區域空氣擴散數值模式之應用研究

黃清勇 李坤城

國立中央大學大氣科學系

(中華民國八十六年一月二十日收稿；中華民國八十六年十一月七日定稿)

摘要

　　本研究發展一中尺度空氣擴散數值模式，用於探討複雜地形下區域空氣污染物傳送與擴散問題。台灣海峽為一狹窄的海域，東有台灣高聳的中央山脈，西有中國大陸東南山嶽地形，兩岸空氣污染物在此區域複雜氣流型態下的傳送與擴散過程乃是一值得研究的問題。
　　模擬結果顯示，低層盛行氣流受中央山脈的阻擋作用容易形成繞流現象。若盛行風向與中央山脈走向的夾角較大（如東風、東南風、西南風），可以形成背風渦旋。在複雜地形流場下，台北、台中及高雄三大都會區污染源對其山脈背風區或平地下風區皆有相當的污染潛勢。大體而言，低層盛行風受到台灣海峽渠道效應的影響，其風向受限且風速有加強的現象，造成兩岸污染物不易直接跨越海峽。若中國大陸上的面源污染物有機會進入高層的西風帶，則可快速移至台灣上空，並可能隨著中央山脈下坡風運動向低層輸送。擴散模式中亦進行單點污染物粒子隨平均風場的移動，即拉格朗日軌跡追蹤，同樣地發現在冬夏盛行風場下，低層污染粒不易跨越海峽飄送。另外，本文亦初步探討點源型式的污染粒群受次網格隨機運動影響的分布情形，模擬研究結果顯示，由於受到不均勻平均風場與亂流場影響，污染物濃度產生不對稱擴散現象，但其整體性移送仍依循平均風的拉格朗日軌跡。

關鍵詞：中尺度、空氣擴散模式、隨機運動