摘 要

本研究以民國86-93年間測站臭氧(O3)及氣象之監測數據為對象，分析高雄地區環保署空品測站發生事件日之逐時、逐月污染物濃度變化及特徵，以作為高臭氧事件日與天氣型態氣及象因子相關性之探討。

主因子及相關性分析結果顯示，臭氧濃度與溫度、日照時數呈正相關，與總雲量呈負相關。易發生O3之天氣類型，以東北季風型 (B1型)、高壓迴流型(B3型)、高壓出海型(B2型)及鋒面前緣型(B4型)為主，主要發生在秋、冬及春季，夏季最少。

上述4種天氣類型以大陸冷高壓南下為主導，天氣較乾冷、降水少，高高屏地區受中央山脈影響，多在背風面，大氣較穩定，擴散條件不佳，並配合低風速(< 4 m/s)及高日照時數(> 5.5小時)易造成高污染事件日；或是中小尺度風場(如海陸風)之調節運動，或是在恆春半島所產生之繞流或與強勁東北風所形成之合流易使污染物濃度升高。

關鍵字：臭氧事件日、天氣類型、因子分析

ABSTRACT

The relationships between high ozone events and synoptic weather patterns were investigated based on the meteorological and air-quality data at four monitoring stations in Kaohsiung city during 1997 to 2004 in this study.

The PCA (principal component analysis) and correlation studies show that ozone concentration exhibit positive correlations with the ambient temperature and sunshine duration, while negative correlation with the cloud cover. The frequency of high ozone events was highest under the weather patterns of northeast seasonal wind (B1 type), high-pressure system with recirculation (B3 type), high-pressure system with offshore type (B2 type), and in the warm core of approaching front (B4 type), most frequently in autumn, winter, and spring, and least frequently in summer.

The above four weather patterns are primarily dominated by the high-pressure system from Mainland China, with relatively cold and dry weather and little rain in Taiwan. Since the high-pressure center is usually located north or northeast of Taiwan during autumn, winter, and spring such that the leeside areas of Central Mountain Ranges in the western coast of Taiwan are prone to high pollution events, particularly when the wind speed is low (< 4m/s) and duration of sunshine is long (> 5.5 hr). Or sometimes the meso-scale wind system, for example, the sea-land breeze or the combined flow caused by the detouring flow from the Henchun Peninsula and northeast wind tends to raise the pollutant concentrations.

Keywords：High ozone event, Synoptic weather pattern, Principal component analysis.

目 錄
誌 謝 I
摘 要 II
ABSTRACT III
目 錄 IV
表目錄 VI
圖目錄 VIII
第一章 前言
1.1研究緣起 1-1
1.2研究內容 1-2
第二章 相關研究及文獻回顧
2.1高雄地區歷年氣象概述 2-1
2.2高雄市空氣品質現況及臭氧趨勢變化 2-5
2.2.1高雄市PSI變化趨勢 2-4
2.2.2臭氧污染物變化趨勢 2-4
2.3臭氧與綜觀、中尺度氣象之研究 2-7
2.3.1臭氧與綜觀天氣型態之相關性 2-7
2.3.2臭氧與中尺度氣象場之相關性 2-7
2.3.3 氣象因素分析 2-8
2.4臭氧與氣象因子之相關探討 2-8
第三章 研究方法
3.1資料蒐集及彙整 3-1
3.2主因子分析之統計模式 3-1
3.2.1主成份分析發展及用途 3-1
3.2.2主成份分析代數性質 3-2
3.2.3主成份分析 3-3
3.3天氣型態分類 3-5
3.4臭氧事件日篩選 3-14

第四章 臭氧事件日之地面氣象因子分析
4.1民國86-93年各測站臭氧時空變化趨勢分析 4-1
4.1.1 臭氧逐時濃度趨勢分析 4-1
4.1.2 臭氧逐季濃度趨勢分析 4-2
4.2四空品測站四季逐時臭氧與氣象因素之主因子分析4-5
4.2.1 楠梓站氣象因子與污染物之因子分析 4-5
4.2.2 左營站氣象因子與污染物之因子分析 .4-11
4.2.3 前金站氣象因子與污染物之因子分析 .4-17
4.2.4 小港站氣象因子與污染物之因子分析 .4-23
4.2.5 與氣象因子和污染物之相關性分析 4-29
4.3民國86-93年臭氧事件日統計與天氣類型之關聯性
探討 4-30
4.3.1臭氧事件日天氣類型統計 .. 4-30
4.3.2秋冬二季天氣類型與臭氧事件日統計 4-33
4.4秋季臭氧事件日與氣象因素之主因子分析 4-36
4.5冬季臭氧事件日與氣象因素之主因子分析 4-39
4.6臭氧事件日之氣象特徵 .. 4-42
4.6.1臭氧事件日之綜觀及中尺度風場 .4-42
4.6.2臭氧事件日四測站逐時地面及高空氣象特徵4-44
4.7其他相關研究結果之比較 .. 4-53
第五章 結論與建議
5.1結論 … 5-1
5.2建議 … 5-2
參考文獻
附錄A 14種天氣類型地面天氣圖
附錄B 秋、冬臭氧事件日案例之地面天氣圖
附錄C 民國86-93年臭氧事件日列表

參考文獻

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