弘光科技大學 公關室電子報

環安系學生用無人載具感測器研究 逆溫層發生PM2.5濃度便提高

空污一直是民眾關切的議題，弘光科技大學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。

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。

 

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。

 

許明哲說，他花了半年時間進行專題前置作業，把裝有溫度、濕度、PM2.5、GPS、藍芽傳輸的感測器裝載到無人飛行機具上，從平地以每秒1公尺速度上升到一定的高度，感測器每秒產生一筆監測數據，接著再把數據繪製成圖表，辨識逆溫層溫度曲線變化，擔心網路不穩造成數據判讀有誤，還特別把數據儲存在記憶卡內。由於學校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。他說，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。#