氣體監測

季節變化

區域大氣污染物排放源區主要位於我國上風處之亞洲大陸,包含中國、東南亞,甚至南亞等區域,其隨季節性盛行氣團運動長程傳送至台灣。以鹿林山海拔近3,000公尺而言,每年冬末及春季(2至4月)高層西風盛行時,源自中國南方、中南半島、東印度等區域之大氣污染物傳送最為顯著。當氣象條件合適時,亦可觀測到來自中國北方之沙塵暴。反之,夏季源自南方及西太平洋海域之乾淨氣團則會到達鹿林山區。因此,鹿林山背景站長期資料可以顯現區域污染及低自由對流層(Lower Free Troposphere,LFT)背景大氣的特徵,且因台灣地理位置位於海陸交界、冬夏盛行季風交替帶,迥異於其他國際背景站單一特徵性,實為其最佳優勢。

2006-2011年鹿林山背景站站空氣品質CO、O3與PM10平均值分別153.4 ppb、32.8 ppb與10.5 μg m-3,並具有一致的季節性變化,全年最低值皆出現於夏季,最高值則在春季。春季三月CO、O3與PM10 月平均值分別為205.1 ppb、55.8 ppb與22.2 μg m-3,分別為夏季七月平均值的3.1倍、2.8倍與3.6倍。CO和O3的季節性變化趨勢與緯度接近的夏威夷Mauna Loa高山測站(19.54°N,155.58°W,3,397 m)相似,且和北半球背景大氣相同,呈現春高夏低的特徵。上游氣團源區的轉換為鹿林山CO、O3與PM10季節性變化的主因,如春季因中南半島上升氣流將生質燃燒污染物帶至西風帶,再經盛行西風長程傳送至鹿林山,造成春季產生峰值。

鹿林山背景站大氣污染物長期基線資料之建立並估算東亞大氣背景值為建站的主要目標之一,以了解台灣高山地區在不受人為排放影響的情況下之大氣特徵,並有效地估算其長程傳送或當地人為污染排放對台灣的影響程度。參考全球溫室氣體監測網AGAGE分析方法,分離鹿林山背景站長期資料中之污染值與背景值,求得CO、O3與PM10背景值分別約為119.5 ppb、33.0 ppb與4.1 μg m-3 ,或可代表東亞LFT之背景值,進而可以估算東亞受人為排放之貢獻量。

鹿林山雨水pH之月平均值只有在3月時低於5.0,達到受人為污染排放影響之酸雨標準,且致酸離子濃度於3、4月也明顯升高,此與CO、O3與PM10為受到西風傳送之生質燃燒物影響相同,進而導致雨水酸化。氣膠光學厚度(AOD)代表整層大氣受氣膠污染的相對指標,鹿林山背景站月平均變化顯示,AOD於春季達到最大值。由於鹿林山背景站高度明顯高於大氣邊界層,較不易受到周邊都市邊界層內各種高濃度之人為污染物影響,因此,春季AOD高值主要受長程(境外)傳送氣膠之影響所致。大氣汞為聯合國環境規劃署新公告之全球性有害污染物,極受關注,正全面展開長期監測。鹿林山背景站擁有亞洲最長期與領先之大氣汞監測數據,氣態汞(GEM)平均濃度為1.69 ng m-3 ,佔總大氣汞濃度的98.7 %。 整體而言,鹿林山GEM濃度於夏季時濃度較低(6至7月),而秋季至隔年春季則濃度較高。

溫室氣體

根據2007年聯合國政府間氣候變遷委員會(IPCC)所發表的氣候變遷第四次評估報告(AR4)指出,全球平均氣溫正加速上升中,並指出長生命期溫室氣體的正向影響幅度最為顯著,包括二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、一氧化二氮(N2O)、氟氯碳化物(CFCs)等化合物,其輻射驅動力RF總和為+2.63 Wm-2,為明顯的增溫效應。若計算各溫室氣體對暖化效應的貢獻(全球暖化潛勢,GWP),設定CO2為1之參考基準,則CH4約為21倍,N2O約為310倍。  環保署與美國海洋大氣總署進行長期合作,共同採集與分析鹿林山溫室氣體,長期資料顯示,鹿林山背景站之CO2和CH4季節性變化特徵和全球平均同調,皆呈現春高夏低的趨勢。於2006年至2011年間,鹿林山CO2的年成長率為2.33 ppm yr-1, CH4的年成長率為4.06 ppb yr-1,N2O的年成長率為0.77 ppb yr-1,均呈現穩定上升之趨勢,略高於全球平均之成長率。 此外,氟氯碳化物CFCs會造成溫室效應外,亦會破壞平流層的臭氧層,導致太陽輻射得以長驅直入。鹿林山背景站於2007年11月開始即時自動連續觀測CFCs,資料顯示CFC-12、CFC-113、CCl4濃度成長已經趨於緩和,而CFC-11、CH3CCl3、Halon-1211的濃度則呈現下降趨勢,此乃說明鄰近國家之CFCs、Halons、CCl4等蒙特婁協議限制物質的禁用已見成效。