河川揚塵對空氣品質的衝擊

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關鍵字: 河川揚塵、懸浮微粒、空氣品質、WRF-Chem 模式

每年乾旱季節,河川下游河道因河床裸露,在強風影響下,河床細沙也容易因強風影響下被揚起,嚴重影響鄰近地區空氣品質及居民的健康。(左上圖, 2009 年11月2日濁水溪揚塵個案崙背與二林PM10濃度;左下照片示意圖 取自 TVBS 新聞報導)

河川揚塵對空氣品質及環境的衝擊,一直以來不只是環保署或是地方環保機關甚至是一般社會大眾所關切的問題,在每年的旱季,台灣的主要河川下游河道因河床裸露面積大增,在缺少粗粒徑的礫石覆蓋,細小沙塵顆粒易被強的東北季風揚起,在下風處造成大氣中的懸浮微粒濃度遽增,河川揚塵不只容易發生於東北季風影響下的台灣西部河川如濁水溪,烏溪,事實上颱風環流、落山風在地形作用下,如南部的高屏溪、東部的蘭陽溪、卑南溪河川揚塵事件也時有所聞,嚴重影響鄰近居民的健康及生活品質。

在台灣西部平原,從北到南的幾大河川中,以濁水溪的河川揚塵的頻率及影響範圍最為顯著,除了河道最寬以外,河床土壤粒徑也以濁水溪為最細,為形成揚沙的有利條件,以氣候條件而言,東北季風期間,台灣中部以南即進入旱季,河川水流量變少,河床裸露面積增加,其中又以濁水溪河川揚沙對中部及西南平原空氣品質的影響非常顯著。資料顯示,從1994至2015 年之東北季風時期位於濁水溪以北的二林空品監測站以及濁水溪以南的崙背站平均PM10 濃度差異可達14.2 µg/m3,由於兩測站位於濁水溪的南、北岸距離僅約15 公里,濁水溪的揚沙貢獻扮演重要腳色。歷年來最嚴重的個案屬2009 年11 月2 日,其中二林PM10 日最高濃度約600 µg/m3, 崙背竟達2520 µg/m3 ,也就是說濃度差異將近1900 µg/m3 ,由於兩監測站風速相當,研究顯示期間的濃度差異主要來自濁水溪的揚塵。除了強風速外,乾旱少雨的大氣條件也是造成史上最嚴重的河川揚塵事件的重要原因。

目前的空氣品質模式中並無所謂的河川揚沙機制,在本研究中,除了歷史資料分析外,我們成功改進及建置河川揚沙在WRF-Chem模式中,模式改進方法,可以應用來模擬其它河川及地區,對改善空品模式模擬是很大的進步。在氣候變遷影響下,乾旱少雨的大氣環境對河川揚塵的發生頻率及影響,是我們未來必須關注的重點。

關鍵概念

  • 在每年的枯水期,台灣的主要河川下游河道因河床裸露面積大增,細小沙塵顆粒易被強風揚起,在下風處造成大氣中的懸浮微粒濃度遽增,這現象很容易發生在地形作用下之強東北季風,颱風環流、甚至落山風,嚴重影響鄰近居民的健康及生活品質。
  • 在全球暖化、氣候變遷影響下,乾旱少雨的大氣條件也可能影響將來水資源及河川揚塵頻率。

更多相關資訊

  • Lin C.-Y.*, Y. H. Lee, C-Y. Kuo, W.-C., Chen, Y. F. Sheng, C-J. Su, 2018, Impact of river-dust events on air quality of western Taiwan during winter monsoon: observed evidence and model simulation, Atmospheric Environment, 192, 160-172. 論文連結

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