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弘光科大無人機感測研究 關心台灣空污

2019-04-15 15:19經濟日報 黃啟銘

空污一直是民眾關切的議題,弘光科大環境與安全衛生工程系大四學生許明哲專題研究「無人載具監測逆溫層可行性的評估」,利用無人機裝設PM2.5、溫溼度、GPS模組等感測器,飛到學校附近的火力發電廠、鋼鐵廠上空監測,發現發生「逆溫現象」時,暖空氣無法垂直對流, 污染物擴散不良,使得PM2.5呈現滯留。

環安系學生許明哲利用無人機測逆溫層,發現逆溫層發生PM2.5濃度便提高。 弘光科...
環安系學生許明哲利用無人機測逆溫層,發現逆溫層發生PM2.5濃度便提高。 弘光科大/提供。

身為指導老師,環安系副教授羅金翔表示,逆溫層好發的時間在12月到翌年5月,發生在近地表低空,因逆溫層阻擋空氣的垂直對流,導致下方空氣無法向上擴散,讓汙染物質囤積在下方影響空氣品質,讓汙染更嚴重,因此,學生操作無人載具研究逆溫層的發生時機,也能提醒民眾逆溫層發生時,空污恐會較嚴重。

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逆溫層發生時,空氣無法流通PM2.5濃度便提高。 弘光科大/提供。
逆溫層發生時,空氣無法流通PM2.5濃度便提高。 弘光科大/提供。

許明哲指出,現在收集大氣數據的方法,是透過探空氣球搭載監測設備收集數據再回傳到雷達站,但是此方式成本高、機動性低,適合常態例行觀測,對於即時觀測特定污染源所導致的空氣汙染,效果不顯著,但利用裝設感測器的無人飛行載具監測氣溫與PM2.5隨高度的數值變化,發現效果不錯,不僅可以即時回傳訊息、機動性高、成本低,透過進一步數據分析,發現只要有逆溫層發生便會導致髒空氣無法飄散。

由於弘光鄰近台中火力發電廠與中龍鋼鐵,許明哲認為特別適合利用無人機飛到這兩個地區,觀察逆溫層對空污的影響。太陽下山時海線地表會有「輻射冷卻」現象,容易發生逆溫層,因此選擇晚上8點左右執行飛行監測,在台中火力廠周遭監測時,發現逆溫層在240公尺的高度發生。

許明哲進一步解釋,火力電廠煙囪高度約250公尺,發生逆溫層後污染物向下擴散受阻,將會透過高空風吹把污染物飄散到較遠下風地區;另外,在中龍鋼鐵附近監測發現,在190公尺高度開始發生逆溫狀況,中龍鋼鐵煙囪高度約143公尺,逆溫發生的高度比煙囪高,導致排放的氣體無法向上擴散,污染物對煙囪鄰近區域影響較顯著。

「只要氣象條件符合,均可測得逆溫的現象,顯示利用無人飛行載具測量逆溫層並評估PM2.5汙染現況是可行的。」羅金翔說,如果使用無人飛行載具執行逆溫層測量廣泛運用,可以成為智慧城市環境物聯網的一環,蒐集污染源附近大氣微氣候與污染物濃度數據後即時公布,除了可以提供工廠降載的規劃依據,也能預警提醒民眾逆溫層發生時,空污恐會比較嚴重,建議儘量減少外出並做好自身防護。

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