民國90~94年來，高雄縣臭氧濃度有逐年上升之趨勢，為高高屏空品區空品不良之主要原因之ㄧ。為達有效改善臭氧空氣品質不良之目的，針對臭氧前驅物VOCs和NOx需作一整體性之調查及整理，除此之外，O3其累積濃度亦受日照強度、溫度、溼度、降雨及風向風速等因素影響。本研究主為以繫留氣球調查11月22~25日林園石化工業區大氣垂直高度的臭氧前驅物濃度分佈及其光化反應特性並討論其與天氣型態及氣象參數之關係，作為臭氧濃度控制的參考。

由氣象參數的分析可知，探測期間綜觀天氣型態為東北季風型態，漁會測站屬下風區位，新園國小測站屬上風區位，海陸風為低空(約700 公尺以下)常態的地區性風或局部環流，造成上下風區位變動，而兩測站臭氧與風速整體趨勢在500m有明顯的負相關性，500m以下高度則相關性差，臭氧與NMHC整體趨勢為負相關，在100m至300m處的相關性較500m以上好。臭氧與NOx整體趨勢為在100m處有負相關性，在300m以上時，則相關性不明顯，顯示與NOx污染源的來源有關，故越往高空相關性越差。

Over the past 2001~2005 years, the ozone concentration of Kaohsiung county had a rising trend year by year. It’s one of the main reasons that air quality was bad in Kaohsiung and Pingtung Counties. In order to reach the purpose to improve the ozone and air quality effectively, we need to make the whole investigation and of the ozone precursors VOCs and NOx. In addition, the ozone concentration is also influenced by factors, such as intensity of sunshine, temperature, humidity, rainfall, and speed of wind direction, etc. This research mainly investigated the distributing of the ozone precursors of the vertical height and the photochemical ozone formation reactivity with sounding for the 22nd –the 25th of November in the Lin-Yuan petrochemical industrial park to discuss the relation of synoptic systems and meteorological parameterization, as the reference used in controlling ozone concentration.

It is known the comprehensive synoptic systems are Northeasterly Monsoon Winds type by the analysis of the meteorological parameterization. The station of fishers association was the downwind position and the station of sin-yuan elementary school was the upwind position. The sea-land breeze, that is normally low-latitude (under about 700 meters) regional wind or local circulation, causes the position change of upper and lower wind. The whole trend of ozone and speed of wind of the two stations had negative correlation obviously and the correlation was bad for the height under 500 meters. The whole trend of ozone and NMHC was negative correlation in range of 100m to 300m that was better than above 500 meters. The whole trend of ozone and NOx was negative correlation in the height of 100 meters and had no correlation in above 300 meters. It shows that correlation of O3 and NOx is relatived to source of NOx pollution and is decreased with the altitude height.

謝誌 І
中文摘要 Ⅱ
英文摘要 Ⅲ
目 錄 Ⅴ
表目錄 Ⅸ
圖目錄 Ⅹ
第一章　緒論 1-1
1-1 研究緣起 1-1
1-2 研究目的 1-2
1-3 預期成果 1-2
第二章　文獻回顧 2-1
2-1空氣品質及氣象現況分析 2-1
2-1-1高雄縣內測站逐年空品資料統計 2-4
2-1-2高雄縣內測站逐月空品資料統計 2-6
2-2臭氧生成與成分特性 2-12
2-2-1臭氧生成 2-12
2-2-2臭氧成分特性 2-13
2-2-3臭氧濃度相關研究 2-14
2-3臭氧前驅物排放與成分特性 2-15
2-3-1 NOx之排放與成分特性 2-16
2-3-2 VOC之排放與成分特性 2-18
2-3-3臭氧與臭氧前驅物之生成因素 2-21
2-3-4臭氧前驅物相關研究 2-23
2-4混合層高度 2-25
第三章　工作方法 3-1
3-1分析項目及方法 3-1
3-2採樣地點及採樣頻率之選定 3-1
3-2-1採樣地點之選定 3-1
3-2-2採樣頻率與數量 3-2
3-3採樣程序 3-4
3-4實驗設備 3-9
3-4-1探空氣象及污染物採樣設備 3-9
3-4-2污染物濃度分析設備 3-10
3-5數據資料解析 3-19
3-5-1氣象參數資料解析 3-19
3-5-2空氣品質資料解析 3-20
3-5-3 虛位溫計算 3-20
3-5-4 混合層高度量測方法 3-23

第四章　林園工業區監測數據解析 4-1
4-1綜觀天氣變化型態說明 4-1
4-2上下風區位氣象參數垂直高度數值解析 4-6
4-2-1風速風向垂直高度變化解析. 4-6
4-2-2大氣壓力垂直高度變化解析 4-9
4-2-3虛位溫、相對濕度垂直高度變化解析 4-11
4-2-3混合層高度解析 4-19
4-3上下風區位臭氧濃度垂直高度變化解析 4-20
4-3-1地面臭氧濃度變化解析 4-20
4-3-2臭氧濃度垂直高度變化解析 4-22
4-4上下風區位空品污染物濃度垂直高度變化解析 4-24
4-4-1 NOx濃度垂直高度變化解析 4-24
4-4-2 NMHC濃度垂直高度變化解析 4-26
4-5臭氧濃度與氣象參數垂直高度之相關性分析 4-28
4-5-1臭氧濃度與風速垂直高度之相關性分析 4-28
4-5-2臭氧濃度與虛位溫垂直高度之相關性分析 4-31
4-6臭氧與臭氧前驅物濃度垂直高度變化之相關性分析 4-34
4-6-1臭氧與NMHC濃度垂直高度之相關性分析 4-34
4-6-2臭氧與NOx濃度垂直高度之相關性分析 4-37
第五章　結論與建議 5-1
5-1結論 5-1
5-1-1氣象觀測 5-1
5-1-2大氣空品污染物測定 5-2
5-1-3臭氧濃度與氣象參數及臭氧前驅物 5-3
5-2建議 5-4
參考文獻 參-1
附錄一 口試委員意見及回覆 附-1



表 目 錄

表2-1 空氣污染指標大於一百之日數統計表 2-3
表2-2 污染物濃度與污染物副指標值對照表 2-4
表3-1 分析項目及方法彙整 3-4
表3-2 氮氧化物分析儀性能規格 3-15
表3-3 臭氧分析儀性能規格 3-16
表3-4 二氧化硫分析儀性能規格 3-17
表3-5 一氧化碳分析儀性能規格 3-18

圖 目 錄

圖2-1 空氣污染指標大於一百之指標污染物分佈圖 2-3
圖2-2 各空品區空氣品質不良比例比較圖 2-4
圖2-3 高雄縣空品污染物之年平均值 2-5
圖2-4 高雄縣指標污染物事件日站日數比例圖 2-6
圖2-5 大寮測站民國85-92年PM10、CO、O3、NO2月平均
變化趨勢 2-8
圖2-6 仁武測站民國85-92年PM10、CO、03、NO2月平均
變化趨勢 2-9
圖2-7 林園測站民國85-92年PM10、CO、O3、NO2月平均
變化趨勢 2-10
圖2-8 美濃測站民國85-92年PM10、CO、O3、NO2月平均
變化趨勢 2-11
圖2-9 NOx與NMHC之比值 2-21
圖3-1 探空採樣地點和林園工業區地圖 3-3
圖3-2 林園工業區工廠配置圖和林園測站秋季風花圖 3-3
圖3-3 探空實驗流程圖 3-7
圖3-4 探空實驗設備示意圖 3-8
圖3-5 乾絕熱遞減率決定大氣混合層高度的方法 3-23
圖4-1 94年11月22日中央氣象局地面天氣圖 4-4
圖4-2 94年11月23日中央氣象局地面天氣圖 4-4
圖4-3 94年11月24日中央氣象局地面天氣圖 4-5
圖4-4 94年11月25日中央氣象局地面天氣圖 4-5
圖4-5 漁會測站22~25日水平風場向量高度對時間圖 4-8
圖4-6 新園國小測站22~25日水平風場向量高度對時間圖 4-8
圖4-7 漁會測站22~25日大氣壓力垂直高度對時間等值線圖 4-10
圖4-8 新園國小測站22~25日大氣壓力垂直高度
對時間等值線圖 4-10
圖4-9 漁會測站22~25日虛位溫垂直高度對時間等值線圖 4-13
圖4-10 新園國小測站22~25日虛位溫垂直高度對時間等值線圖 4-13
圖4-11 兩測站22~25日0時虛位溫垂直高度剖面圖 4-14
圖4-12 兩測站22~25日3時虛位溫垂直高度剖面圖 4-14
圖4-13 兩測站22~25日6時虛位溫垂直高度剖面圖 4-15
圖4-14 兩測站22~25日9時虛位溫垂直高度剖面圖 4-15
圖4-15 兩測站22~25日12時虛位溫垂直高度剖面圖 4-16
圖4-16 兩測站22~25日15時虛位溫垂直高度剖面圖 4-16
圖4-17 兩測站22~25日18時虛位溫垂直高度剖面圖 4-17
圖4-18 兩測站22~25日21時虛位溫垂直高度剖面圖 4-17
圖4-19 漁會測站22~25日相對濕度垂直高度對時間等值線圖 4-18
圖4-20 新園國小測站22~25日相對濕度垂直高度
對等值線時間圖 4-18
圖4-21 漁會及新園國小測站22~25日混合層高度對時間圖 4-19
圖4-22 漁會測站22~25日地面臭氧濃度對時間圖 4-21
圖4-23 新園國小測站22~25日地面臭氧濃度對時間圖 4-21
圖4-24 環保署林園測站22~25日地面臭氧濃度對時間圖 4-21
圖4-25 漁會測站22~25日臭氧濃度垂直高度對時間等值線圖 4-23
圖4-26 新園國小測站22~25日臭氧濃度垂直高度
對時間等值線圖 4-23
圖4-27 漁會測站22~25日NOx濃度垂直高度對時間等值線圖 4-25
圖4-28 新園國小測站22~25日NOx濃度垂直高度
對時間等值線圖 4-25
圖4-29 漁會測站22~25日NMHC濃度垂直高度
對時間等值線圖 4-27
圖4-30 新園國小測站22~25日NMHC濃度垂直高度
對時間等值線圖 4-27
圖4-31 漁會與新園國小測站100m處臭氧與風速相關性分析圖 4-29
圖4-32 漁會與新園國小測站300m處臭氧與風速相關性分析圖 4-29
圖4-33 漁會與新園國小測站500m處臭氧與風速相關性分析圖4-30
圖4-34 漁會與新園國小測站1000m處臭氧與風速相關性
分析圖 4-30
圖4-35 漁會與新園國小測站100m處臭氧與虛位溫相關性
分析圖 4-32


圖4-36 漁會與新園國小測站300m處臭氧與虛位溫相關性
分析圖 4-32
圖4-37 漁會與新園國小測站500m處臭氧與虛位溫相關性
分析圖 4-33
圖4-38 漁會與新園國小測站1000m處臭氧與虛位溫相關性
分析圖 4-33
圖4-39 漁會與新園國小測站100m處臭氧與NMHC相關性
分析圖 4-35
圖4-40 漁會與新園國小測站300m處臭氧與NMHC相關性
分析圖 4-35
圖4-41 漁會與新園國小測站500m處臭氧與NMHC相關性
分析圖 4-36
圖4-42 漁會與新園國小測站1000m處臭氧與NMHC相關性
分析圖 4-36
圖4-43 漁會與新園國小測站100m處臭氧與NOx相關性
分析圖 4-38
圖4-44 漁會與新園國小測站300m處臭氧與NOx相關性
分析圖 4-38
圖4-45 漁會與新園國小測站500m處臭氧與NOx相關性
分析圖 4-39
圖4-46 漁會與新園國小測站1000m處臭氧與NOx相關性
分析圖 4-39

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