本研究旨在探討台北盆地能見度與空氣污染物濃度及氣象條件之相關性。首先針對能見度不良日，分別蒐集與彙整三個觀測方向(淡水、松山及新店方向)所涵蓋之行政院環保署一般空氣品質監測站之空氣污染物濃度值及中央氣象局淡水、台北氣象站之氣象條件監測值，再應用多變量分析之主成份分析法( principal component analysis ; PCA )進行數據之統計分析，從而判斷低能見度情況下，影響能見度的主要因子。
為瞭解台北盆地能見度之時空變化趨勢，本研究首先彙整過去22年(1984~2005)中央氣象局淡水氣象站之能見度歷史觀測值，統計結果顯示台北盆地能見度呈逐年上升趨勢，且能見度呈季節變化趨勢，能見度最佳之季節為秋季之10.7 km，最差之季節為春季之7.5 km，另由分季之月統計結果顯示，台北盆地之能見度變化趨勢約可分為三個時期，分別為1~5月之低能見度期、6~9月之能見度過渡期及10~12月之高能見度期。由能見度例行觀測結果顯示，淡水、松山及新店方向之能見度平均值分別為10.66 km、9.54 km及8.44 km。總體而言，不同方向之能見度長期變化趨勢大致相同，唯淡水方向之能見度略高於其他兩個方向，此結果顯示能見度除受空氣污染物及氣象條件之影響外，亦可能受局部地形之影響。此外，本研究於台北縣政府大樓頂樓進行4次能見度密集觀測，惟考量能見度季節變化趨勢，分別於2006年3月28日~4月1日、7月4 ~8日、9月19 ~23日及11月14~18日進行。密集觀測結果顯示，淡水方向之能見度亦普遍高於其他兩個方向，且下午之能見度普遍高於上午。另由1998~2006年綜觀天氣圖研判分析結果顯示，最易造成低能見度之天氣型態為華南雨區東移、鋒面過境、強烈東北季風、颱風外圍環流及鋒前暖區等五型。
此外，針對低能見度情況進行空氣污染物及氣象條件之主成份分析結果顯示,台北盆地之能見度深受懸浮微粒、氮氧化物及一氧化碳之影響，亦即移動性污染源係造成台北盆地低能見度之主要原因，且由於工業區林立與鄰近火力發電廠，淡水地區受懸浮微粒與二氧化硫之影響程度大於松山及新店地區。另就氣象條件而言，風速與溫度對能見度有較大的影響，但相對濕度之相關性則較不規律。為進一步瞭解空氣污染物濃度之空間分佈對能見度的影響，本研究配合能見度密集觀測時間進行空氣污染物濃度空間分佈分析，判讀結果發現能見度降低並不直接代表該區域之整體空氣污染物濃度昇高，亦有可能是中間過渡地帶空氣污染物濃度昇高所致。

This study aims to investigate the influence of air pollutant concentration and meteorological factors on the atmospheric visibility in Taipei basin. First of all, we collected air quality data measured by ambient air quality monitoring stations of EPA (Environmental Protection Administration) and the meteorological factors monitored by Tamsui and Taipei meteorological stations separately, based on the range of three observation directions. We then analyzed the data by PCA (principal component analysis) to determine the main effective factors on atmospheric visibility under low visibility condition.
In order to comprehend the spatial and temporal distribution of atmospheric visibility, we collected the atmospheric visibility data from Taipei meteorological observation stations for the past twenty-two years (1984~2005), it showed that the atmospheric visibility increased gradually. The seasonal variation of visibility was also observed, the best season was autumn (10.7 km) and the worst season was spring (7.5 km). Furthermore, according to the monthly statistical results, the visibility trends in the Taipei Basin can be separated into three typical periods: low visibility period (January to May), transitional period (June to September), high visibility period (October to December). The average atmospheric visibilities observed at the Tamsui, Songshan, and Sindian directions were 10.66 km , 9.54 km and 8.44 km, respectively. In general, the visibility at the Tamsui direction was slightly higher than those from other two directions. The results showed that atmospheric visibility was influenced not only by air pollutant levels and meteorological factors, but also affected by local topography of Taipei Basin. This study revealed that the atmospheric visibility data led on the Tamsui, Songshan observation directions is better.
Four intensive observations of atmospheric visibility were conducted during March 28~April 1, July 4~8, September 19~23, and November 14~18 in the year of 2006, respectively. The results showed that the atmospheric visibilities at Tamsui direction were generally higher than other two directions. The visibilities observed in the afternoon were generally higher than those in the morning.
Results obtained from the principle component analysis showed that the atmospheric visibility in the Taipei Basin were mainly influenced by PM10, NOx and CO, that mobile sources was the main cause of low visibility in the Taipei Basin. In addition, Tamsui region were affected by PM10 and SO2 more than Songshan and Sindian regions, which was influenced by neighboring industrial and the power plants. In the meteorological factors, wind speed and temperature have more influence on atmospheric visibility, however, the relationship between atmospheric visibility and relative humidity was somehow irregular. The analysis of the spatial distribution of air pollutants showed that low visibilities can not be caused only by high air pollutant concentration within the region, it may caused by the rise of air pollutant concentration in the transition region.

謝誌 Ι
中文摘要 Ⅱ
英文摘要 Ⅳ
目錄 Ⅵ
表目錄 Ⅸ
圖目錄 Ⅹ
第一章 前言 1-1
1-1研究緣起 1-1
1-2研究目的 1-2
第二章 文獻回顧 2-1
2-1台北地區氣象特徵 2-1
2-2大氣中懸浮微粒之特性 2-2
2-2-1懸浮微粒之分類 2-2
2-2-2二次氣膠之特性 2-4
2-3能見度與消光係數之定 2-5
2-3-1能見度之定義 2-5
2-3-2消光係數之定義 2-7
2-4懸浮微粒特性對能見度之影響 2-10
2-4-1物理因子對能見度的影響 2-10
2-4-2化學組成對能見度的影響 2-11
2-5影響大氣消光係數之因素 2-12
2-6能見度與氣象因子之相關性 2-14
2-6-1溫度 2-14
2-6-2相對溼度 2-15
2-6-3風速 2-16
2-7主成份分析之相關應用 2-17
第三章 研究方法 3-1
3-1綜觀天氣型態整理與分析 3-1
3-2能見度觀測方法 3-10
3-2-1能見度觀測標的物 3-12
3-3能見度影響參數之彙整與分析 3-17
3-3-1空氣污染物 3-17
3-3-2氣象條件 3-17
3-4多變量統計分析方法 3-21
3-4-1因子分析(Factor Analysis) 3-21
3-4-2因子篩選(Factor Screening) 3-24
3-4-3因子評分(Factor Scoring) 3-25
第四章 結果與討論 4-1
4-1台北盆地能見度之時空分佈 4-1
4-1-1台北盆地能見度 4-1
4-1-2台北盆地能見度之空間分佈趨勢 4-12
4-1-3能見度密集觀測結果 4-18
4-2天氣型態對能見度之影響結果 4-31
4-2-1天氣型態之整理 4-31
4-2-2天氣型態與能見度之關係 4-32
4-3低能見度狀態下能見度與空氣污染物濃度及氣象條件之相關性探討 4-43
4-4空氣污染物濃度之時空變化趨勢對能見度之影響 4-56
第五章 結論與建議 5-1
5-1結論 5-1
5-2建議 5-2
參考文獻
附錄A 各類天氣型態之綜觀天氣圖 A-1
附錄B 能見度之密集觀測數據 B-1
附錄C 1998~2006年逐日天氣型態表 C-1
附錄D 主成份分析標準步驟 D-1

表目錄
表3-1 觀測標的物位置及其與關觀測站間之距離 3-15
表3-2 台北縣市環保署空氣品質監測站位置 3-19
表3-3 台北縣市環保署空氣品質監測站之監測項目 3-20
表4-1 台北盆地1~12月之能見度發生頻率及累積頻率表 4-4
表4-2 各觀測方向11時及14時之月平均能見度 4-16
表4-3 能見度密集觀測期間之天氣型態及氣象條件彙整表 4-30
表4-4 1998~2006年間台灣地區各類天氣型態之發生日數及發生頻率表 4-33
表4-5 1998~2006年間各類天氣型態下能見度之發生頻率表 4-35
表4-6 能見度觀測期間空氣污染物及氣象條件彙整表 4-45
表4-7 不同能見度等級之主成份分析結果 4-46
表4-8 主成份分析之因素負荷(能見度低於五公里) 4-48
表4-9 主成份分析之因素負荷(能見度高於五公里) 4-49

圖目錄
圖2-1 大氣中懸浮微粒之粒徑分佈 2-4
圖2-2 太陽光能譜圖 2-6
圖2-3 採樣期間各階微粒散光係數百分比(袁中新等，2000) 2-11
圖2-4 懸浮微粒中各化學物種對散光係數之貢獻量(袁中新等，2000) 2-12
圖2-5 散光係數與能見度之關係(在積分式散光儀之加熱器打開情況下)(劉山豪，2000) 2-16
圖2-6 散光係數與能見度之關係(在積分式散光儀之加熱器未打開情況下) (劉山豪，2000) 2-17
圖3-1 研究方法流程圖 3-2
圖3-2 觀測站與觀測角度示意圖 3-13
圖3-3 觀測站與標的物之相關位置圖 3-16
圖3-4 臺北縣市環保署空氣品質監測站位置分佈圖 3-18
圖4-1 台北盆地過去二十二年能見度變化趨勢圖(1984~2005) 4-2
圖4-2 台北盆地春、夏兩季能見度逐年變化趨勢圖 4-3
圖4-3 台北盆地秋、冬兩季能見度逐年變化趨勢圖 4-3
圖4-4 一月份能見度發生頻率及累積頻率圖 4-6
圖4-5 二月份能見度發生頻率及累積頻率圖 4-6
圖4-6 三月份能見度發生頻率及累積頻率圖 4-7
圖4-7 四月份能見度發生頻率及累積頻率圖 4-7
圖4-8 五月份能見度發生頻率及累積頻率圖 4-8
圖4-9 六月份能見度發生頻率及累積頻率圖 4-8
圖4-10 七月份能見度發生頻率及累積頻率圖 4-9
圖4-11 八月份能見度發生頻率及累積頻率圖 4-9
圖4-12 九月份能見度發生頻率及累積頻率圖 4-10
圖4-13 十月份能見度發生頻率及累積頻率圖 4-10
圖4-14 十一月份能見度發生頻率及累積頻率圖 4-11
圖4-15 十二月份能見度發生頻率及累積頻率圖 4-11
圖4-16 淡水方向能見度變化趨勢圖 4-13
圖4-17 松山方向能見度變化趨勢圖 4-14
圖4-18 新店方向能見度變化趨勢圖 4-14
圖4-19 十一時觀測能見度之月變化趨勢圖 4-15
圖4-20 十四時觀測能見度之月變化趨勢圖 4-15
圖4-21 三方向能見度之累積發生頻率圖 4-16
圖4-22 淡水方向能見度發生頻率統計圖 4-17
圖4-23 松山方向能見度發生頻率統計圖 4-17
圖4-24 新店方向能見度發生頻率統計圖 4-18
圖4-25 2006年3月28日能見度逐時變化圖 4-20
圖4-26 2006年3月29日能見度逐時變化圖 4-20
圖4-27 2006年3月30日能見度逐時變化圖 4-21
圖4-28 2006年3月31日能見度逐時變化圖 4-21
圖4-29 2006年4月1日能見度逐時變化圖 4-22
圖4-30 2006年7月4日能見度逐時變化圖 4-22
圖4-31 2006年7月5日能見度逐時變化圖 4-23
圖4-32 2006年7月6日能見度逐時變化圖 4-23
圖4-33 2006年7月7日能見度逐時變化圖 4-24
圖4-34 2006年7月8日能見度逐時變化圖 4-24
圖4-35 2006年9月19日能見度逐時變化圖 4-25
圖4-36 2006年9月20日能見度逐時變化圖 4-25
圖4-37 2006年9月21日能見度逐時變化圖 4-26
圖4-38 2006年9月22日能見度逐時變化圖 4-26
圖4-39 2006年9月23日能見度逐時變化圖 4-27
圖4-40 2006年11月14日能見度逐時變化圖 4-27
圖4-41 2006年11月15日能見度逐時變化圖 4-28
圖4-42 2006年11月16日能見度逐時變化圖 4-28
圖4-43 2006年11月17日能見度逐時變化圖 4-29
圖4-44 2006年11月18日能見度逐時變化圖 4-29
圖4-45 1998~2006年間台灣地區各類天氣型態發生日數圖 4-34
圖4-46 華南雨區東移型天氣型態下之能見度發生頻率分佈圖 4-38
圖4-47 鋒面過境型天氣型態下之能見度發生頻率分佈圖 4-39
圖4-48 強烈東北季風型天氣型態下之能見度發生頻率分佈圖 4-39
圖4-49 颱風外圍環流型天氣型態下之能見度發生頻率分佈圖 4-40
圖4-50 鋒前暖區型天氣型態下之能見度發生頻率分佈圖 4-40
圖4-51 熱帶低壓系統外圍環流型天氣型態下之能見度發生頻率分佈圖 4-41
圖4-52 太平洋高壓型天氣型態下之能見度發生頻率分佈圖 4-41
圖4-53 高壓出海Ⅱ型天氣型態下之能見度發生頻率分佈圖 4-42
圖4-54 低壓帶型天氣型態下之能見度發生頻率分佈圖 4-42
圖4-55 不同能見度等級各方向之陡坡圖 4-47
圖4-56 淡水方向因子負荷圖(能見度低於5公里) 4-53
圖4-57 松山方向因子負荷圖(能見度低於5公里) 4-53
圖4-58 新店方向因子負荷圖(能見度低於5公里) 4-54
圖4-59 淡水方向因子負荷圖(能見度高於5公里) 4-54
圖4-60 松山方向因子負荷圖(能見度高於5公里) 4-55
圖4-61 新店方向因子負荷圖(能見度高於5公里) 4-55
圖4-62 7月4日11時~15時各測站之懸浮微粒濃度逐時變化圖 4-57
圖4-63 7月4日11時~15時各測站之一氧化氮濃度逐時變化圖 4-58
圖4-64 7月4日11時~15時各測站之二氧化氮濃度逐時變化圖 4-58
圖4-65 7月4日11時~15時各測站之臭氧濃度逐時變化圖 4-58
圖4-66 7月4日11時~15時各測站之一氧化碳濃度逐時變化圖 4-59
圖4-67 2006年7月4日11~15時之懸浮微粒等濃度分佈圖 4-60
圖4-68 2006年7月4日11~15時之一氧化氮等濃度分佈圖 4-61
圖4-69 2006年7月4日11~15時之二氧化氮等濃度分佈圖 4-62
圖4-70 2006年7月4日11~15時之臭氧等濃度分佈圖 4-63
圖4-71 2006年7月4日11~15時之ㄧ氧化碳等濃度分佈圖 4-64
圖4-72 11月16日12時~16時各測站之懸浮微粒濃度逐時變化圖 4-66
圖4-73 11月16日12時~16時各測站之一氧化氮濃度逐時變化圖 4-66
圖4-74 11月16日12時~16時各測站之二氧化氮濃度逐時變化圖 4-67
圖4-75 11月16日12時~16時各測站之臭氧濃度逐時變化圖 4-67
圖4-76 11月16日12時~16時各測站之一氧化碳濃度逐時變化圖4-67
圖4-77 2006年11月16日12~16時之懸浮微粒等濃度分佈圖 4-68
圖4-78 2006年11月16日12~16時之一氧化氮等濃度分佈圖 4-69
圖4-79 2006年11月16日12~16時之二氧化氮等濃度分佈圖 4-70
圖4-80 2006年11月16日12~16時之臭氧等濃度分佈圖 4-71
圖4-81 2006年11月16日12~16時之一氧化碳等濃度分佈圖 4-72

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李崇垓，“大氣氣膠微粒物化特性與氣象因子對高雄都會區能見度之影響研究”，國立中山大學博士論文，民國95年。
陳順宇，“多變量分析”，華泰書局，民國87年。
陳順宇、鄭碧娥，“Statistica手冊(Ⅰ)：基本統計”，華泰書局，民國88年。
周文賢，“統計學”，智勝文化事業有限公司，民國94年。
戚啟勳，“普通氣象學”，正中書局，民國89年。