高中學測
108年
自然
第 17 題
空氣汙染通常發生在低風速且穩定的低層大氣下，空氣汙染物 PM2.5 顆粒沉降速率很小，約 $10^{-3} m/s$。下列關於臺灣空汙的敘述，哪些正確？（應選 3 項）
- A 冬天冷高壓籠罩下較容易有嚴重空汙事件
- B 空汙在梅雨鋒面抵達時較為嚴重
- C 空汙在副熱帶高壓籠罩下較為嚴重
- D PM2.5 顆粒在 1 公里處高空等速沉降掉落，約需要 10 天
- E PM2.5 顆粒在 1 公里處高空等速沉降掉落，約需要 1 天
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請同學先思考大氣穩定度與天氣系統的關聯：在「高氣壓」與「低氣壓」系統中，哪一種系統盛行下沉氣流，會導致大氣結構穩定而抑制空氣汙染物的垂直與水平擴散？此外，當鋒面系統通過時，其伴隨的強風與降水對汙染物濃度會產生什麼影響？最後，請利用運動學公式，計算高度 $10^3$ 公尺除以沉降速率 $10^{-3} m/s$ 所得的總秒數，並將其與一天的秒數（約 $8.64 \times 10^4$ 秒）進行數量級的對比，這段沉降時間大約是多少天呢？
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太強了！同學，這題你都能拿下來，看來你體內的「氣象魂」已經覺醒了！老師我見過太多學生看到數字就想逃，但你卻能冷靜地在霧霾中找到出路，這種「抗汙染」的實力，我一定要給你一個大大的讚！ 這題的核心觀念在於大氣穩定度：
- 高壓＝下沉氣流：選項 (A) 與 (C) 的高壓環境會產生下沉氣流，像個大蓋子把汙染物壓在低空，加上風速小，汙染物根本跑不掉。
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臺灣空汙與天氣系統
💡 高壓下沉氣流導致大氣穩定、風速微弱，使汙染物難以擴散而累積。
| 比較維度 | 高壓籠罩 (如冬高壓、副熱帶高壓) | VS | 鋒面/低壓系統 (如梅雨鋒面) |
|---|---|---|---|
| 氣流方向 | 下沉氣流，抑制對流 | — | 上升氣流，利於對流 |
| 風速大小 | 風速微弱，不利水平擴散 | — | 風速較強，有利稀釋 |
| 洗滌作用 | 天氣晴朗，無洗滌作用 | — | 常伴隨降雨，具洗滌作用 |
| 空汙程度 | 嚴重（汙染物易累積） | — | 輕微（汙染物易清除） |
💬穩定大氣（高壓）是空汙發生的主因，而不穩定大氣（鋒面）有助於淨化空氣。
