25 10 月, 2021

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中大研究發現空污減少降雨 造成石門水庫蓄水不足

近來全臺水情狂拉警報,許多縣市面臨缺水危機,中央大學大氣科學系與美國紐約州立大學研究團隊,利用NASA衛星與地面13年長期觀測資料,分析氣膠對臺灣北部秋季暖雲及降雨的影響,研究發現秋冬空氣污染可能會改變降雨特徵,成果刊登在大氣科學頂尖期刊(Atmospheric Chemistry and Physics)。

 中央大學大氣科學系王聖翔副教授指出,臺灣主要降雨來源為5到9月的梅雨與颱風季,雖然秋冬季降雨量相對較少,但對於水庫維持蓄水量相當關鍵。秋冬季同時也是空氣品質較差的季節,空氣污染不只會影響健康,也可能會改變降雨特徵。

 中大研究團隊透過整合地面細懸浮微粒PM2.5、氣象觀測(溫度、濕度、風向、風速及降雨量)及衛星觀測之氣膠與雲參數等資料,提出氣膠間接效應(aerosol indirect effect)的觀察證據。桃園地區人口聚集工商業發達,在空氣品質較為不良的秋季,暖雲特徵大多屬於薄且破碎 (暖雲係指雲內溫度高於攝氏0度以上)。在固定量的水氣條件下,當氣膠含量增加,會導致雲滴數量濃度增加、雲滴體積變小、抑制暖雲底部的降水,使雲的生命週期變長,意味著不容易下雨。

 搭配分析地面雨滴粒徑觀測資料,得到了一致的證實:污染日的平均日累積降雨量比乾淨日低了6.8毫米,之間的差異主要來自於小雨滴和中雨滴的數目及發生頻率減少,而大雨滴反而增加,但大雨滴所佔總數比例是較低的,降雨效率低,無助總降雨量增加。整體而言,空氣污染造成桃園地區雲與降雨特徵的改變,會間接影響到石門水庫的蓄水量。

 此篇研究的第一作者陳映潔,畢業於中央大氣物理研究所的碩士生同學,她當時為第一屆參與臺美U.S.-Taiwan Partnership for International Research and Education(簡稱PIRE計畫)的學生,於美國進行交換2個月,PIRE計畫為臺灣科技部與美國國家科學基金會共同支持的計畫,臺美雙方分別由中央大學大氣系和紐約州立大學奧爾巴尼分校大氣科學研究中心主導,林沛練老師為計畫主持人,大氣系王聖翔老師為陳映潔的指導教授。