸 推 估 下 年 度 空 品 濃 度 ， 並 計 算 推 估 後 下 年 度 之 永 續 預 警 指 標(EWI)值 ， 最 後 與 污 染 物 現 況 平 均 EWI 之 變 動 趨 勢 及 未 來 每 5 年 移 動 之 30 年 移 動 平 均 EWI 變 動 趨 勢 作 一 趨 勢 比 較 ， 若 趨 勢 相 符 則 維 持 長 期 預 警 ， 並 繼 續 監 測 。 若 趨 勢 不 符 ， 則 立 即 採 取 管 制 措 施 ， 降 低 污 染 物 排 放 。 因 此 ， 最 終 以 整 合 長 、 短 期 預 警 機 制 ， 將 監 測 資 料 建 立 之 短 期 預 警 機 制 加 以 輔 助 判 讀 長 期 預 警 之 可 信 度 與 模 式 評 估 之 不 確 定 性 。 本 研 究 短 期 預 警 機 制 流 程 如 圖 4-2-3：

4.2.4 永 續 預 警 指 標 (EWI)建 立

永 續 預 警 指 標(EWI)定 義 為 排 放 量 與 大 氣 涵 容 能 力 之 比 值，本 研 究 利 用 EWI 來 預 測 未 來 空 氣 污 染 物 排 放 量 是 否 會 超 出 其 涵 容 能 力 。 目 前 已 建 立 之 架 構 如 圖 4-2-4 所 示 ， 涵 容 能 力 (Q)等 於 國 家 空 氣 品 質 標 準 (Cs)除 以 濃 度 -排 放 量 比 例(m)， 再 將 未 來 排 放 量 除 以 涵 容 能 力 ， 可 得 北 部 空 品 區 各 污 染 物 之 EWI。 此 外 ， 由 污 染 物 排 放 量 (P)等 於 濃 度 (C)除 以 濃 度 -排 放 量 比 例 (m)， 推 得 污 染 物 之 EWI 值 亦 等 於 污 染 物 濃 度 (C)除 以 國 家 空 氣 品 質 標 準 (Cs)， 因 此 當 進 行 空 品 資 料 趨 勢 檢 定 後 ， 並 由 迴 歸 推 估 已 知 下 年 度 污 染 物 空 品 濃 度 時 ， 便 能 藉 由 此 等 式(EWI=C/CS)計 算 出 下 年 度 該 污 染 物 之 EWI 值 。

指 標 EWI 亦 可 稱 為 考 慮 空 氣 品 質 之 永 續 發 展 管 理 指 標，則 當 EWI＜ 1，

空 氣 污 染 物 排 放 量 小 於 大 氣 涵 容 能 力 ， 則 該 區 之 空 氣 品 質 具 有 永 續 性 ； 當 空 氣 污 染 物 排 放 量 超 出 大 氣 涵 容 能 力 ， 則 會 導 致 EWI＞ 1，空 氣 污 染 物 排 放 量 越 大 ， 則 EWI 值 越 大 ， 即 離 永 續 性 越 遠 。 以 此 作 為 空 氣 品 質 永 續 預 警 機 制 啟 動 門 檻 值 ， 亦 提 供 管 理 當 局 做 為 可 操 作 方 案 之 行 動 預 警 。

圖4-2-3 短 期 預 警 機 制 流 程 圖

註：濃 度 C 為 年 平 均 濃 度。各 污 染 物 之 國 家 空 氣 品 質 標 準 Cs:PM1 0年 平 均 標 準 65 μg/m³， SO2年平均標準0.03 ppm，NOX年平均標準0.05 ppm，CO 八小時平均標準 9 ppm，NMHC 以 O3八小時 平均標準0.06 ppm。

圖4-2-4 永 續 性 預 警 指 標 (EWI)計 算 流 程 圖