%e8%8b%a5%e8%a6%81%e5%9c%a8%e5%a4%a7%e6%b0%a3%e5%b1%a4%e4%b9%8b%e4%b8%ad%e5%bd%a2%e6%88%90%e9%9b%a8%ef%bc%8c%e5%b0%87%e6%89%80%e6%9c%89%e7%9a%84%e6%b0%b4%e6%b0%a3%e5%8c%af%e8%81%9a%e5%9c%a8%e4%b8%80%e8%b5%b7%e9%99%8d%e8%90%bd%e5%9c%b0%e8%a1%a8%ef%bc%8c%e6%9c%80%e9%87%8d%e8%a6%81%e7%9a%84%e7%b5%90%e5%90%88%e7%89%a9%e5%b0%b1%e6%98%af%e7%a9%ba%e6%b0%a3%e4%b8%ad%e7%9a%84%e6%87%b8%e6%b5%ae%e5%be%ae%e7%b2%92%e3%80%82(photo_by_pixabay)

懸浮微粒真可怕 影響健康還釀暴雨(20180418 環境論壇-賈新興、汪中和)

醒報編輯部 2018/04/18 07:40 點閱 33890 次
若要在大氣層之中形成雨,將所有的水氣匯聚在一起降落地表,最重要的結合物就是空氣中的懸浮微粒。(photo by pixabay)
若要在大氣層之中形成雨,將所有的水氣匯聚在一起降落地表,最重要的結合物就是空氣中的懸浮微粒。(photo by pixabay)

(綜合版)環境論壇
主持人:林意玲(台灣醒報社長)
與談人:汪中和(中研院地球科學研究所研究員)
    賈新興(天氣風險公司總監)
記錄整理:孫啟梅

主持人(以下簡稱「問」):最近有一篇關於懸浮微粒的報導刊登於《科學人》雜誌,空氣中微小的粒子可能會形成強大的暴風雨,換言之,懸浮微粒不只會造成空汙,還會增強暴風雨,請汪老師說明。

針對更小的微粒

汪中和:這是今年1月26日發表於重量級期刊《科學人》的重要研究論文,主要是將巴西亞馬遜研究區域的觀測結果作具體整理與報告,特點是大氣層有很多懸浮微粒,不但讓空氣品質變差,還會讓暴風變得更強,降雨更極端。

這是非常重要的議題。過去已知若要在大氣層之中形成雨,將所有的水氣匯聚在一起降落地表,最重要的結合物就是空氣中的懸浮微粒,吸附空氣中的水蒸氣,然後凝結、長大,最後受到地心引力的影響,降落地面。

過去已經知道懸浮微粒的多寡會影響降雨量,但並沒有特別針對非常微小的粒子,這次研究主要集中在50奈米以下的粒子,對氣候、降雨機制方面的影響,這在科學上是非常有意義的課題,實務上對強降雨、暴風雨的形式以及防災都有很大的影響。

降雨過程的重要角色

問:請問賈博士,微粒是如何產生的?是工業化排放的廢棄物漂入大氣之中嗎?再者,這項報告指出懸浮微粒會增強暴風、強降雨,這是如何推估出來的呢?

賈新興:自然過程也會形成懸浮微粒,如火山爆發、沙塵、花粉、浪花等,在大氣水蒸氣凝結成液態水的過程之中,這些懸浮微粒扮演相當重要的角色,它有點像「種子」,讓水滴可以吸附在凝結核上面,宛如集水器,當集結量夠多夠大的時候,就會形成雲。當雲層太厚太重的時候,受到地心引力的影響掉落地面,就是降雨。

問:聽起來懸浮微粒是自然界形成的,並非人為產生的物質?它本來就存在?

賈新興:自然界本身就有懸浮微粒,但人類活動也會產生,這篇論文提到的50奈米以下的懸浮微粒很多都跟工業化、汽機車排放的廢棄物有關,研究透過懸浮微粒形成雲的過程,進一步利用電腦模式的模擬,放入比較小的懸浮微粒,再觀察對照組、實驗組的結果,發現較小懸浮微粒的實驗組,會讓整個風的對流特性增強,進而增強降雨現象。

火山灰導致乾旱

在大氣科學中,最難的就是形成雲、降雨的模擬,所以這項研究是一個突破,至於研究結果的真實性,後續還會有很多研究,因為這牽涉到很多科學假設,研究當中雲形成的物理過程,機制是否正確也不清楚。但這項研究讓人們看見懸浮微粒在降雨過程中的重要性。

汪中和:過去已有針對懸浮微粒對降雨型態改變的研究,最明顯的就是火山爆發。一次火山爆發會噴發出大量火山灰,不只停留在大氣對流層,也會進入平流層當中,1991年菲律賓皮納圖博火山爆發,火山灰進入平流層當中,整整繞了地球兩個星期,大氣層的水氣被火山灰吸附,導致附著在懸浮微粒的水蒸氣被分散,量不夠多、不夠重,無法降雨,帶來乾旱。

皮納圖博火山爆發是在1991年6月,1992、3年台灣就是大乾旱年,與台灣緯度相近的國家也遭受嚴重影響。如果大氣中的水蒸氣含量一定,懸浮微粒愈多,下雨機制就會改變,更多的懸浮微粒吸收更多水氣,減少每個單位懸浮微粒的水蒸氣,必須要花更多時間彼此碰撞,形成足夠重量的雲,才會形成降雨。

微粒加重自然災害

降雨時間拉長,乾旱期也相對變長,對於全球的水溫循環都產生相當大的影響。另外,不只是鄰近赤道的菲律賓,高緯度的阿拉斯加,中緯度的墨西哥、義大利等國家火山爆發,對全世界都有重大影響。

人類的工業活動、車輛廢氣排放、PM2.5對環境的汙染都讓大氣中的懸浮微粒更多,過去以為這些懸浮微粒只會對呼吸道健康造成危害,沒想到它也會改變降雨、暴風雨的形成,帶來進一步的傷害。

問:所以較大的懸浮微粒是自然現象,但較小的懸浮微粒卻透過在大氣層的活動 ,進一步促成更嚴重的自然災害?

降雨之後的影響

賈新興:懸浮微粒是水滴的凝結核,即形成雨滴的必要條件,在自然過程當中本來就會產生凝結核,但人類活動又製造更多不同大小的凝結核,提供更多的集水器,更容易產生劇烈性的降雨,即水滴變成雨滴掉落的機率更大。

以前科學家比較著重在自然過程的凝結核,這項研究則強調更細小的懸浮微粒所造成的影響,如汪老師所說,它會影響水循環,讓降雨更劇烈、更明顯,也會造成更多極端降雨事件,不是不下雨,就是下暴雨。

譬如現在午後雷陣雨強度更大、時間更長,也會帶來冰雹現象,這是否與人為活動形成的懸浮微粒有關,還需要研究,但從這項研究報告也可以延伸探討降雨之後的現象與影響。

強降雨愈加頻繁

問:請問兩位老師,50奈米的懸浮微粒肉眼無法察見,如何感知它的存在?

汪中和:一般肉眼可見的微粒在100奈米以上,如頭髮,若是比頭髮更細的微粒,肉眼則難以檢視,必須透過科學儀器如顯微鏡。懸浮微粒雖然存在於日常生活周遭,但因為人們看不見它,經常忽略它們帶來的影響。

懸浮微粒是人為造成的汙染,它不但傷害人體健康,最新研究還發現它會影響自然界,讓極端氣候愈來愈失控。就台灣而言,這20年來測得的降雨強度愈來愈高,帶來的影響也愈來愈大,如2001年納莉颱風為台灣北部帶來的暴雨衝擊,令北部居民難以忘懷;2009年莫拉克颱風的狂風暴雨則讓全台印象深刻。

上述情況過去很少發生,現在則不斷出現,如今一天降雨量往往超過1000毫米,中央氣象局的超大豪雨標準是24小時超過500毫米,但很多颱風、梅雨24小時的降雨總量遠遠超過標準,如賀伯颱風24小時在一個觀測站累積的雨量就超過1700毫米,非常驚人。

過去出現強降雨的機率不大,但現在汙染多、懸浮微粒也多,造成強降雨現象頻繁,也加強對我們的衝擊。

氣象災害損失最大

賈新興:懸浮微粒除了空氣汙染的問題,也對極端降雨造成影響。台灣極端降雨的特徵如汪老師所說,短時間強降雨的頻率與次數愈來愈明顯,不下雨的天數也愈來與多,加劇降雨分布不均,再加上台灣地理不容易儲水,容易出現旱象。

從全球大範圍的趨勢來看,德國再保險業鉅子「慕尼黑再保」(Munich Re)於世界氣象日(3月23日)在WHO提出一個報告,將1980-2017年的天然災害做出分類,如地震、氣象以及造成淹水、土石流的災害等分類,其中氣象與水文事件發生次數最多,這兩類天然災害所造成的經濟損失也最多。

從慕尼黑再保的統計資料與汪老師提到的台灣研究資料顯示,未來暴雨對人們造成的影響會更多、更明顯。

APP可查空品

問:兩位老師具體談到懸浮微粒、暴風到極端氣候的形成,我們如何能夠防備、覺察?譬如配戴可透視大氣中懸浮微粒的眼鏡,或者可過濾懸浮微粒的口罩,以及控制懸浮微粒,不使極端氣候惡化?

汪中和:以目前的科技大概無法發明出可檢測懸浮微粒的眼鏡,但已經有很好的觀測儀器,環保署在台灣各地都有設立懸浮微粒的觀測站,除了10奈米以上的粗顆粒,PM2.5的細微顆粒也能夠偵測得到。

目前環保署也有開發出偵測空氣汙染的手機APP,民眾下載之後,隨時可以查看周圍的空氣品質以及懸浮微粒的濃度,進而做出防範措施。

但最好的應對是主動減少懸浮微粒的產生,以台灣而言,懸浮微粒來源最大宗是汽機車排放,占了PM2.5總量的3成,需要好好加以管控。另外,工廠、發電廠以及建築物場地揚塵也是需要改善的部分。

河床揚塵也是問題

問:但有些因素是我們無法控制的,如中國大陸的沙塵暴吹到台灣,造成雲林台西鄉「褐爆」,當地居民在家掃地,怎麼掃都掃不乾淨,可見光是台灣改善沒有用,其他國家也要一起改善才行。再加上沙塵暴似乎也非人為造成的?

汪中和:沙塵暴雖然是自然現象,但生態環境惡化或氣候劇烈變化也會加劇沙塵暴。如果天氣劇烈變化隨著暖化變得更嚴重,人們就得在生態環境方面做得更好,減低傷害。

中國大陸沙塵暴的確是台灣境外汙染來源的大宗,這是不可控因素,但台灣本土汙染來源也占總汙染物的7成,這是我們可努力的空間。

賈新興:就中國大陸的沙塵暴而言,台灣北部受到影響的機會比較大,中南部則有待商榷。濁水溪附近的居民有一句俗語:「吃飯配沙。」因為台灣中南部秋冬季乾燥,河川地過度開發,形成大量揚塵,這是台灣中南部滿大的問題,再加上中國大陸沙塵暴有減少的趨勢,中南部空氣品質不好倒不一定跟中國大陸來的沙塵暴有關。

重點在源頭管制

微粒是看不見的危機,影響空氣汙染、公共衛生,從最新研究來看,可能也會加劇強降雨。而主持人提到的戴口罩隔絕懸浮微粒是最不得已的手段,再加上真正能夠阻絕PM2.5的口罩非常不舒服,根本戴不久。

所以重點還是在源頭管制,過去台灣空汙防制其實做得不錯,如酸雨問題的改善、空汙費的徵收等。政府應該針對空汙制定大的政策方向,著手管制汽機車排放、工廠、燃煤電廠等汙染物來源。

智慧氣象

問:特別細小、有害的懸浮微粒對人體健康、自然環境、氣候都是很大的傷害,最後請兩位老師做簡單的結論,人們應該如何面對這些散布周圍的懸浮微粒?

汪中和:從這項懸浮微粒的最新研究可見,地球環境其實是非常精細的系統,一點點閃失、擾動都會造成失衡現象,人們原以為懸浮微粒只會傷害人體健康,沒想到它也會使環境氣候惡化,帶來更大的生命財產損失。面對環境,人類永遠要以做得不夠多的態度去面對、改善。

賈新興:面對空氣汙染、懸浮微粒等看不見的危機,唯有源頭管制才是根本解決之道;另外,極端天氣事件愈來愈頻繁,世界氣象組織提出了一句標語「Weather ready, Climate smart」,即面對極端氣候,人們必須隨時做好準備;面對全球暖化的長期趨勢,人們必須建構綠能、環境方面的智慧氣象。


可用鍵盤操作