2021年全台四至六月空氣品質分析
近年國人意識逐年提升，中央部會及地方政府皆極為注重空氣品質變化等環境議題，持續投入相當資源及建立多項污染防制措施及積極作為，為了解目前污染物於全臺各地之現況及近年變化之趨勢，希望做為未來改善或制定空污計畫的依據。
本計畫將以行政院環保署全臺空品測站監測資料為主要依據，探討2021年一月到九月全臺各地空氣品質變化趨勢，其中細懸浮微粒之結果係採用校正前之數據，同時佐以氣象局觀測資料了解近年氣象條件之變化以確實探討管制策略之效應。
各污染物濃度時空分布特性｜近年全臺PM2.5濃度變化趨勢
圖中2019年(含)以前的資料是舊儀器原始的量測值，2020後之資料為新儀器的數值，新儀器的測值似乎比舊儀器來得低
全臺平均值從2016年的22.3 μg/m3逐年遞減至2020年12.7 μg/m3，不過在2021年卻微幅增加為13.3 μg/m3。前期其濃度遞減的原因主要為排放至大氣環境之原生性PM2.5及其前驅物減少所致，例如燃油、燃煤鍋爐改燒天然氣、加嚴多項污染源之污染物排放標準、補助汰換老舊車輛、固定污染源加裝或更新污染防制設備等相關措施皆正面降低大氣環境中PM2.5及其前驅物之濃度降低。
而2020年較2019年故減少之幅度明顯大於其餘年份，推估除了上述因素持續減少國內污染源之貢獻外，因新冠肺炎疫情造成境外影響及本土排放減少及電廠的污染減量排放也有關係。此外2019年9月環保署開始全面汰換更新各署轄空氣品質測站中PM2.5儀器，圖中2019年以前的資料是舊儀器原始的量測值，2020後之資料為新儀器的數值，新儀器的測值似乎比舊儀器來得低。依環保署公告初期儀器可能尚不穩定，至2020年12月後逐漸穩定，手動與自動測值誤差在4 μg/m3比率增至96%。而2021年PM2.5濃度較2020年稍微增加，由分布圖可看出應為中、南部地區部分區域之濃度增量所致。
臺灣地形多樣，除了有平原、盆地外還有高聳的中央山脈，對於台灣西部來說中央山脈可於颱風來襲時保護不受強風豪雨的直接侵襲，但於空氣品質卻不總是有幫助的。當風向為東北風或東風時，風不易越過高山，常會繞高山而行，此時導致整個西半部風速偏弱，擴散條件不好，導致空氣品質不佳。而微弱的風場在繞過中央山脈後有時在中部地區可能產生背風渦旋，造成污染物更不易擴散或是原被帶至海面上的污染物，又再度帶往陸地，局部地區空氣污染物會持續累積而造成空氣品質惡化。今年於農曆年後於大陸北方之高壓系統強度逐漸降低，連帶影響東北季風較為減弱，而在微弱的東北風吹襲下污染物不易擴散持續累積，加上直到5月底才有較為明顯之雨勢以洗除空氣中之污染物，故空氣品質不佳之情況持續好一段時間。另依據高雄市環保局統計，今年北風風速比去年減弱23%左右，東風比例比去年增加54%，造成今年部分區域之空品比去年稍差。
表2.1-1為2016年至2020年我國工業部門能源消費、運輸部門能源消費、發電燃料及國道1號及3號百萬車公里統計資料：
- 工業部門能源消費
煤及煤產品減少約24%、石油產品減少約35%、生質能及廢棄物減少6%，而天然氣的使用量則增加約32%，相較於其他能源燃料，天然氣是屬於比較乾淨的選擇，除較少氮氧化物之排放外，也排放相對少量之粒狀物和及硫氧化物。 - 發電燃料
「煤」在2018年達較大量後逐年降低但仍較2016年稍高。
「燃油」則是逐年降低，2020年約少於2016年的1/2。
「燃氣」則為逐年增加，符合國家能源政策走向。
「發電用生質能」及「廢棄物」2020年則較2016年增量約1/2超過，雖然整體用量仍遠小於其他燃料，但因其污染量會較大而需要留意。 - 運輸部門能源消費
「液化石油氣」自2016年至今呈現逐年下降之趨勢，不過此種油在運輸部門的使用相對少量。
「車用汽油」自2016年至今呈現每年約減少8萬公秉、0.9%的程度。
「柴油」則為每年增加1.5萬公秉、0.3%的情況，在國道1號及3號之車流量來看，2016 ~ 2020年的車流量變化可知國道1號和3號皆呈現逐年些微增加之情況。
表2.1-2為2021年與2020年04月至06月我國工業部門能源消費、運輸部門能源消費、發電燃料及國道1號及3號百萬車公里統計資料：
- 工業部門能源消費
用量皆增加，分別增加比例約2.7%、12.9%、21.4%及4.9%，表示污染物排放量會稍微增加。其中增量比例最多為天然氣，天然氣是屬於比較乾淨的選擇，除較少氮氧化物之排放外，也排放相對少量之粒狀物和及硫氧化物。 - 發電燃料
用量皆增加，分別增加比例約3.4%、41.1%、5.8%及4.9%，雖然部分電廠持續更新污染防制相關設施已減少各項污染物排放，但相信大部分發電設施2021及2020污染物排放係數之差異不大，因此推論固定源排放之污染物今年應較去年增加。 - 運輸部門能源消費
皆呈現減量，減量約22.5%、17.9%及1.3%。由國道1號及3號之百萬車公里數來看2021年皆較2020年下降，減量10.8%及15.3%，其中小型車通行輛次分別減少13.8%和16.7%，不過大型車和聯結車卻為增加之情況，由以上比較可知運輸部門能源消費與國道車流量兩者變化趨勢一致，推論汽機車排放之污染物今年應較去年減少。
根據上述資料顯示及討論分析，2021年4~6月份空氣品質較2020年稍差之原因除天氣條件較去年不利污染物擴散之影響外，也包含本土污染源排放量變化所致。
各污染物濃度時空分布特性｜氣象條件對空氣品質之影響
- 「風速差值圖」比較
．北部丨大部分區域皆較2020年風速較高，其他區域的風速則差異不大。
．中部丨以臺中、彰化及南投交界處和雲林北部風速較為增加，但雲林沿海處則風速明顯較為減少。
．南部丨高雄、屏東及其交界處明顯減少不利污染物擴散，而臺南市北部及近山區則明顯較為增加，其餘地區則差異不大。
※ 風速較高有利污染物擴散、濃度降低。 - 「降雨量差值圖」比較
．中、南部地區較去年雨量增加。
．北部、東部、中部山區皆較去年雨量減少。
※ 降雨過程能帶走降雨過程能帶走大氣環境中之污染物而降低濃度。 - 「太陽輻射差值圖」與「雲量差值圖」比較
．全臺各地之太陽輻射皆較為增加。
．全臺各地之雲量除了中部，皆較為減少。
※ 較強之太陽輻射雖可讓近地表之混合層發展較高而易於污染物擴散，但較強之太陽輻射亦會促使光化反應增強，導致具光化反應之物種，如衍生性細懸浮微粒及臭氧，反而更容易生成導致高濃度之污染事件發生。
2021年全臺大部分地區之地面風速較大污染物之擴散較強、中南部降雨量較多對污染物之洗除作用較高、太陽輻射量較高(陽光強)及雲量較低可使混合層發展較高而有利於污染物擴散，因此2021年04月-06月氣象條件對於大氣環境污染物之影響整體而言是應為有利擴散之情境。
PM2.5及相關污染物濃度之時空分布｜以下以PM2.5為主，如需完整污染物分析，請點選文章右上方連結
PM2.5｜
由圖中可得知2021年PM2.5濃度以中、南部較高，而北、東部較低，較高及較低之濃度差異約為25 μg/m3。相較之下2020年雖然分布趨勢相近2021年，但西半部各地整體之濃度皆較低。
由差值圖來看除了少部分地區差異不大外，全臺大部分區域其濃度值變化2021年為較2020年稍微增多，幅度約為1 μg/m3 - 9 μg/m3，其中在中部地區增幅較為明顯，增加幅度皆達為3 μg/m3以上，增量最大地區在嘉義縣市及南投近山部分區域。
由上表3.1-1中可得知2021年全臺各縣市以花蓮縣濃度最低(7.5 μg/m3)序位第1，其次2-4分別為臺東縣、宜蘭縣和新竹市，其特點皆為境內較少污染源排放且無明顯上風處污染物傳輸貢獻，因此大氣環境中PM2.5濃度較低。接續濃度較低者主要分布在北部之縣市，如基隆市、新竹縣、臺北市及新北市等，但苗栗縣、澎湖縣、屏東縣濃度也介於上述縣市之間，其次是中部地區的臺中市、彰化縣，南部地區的臺南市、嘉義縣等，最後三名為金門縣、嘉義市及連江縣。
因四月到六月為臺灣春季時分，東北季風的強度會隨時間慢慢減弱且出現的頻率降低，當風向為東北風或東風時，風不易越過高山，常會繞高山而行，整個西半部風速偏弱，擴散條件不佳，導致空氣品質不佳。而微弱的風場在繞過中央山脈後在約中部地區可能產生背風渦旋，造成污染物更不易擴散，或是原被帶至海面上的污染物又再度帶往陸地，使得局部地區空氣污染物持續累積而造成空氣品質不佳，而離島地區之縣市易受到跨靚傳輸污染物之影響，導致本季全台各縣市污染物濃度無明顯區域性之現象。
▼由2021年與2020年差值結果來看，全臺各測站PM2.5濃度測值以增量居多，以污染減量來看增量幅度最大者為：
1. 嘉義市增量達 6.6 μg/m3(佔2020年監測值52.8%)，
2. 澎湖縣增量達 4.2 μg/m3 (51.9%)
3. 臺東縣增量達 3.0 μg/m3 (57.7%)
4. 新竹市增量達-1.9 μg/m3 (15.7%)
5. 基隆市增量達-1.2 μg/m3 ( 9.7%)
由表中可知增量較多之區域為中、南部區域，較北部及花東區明顯來的大，推估應為中南部為國內各項生產製作相關產業主要之區域外，年初至今由中央山脈東側吹來之微弱氣流，容易在臺灣西邊中、南部區域造成較高污染物濃度之現象。