王聖翔 ^1,2*、陳映潔 ¹、林昆緯 ^1,3、李育棋 ³、葉子嫈 ³、鄭光浩 ³、張育承 ³

¹ 國立中央大學大氣科學系 ² 國立中央大學環境監測技術聯合中心 ³ 交通部中央氣象局

(中華民國 111 年 5 月 10 日收稿;中華民國 111 年 7 月 4 日定稿)

摘要

全天空短波輻射量為主要的常規氣象觀測參數之一，此資料廣泛應用於氣候變遷與太陽能應用領 域。自 2002 年起，中央氣象局於各局屬氣象站全面更新為 Eppley 公司出產的 Precision Spectral Pyranometer (PSP)進行觀測，屬於具有高準確度符合 A 級(class A)之輻射計，然而，未搭配統一的校 正程序及資料品管流程(Quality Control, QC)，以致資料應用上產生疑慮。因此，本研究建置一套適合 臺灣氣象局輻射資料之 QC 流程，檢視 2002 至 2020 年共達 19 年，30 個局屬氣象站地面自動氣象觀 測系統(ASOS)之全天空短波輻射資料，標註可疑或異常的觀測資料，並給予資料相對應之旗標(Flag 0- 7)，以提升大氣輻射資料的可用性。

長期資料品管流程可分為兩階段檢驗流程，第一階段以單站長期資料進行處理，先濾除異常值後， 進行物理可能極限(Physically Possible Limits)與極端最小極限(Extremely Rare Minimum Limits)檢定， 用以偵測資料中異常大的誤差值與較大的隨機誤差，此階段 30 個局屬站之資料品保可用率皆超過 90%，接著進行每日氣候最大值(Daily Climate Maximum)檢定，檢視資料於連續 6 個月期間，掌握是 否存在儀器老化、校正係數偏離、儀器毀損故障等情形，扣除有上述疑慮之資料後，各測站之資料品 保可用率下降至 53-95%之間，其中校正係數偏離是影響資料品質的主要原因，凸顯定期校正輻射儀 器之重要性。第二階段為使用第一階段篩選出的高品質資料，進一步加入鄰近測站倆倆進行相關性及 時序比較，我們進一步檢查出資料處理器(data logger)所記錄的異常值，並予以濾除;同時在這個階段 我們也加入人工判定，註記有疑慮的觀測資料區間。最後，本研究以 2020 年為基礎，比對 QC 後高品 質地面觀測資料與 Himawari-8 衛星反演日射量差異，結果顯示兩者的相關係數高達 0.96，各月的相 關係數介於 0.94 至 0.97。進一步檢驗衛星反演在時空上的表現，結果顯示，在花蓮地區衛星反演比地 面觀測高約 27.9%，北部地區則有約 4.6%的低估，月份上，偏高情形以 3 月的 6.5%最為明顯，整體 來說，衛星反演相比地面觀測普遍呈現高估的情形。本研究發展出一套嚴格的輻射資料 QC 流程，確 認過去長達 19 年的地表太陽輻射資料可靠度，有利於後續科學研究發展。