央大海測太平洋溫室氣體 立下暖化研究新標竿 | 台灣環境資訊協會-環境資訊中心

央大海測太平洋溫室氣體 立下暖化研究新標竿

全球首度非定點式觀測 資料將與世界接軌

2009年07月06日
2009年7月6日台北訊,實習記者黃慧珊報導

Pacific Greenhouse Gases Measurement (PGGM)海測船:長榮Ever ultra貨輪暖化議題持續發燒,全球為解決暖化問題紛紛抬出綠色行動之際,台灣研究團隊近日完成一項創舉。由中央大學環境研究中心領軍的海空聯合「非定點式溫室氣體監測」計畫,觀測船在6月間進行世界首航,替全世界的溫室氣體循環、分佈等研究,此舉將有助科學家更加認識大氣變化,替人類因應全球暖化做出進一步貢獻。

研究團隊上週六(4日)在台北港召開觀測啟動記者會,展現這項「太平洋溫室效應氣體觀測計畫」(Pacific Greenhouse Gases Measurement Project,簡稱PGGM)的成果與後續行動。該計畫目標是成為全球最大的空中和海上溫室氣體觀測平台,針對全球大氣和海洋邊界層的溫室氣體濃度進行至少為期20年的長期監測。計畫將整合台灣福爾摩沙衛星三號、中華航空飛機及長榮海運貨輪所觀測的資料,建立太平洋地區的溫室氣體空間分佈資料。

環保署署長沈世宏、中央研究院副院長劉兆漢、國科會主委李羅權、中央大學校長蔣偉寧及長榮海運副總陳進雄等人皆參與這次的觀測啟動儀式。與會官員肯定該計畫能幫助台灣爭取國際發言權,讓台灣面臨國際間嚴峻的減碳壓力之際,有足夠發言立基,免於遭它國予取予求。

太平洋區首次非定點式的觀測

「太平洋溫室效應氣體觀測計畫」是全球首次針對太平洋地區的「非定點式」溫室氣體觀測,也是第一次利用商用貨輪進型氣候變遷觀測工作。計畫主持人,中央大學環境研究中心主任王國英教授介紹說,因為二氧化碳的生命期很長﹝指在大氣中停留的時間﹞,使一般皆認為它在大氣中的分布很平均,不同地區的採樣結果變化不會太大,因此過去都是以固定點觀測,沒有空間分布的數據。

王國英介紹說,人類一年約排放300億噸的二氧化碳到大氣中,自2000至2006年大氣中的二氧化碳每年約增加150億噸;因此,每年排放的二氧化碳有一半在大氣中持續累積,另一半是靠自然過程如地表和海洋的吸收。但科學家至今尚未釐清這個大自然賦予的吸收機制,所以藉該計畫所建立的大氣和海洋二氧化碳濃度分佈,或許能有助進一步了解、或者警覺該機制飽和的可能性,全世界才能及早應對。

1995年平均海洋-大氣二氧化碳通量示意圖。紅色黃色區域表示二氧化碳由海水進入大氣中;藍色區域表示二氧化碳由大氣進入海水被吸收。(資料提供:中央大學環境研究中心主任王國英)

從空中到海面的3D資料

海上觀測平台是由長榮海運提供EVER ULTRA及EVER DYNAMIC兩種國際型貨輪,進行三年的觀測協助。預計在今(2009)年底前會先有三部國際型貨輪進行「太平洋--印度洋」及「太平洋--大西洋」觀測。王國英表示,2010年起將擴充觀測規模,希望機器能跟隨7天一次的船期出航,實現經常性觀測,三年累積下來將有100多筆資料,這是非常可觀的數據。

空中觀測平台將由中華航空公司所提供的A340-300型飛機擔任,目前飛機還在歐洲進行認證,預計於明年8月啟動,首航將收集跨太平洋的台灣-北美航線大氣內溫室氣體資料。由於長榮集團也擁有機隊,因此王國英教授目前也在和長榮談空中方面的合作。

太平洋觀測計畫的另一重點是結合福爾摩沙衛星三號所收集的全球水氣觀測資料,該衛星收集包括全球溫度、水氣、電離層電子密度等資料。其中,溫室氣體的水氣對了解氣候變遷扮演重要角色。


太平洋-印度洋航線。(資料提供:中央大學環境研究中心主任王國英)


太平洋-大西洋航線。(資料提供:中央大學環境研究中心主任王國英)

第一次觀測結果:二氧化碳濃度變化大

EVER ULTRA長巨輪第一次的西太平洋海域觀測工作於6月22日從高雄港出發,經廈門港、香港港、鹽田港、上海港、寧波港,7月4日抵達台北港。長巨輪將在4日下午三點再度出發,第二次觀測地區從太平洋西岸擴及印度洋,最遠到達阿拉伯灣的達曼港再折返,航程為期43天。

王國英分析,第一次初步觀測資料表示,二氧化碳濃度在空間的變化幅度很大,可達30ppm以上。海洋邊界二氧化碳濃度有如此大幅度的差別,代表更有機會觀測到污染源的位置,未來可以計算亞洲不同地區的二氧化碳排放量。這次收集到的二氧化碳濃度數據也與美國海洋及大氣總署和夏威夷Mauna Loa觀測站的數據分析趨勢吻合。至於進一步的分析和模擬仍還在進行中,到年底時將集結下半年的觀測結果發表於期刊。


第一次航行觀測結果顯示不同地區海岸的二氧化碳濃度變化達30ppm。紅線是夏威夷Mauna Loa觀測站的二氧化碳濃度平均值。(資料提供:中央大學環境研究中心主任王國英)


中國南海地區二氧化碳觀測資料。黑線部分來自1990-1998美國海洋暨大氣總署記錄;兩個藍色十字來自2000及2008夏威夷Mauna Loa觀測站。黃色數據是台灣太平洋觀測計畫偵測結果,符合前兩筆美國資料所計算出的趨勢線,顯示初步研究結果正確。(資料提供:中央大學環境研究中心主任王國英)

國產溫室氣體觀測裝置

觀測儀器一部份透過與英國劍橋大學合作取得,一部分由中央大學化學系教授王家麟實驗室製造,預計使用10年以上。王家麟實驗室博士生劉文統說,他們大約花了三個月的時間,用有限知識自行改裝機器和接線路,一套觀測儀器的造價約台幣100萬。

二氧化碳取樣口開在擋浪板的前方,觀測儀器和校正用CO2標準瓶則放在擋浪板後方,前後兩方以細塑膠管連接。擋浪板因位於船體頂峰處,較不受船排放汙染物影響。

觀測箱重約10公斤,裡面有資料記錄器和二氧化碳分析儀各一。資料記錄器每一分鐘記錄一次二氧化碳濃度值,二氧化碳分析儀則是每5分鐘校正一次,因此每小時有12筆資料被記錄。由於資料收集器不是電腦,因此不需擔心當機問題,但是出航期間船上還是會有派人每天幫忙檢查儀器是否運作順利。

王國英說,觀測儀器的CO2標準瓶是採行美國國家海洋及大氣總署的CO2標準氣體校驗,與夏威夷的Mauna Loa觀測站相同,如此能確保船上所收集到的二氧化碳濃度能與國際上的數據在相同水平上比較。


採樣口及觀測箱(上:資料記錄器,下:二氧化碳分析儀)

太平洋觀測計畫所建立的二氧化碳3D空間分佈將有助於科學家對大氣變化的了解,希望在全球為暖化和氣候變遷苦思解決方法之際,這些珍貴的資料能提供新預測方向和新觀點,成為另一個台灣之光。據國科會主委李羅權透露,目前全球已有50個國家,共計1063人向國科會登記使用觀測數據。