沙塵暴的發生與影響(資料來源：行政院環境保護署)

台灣空氣品質除了受到本地固定污染源(工廠、工業區)及移動污染源(汽機車)影響外，每年從台灣境外地區移入的污染亦嚴重影響台灣空氣品質，主要以來自大陸地區污染源，包括人為及自然環境的影響，由台灣每年空氣品質受到外來污染及由冬季酸雨監測結果，均顯示台灣空氣品質受到非本地污染源影響程度。

台灣自八十九年三月廿四日清晨起受到大陸沙塵暴影響，造成空氣品質不良情形，由於大陸沙塵暴持續發生，導致台灣空氣品質陸續受到影響，直到四月一日受滯留鋒面影響台灣降雨後，空氣品質才獲得改善。此次大陸沙塵暴影響範圍及持續時間為歷年所罕見。環保署自八十二年九月空氣品質監測網完成後，對於影響空氣品質的污染物可能來源的解析能力更為提昇，尤其對此等由境外移入的空氣污染物提供了密集的時空分析資料，此次大陸沙塵暴嚴重影響台灣空氣品質，環保署密切留意並適時提供民眾預警資訊，以保障民眾健康。

以下介紹東亞沙塵暴的特性：

一、東亞沙塵暴發生源區及氣候條件

中國西北地區各大沙漠面積總和近六十萬平方公里，主要源地位於北緯35度以北，東經125度以西的中國西北和華北、蒙古一帶，包括新疆、甘肅、河套、內蒙古、蒙古等地區。此一區域年降雨量都在400mm以下，且季節分布相當不平均，為東亞發生沙塵暴天氣現象的主要源地。冬末春季為沙塵暴發生的主要季節，其中以3月至5月發生頻率最高，占全年的60%以上，且每年發生沙塵暴的次數不一。

根據研究顯示，沙漠地區的沙塵為地球中懸浮粒子的主要來源，單是撒哈拉沙漠的沙塵即占了全球大氣中25%的懸浮微粒量(Zhao and Yu, 1990)。國西北地區則位於中亞沙漠區中，排名世界四大沙漠區的第二位(依序為中非、中亞、北美及澳大利亞)，因此中國西北區沙塵對東亞的大氣環境的影響亦不容忽視。沙塵暴發生的條件為：

(一)地表性質：土質鬆軟、乾燥、無植被或草木生長及沒有積雪。

(二)氣象條件：強烈的地面風、垂直不穩定的氣象條件及沒有降雨降雪天氣現象。

二、沙塵暴全球性影響

冬末春季發生大範圍的沙塵暴後，受強風揚起的沙塵造成空氣中含有大量塵土，遮蔽了當地日照，能見度甚至為零，因此超強的沙塵暴又稱為黑風暴。根據調查，中國西北地區最近四十年來的超強沙塵暴有48次的多，造成人員傷亡有11次，造成人民生命財產及農業的重大損失。台灣並非大陸沙塵暴發生後向外傳送的主要地區，僅在殊殊氣象條件配合下會造成空氣品質不良，八十四年三月十二日、十三日發生泥雨現象為目前最嚴重的個案。

沙塵暴發生後，顆粒較大的粒子大多影響源地或鄰近地區後；即沈降到地面，顆粒較小的粒子可以向上傳送到850-700百帕高空，相當於1000公尺至 3000公尺，再藉由西風帶的氣流向東傳送。在傳送的過程中，一部份因擴散或稀釋，使得沙塵隨傳送的距離愈遠；濃度愈低，一部份因傳送過程中，受到沉降或降雨(雪)的沖刷效應而到達地面。中國西北方的沙漠可東移到日本、韓國及10000公里外的夏威夷，往南可影響到台灣、香港，甚至達菲律賓，影響範圍相當遼闊。

沙塵暴向外傳送到數千公里外的其它地區後，多為影響當地能見度及造成大氣中懸浮粒子增加，影響該地空氣品質。至於受到沙塵的時間或大小，則需視源地沙塵暴發生的規模、延續時間，以及配合遠地的氣象條件是否為沙塵傳送方向及有利沈降要素，依過去觀測記錄，短則僅數小時，影響能見度，長則達一星期，甚至造成泥雨的現象。因此，受到沙塵霾影響的國家，多數由氣象及空氣品質觀測，瞭解當地受到沙塵暴的影響情形，再追溯源地沙塵暴發生時間及規模。

由於沙塵暴主要發生於沙漠化的地區，土質鬆軟、地面乾燥、地表沒有植被。一旦在大範圍空氣很不穩定及地面風速很大條件下，很容易將地表沙塵吹起，進入空氣中而形成沙塵天氣。近年來由於中國西北地區沙漠化情形日益嚴重，造成沙塵暴發生頻率升高及規模加大，應即早重視並解決沙漠化的問題，方可預防沙塵暴的發生。

小圖示三、環保署對於沙塵暴的監測及因應

沙塵暴自中國西北和華北、蒙古一帶發生後，在適當的氣象條件可以影響到台灣，一般最快需要36至48小時，因此台灣尚有時間蒐集相關資訊。環保署目前配合大氣條件，以研判沙塵霾是否會影響到台灣，作為每日預報的參考。目前沙塵暴發展的相關資訊環保署係透過下述方法進行研判：

定時氣象報告：目前依世界氣象組織(WMO)規定，國際間氣象測站每六個小時(上午二時、八時及下午二時、八時)對外發布氣象觀測結果，因此，可藉由較為完整東亞地面氣象報告資料，作為判斷沙塵暴發生的強度大小及區域範圍。

綜觀氣象條件：由於東亞沙塵暴的主要源地位於北緯35度以北，東經125度以西的中國西北和華北、蒙古一帶，沙塵暴發生後，細顆粒的揚塵被帶至 1000至 3000公尺的西風氣流向東傳送，一般經由大陸地區的北京、韓國及日本，並不直接影響台灣。因此，綜觀氣象條件需配合有南北向的大陸冷高壓系統，始有利於高層原為東西向吹送的沙塵，可以透過低層盛行的東北季風向南輸送，進而影響到台灣，甚至更低緯度。

氣象衛星影像資料：利用可見光或紅外線衛星影像定位沙暴位置，一般仍需配合地面氣象報告，判別沙塵暴發生區域會出現「灰黑色」的陰影出現，即可較完整掌握沙塵暴影響範圍。但本方法仍然有其先天的限制，必須是沙塵暴發生區域雲層較少，且沙塵暴系統移行路徑若有雲層時，亦很難辨識出沙暴的位置，因此東亞沙塵暴移出發源地到達東海附近時，往往造成辨識上很大的困擾。

空氣品質監測資料：依過去沙塵暴影響台灣空氣品質監測資料及相關研究報告顯示，沙塵一般透過大陸冷高壓南下帶夾的東北季風輸送，因此環保署在台灣東北部臨海的萬里測站、西北部臨海的觀音測站、東部的宜蘭測站，甚至在國家公園的陽明測站多可作為判斷受外來污染源影響的指標測站，該地區測站平均懸浮微粒濃度一般不會直接受到台灣本地污染源的影響，懸浮微粒濃度多在50微克每立方公尺以下，一旦受到外來污染源影響，懸浮微粒濃度會急速增加至100微克每立方公尺以上，且各區域懸浮微粒濃度上升的發生由北而南、由臨海到內陸濃度增加的特性。環保署目前已建立電腦自動監測系統，一旦有上述現象可立即發布相關資訊。

沙塵暴為東亞沙漠區春季相當活躍天氣現象的一，通常伴隨有長程輸送現象的沙塵暴系統僅占每年沙暴現象中的一小部份，其中能影響台灣空氣品質的個案更屬小概率事件，但因可能造成台灣大規模空氣品質惡化，環保署相當重視。為加強污染物長程傳輸現象的驗證，環保署自八十八年起設置馬祖測站，以提早掌握沙塵霾影響台灣的時間，根據今年監測結果發現，當馬祖測站懸浮微粒受沙塵暴影響濃度上升後，約在數小時內可以影響到台灣。

沙塵暴定義

所謂沙塵暴係指強風捲起大量沙塵，使能見度惡化的沙塵天氣，基本上是乾旱與沙漠化氣候環境的產物，氣象學家上把地面能見度低於1公里者稱「沙塵暴」，強烈的沙塵暴可能使能見度小於50公尺，俗稱黑風。在每年的冬末及春季，中國北方地區經常會發生沙塵暴，揚起的沙塵多半隨高空西風帶向東傳送，進而影響日本、韓國等地，只有在少數的特殊氣象條件下，沙塵才會影響到台灣。但是近年來因為中國內蒙地區沙漠化情形日益嚴重，再加上全球氣候變遷導致乾旱、降雨分配不均等因素影響下，沙塵暴的發生頻率及強度都有增加之趨勢，因此對我國的影響也明顯增強。

沙塵暴成因

　東亞發生沙塵暴天氣現象的主要源地包括蒙古、中國西北地區各大沙漠，面積總和近六十萬平方公里，主要源地位於中國西北和華北、蒙古一帶，包括新疆、甘肅、河套、內蒙古、蒙古等地區，年降雨量都在400mm以下，且季節分布相當不平均。冬末春季為沙塵暴發生的主要季節，其中以3月至5月發生頻率最高，占全年的60%以上，且每年發生沙塵暴的次數不一。沙塵暴發生的條件為地表性質土質鬆軟、乾燥、無植被或草木生長及沒有積雪。配合的氣象條件為強烈的地面風、垂直不穩定的氣象條件及沒有降雨降雪天氣現象。

　大規模沙塵暴形成後，受強風揚起的沙塵造成空氣中含有大量塵土，遮蔽了當地日照，能見度甚至為零，因此超強的沙塵暴又稱為黑風暴。沙塵暴發生後，顆粒較大的粒子大多影響源地或鄰近地區後；即沈降到地面，顆粒較小的粒子可以向上傳送到850-700百帕高空，相當於1000公尺至3000公尺，再藉由西風帶的氣流向東傳送。在傳送的過程中，一部份因擴散或稀釋，使得沙塵隨傳送的距離愈遠；濃度愈低，一部份因傳送過程中，受到沉降或降雨(雪)的沖刷效應而到達地面。中國西北方的沙塵可東移到日本、韓國、北太平洋及10000公里外的夏威夷，往南可影響到台灣、香港，甚至達菲律賓，影響範圍相當遼闊。韓國甚至早在西元479年及700年即有沙塵侵襲的記載。

　根據研究顯示，沙漠地區的沙塵為地球中懸浮粒子的主要來源，單是撒哈拉沙漠的沙塵即占了全球大氣中25%的懸浮微粒量(Zhao and Yu, 1990)。國西北地區則位於中亞沙漠區中，排名世界四大沙漠區的第二位(依序為中非、中亞、北美及澳大利亞)，因此中國西北區沙塵對東亞的大氣環境的影響亦不容忽視。沙塵暴發生的條件為：

　(一)地表性質：土質鬆軟、乾燥、無植被或草木生長及沒有積雪。

　(二)氣象條件：強烈的地面風、垂直不穩定的氣象條件及沒有降雨降雪天氣現象。

　冷季(11月至5月)為東亞地區易發生沙塵的季節，在地表乾燥的大漠地區，一旦在強烈高壓系統中，移入或因地形伴生誘導性或低壓形成時，易於局部地區產生強烈氣壓梯度，因而造成沙塵暴發生。

東亞沙塵的影響

  冬末春季東亞地區發生大範圍的沙塵暴後，受強風揚起的沙塵造成空氣中含有大量塵土，遮蔽了當地日照，能見度甚至為零，因此超強的沙塵暴又稱為黑風暴。根據調查，中國西北地區最近四十年來的超強沙塵暴有48次的多，造成人員傷亡有11次，造成人民生命財產及農業的重大損失。我國並非東亞沙塵暴發生後向外傳送的主要地區，僅在殊殊氣象條件配合下會造成空氣品質不良，84年3月12日發生的泥雨現象為目前最嚴重的個案。

  沙塵向外傳送到數千公里外的其它地區後，多為影響當地能見度及造成大氣中懸浮粒子增加，影響該地空氣品質。至於受到沙塵的時間或大小，則需視源地沙塵暴發生的規模、延續時間，以及配合遠地的氣象條件是否為沙塵傳送方向及有利沈降要素。依過去觀測記錄，短則僅數小時，影響能見度，長則達一星期，甚至造成泥雨的現象。韓國82年受沙塵侵襲時空氣中總懸浮微粒高於平日3倍，能見度低於1公里，大氣中微粒濃度高達1105μg/m 。因此，受到沙塵霾影響的國家，多數由氣象及空氣品質觀測，瞭解當地受到沙塵暴的影響情形，再追溯源地沙塵暴發生時間及規模。沙塵會阻塞植物氣孔妨礙光合作用進行，沙塵期間會使呼吸道疾病或過敏症狀增加。沙塵在傳輸過程如果混合人為排放污染物則對人體健康更會有不良影響，戴隱形眼鏡者則因可能會刺激眼鏡而建議取下。

  東亞地區沙塵天氣現象對我國可能造成大氣能見度不佳及空氣中懸浮微粒濃度增加等環境污染問題，影響農業、交通及空氣品質，甚至於84年3月12日於台灣北部地區出現泥雨現象。環保署分析基隆測站及汐止測站PM10採樣泥紙上微粒成分，比較同年3月26日及27日非沙塵期間，發現 Al及Ca在3月12日受沙塵影響期間大幅增加，其餘鹼金族與鹼土族元素比例亦有微量增加。這種現象與國外研究東亞沙塵特質相近，由於東亞沙塵富含Al及 Ca，就成份分析結果可證明該次PM10濃度急速升高可能來自東亞沙塵。再者沙塵期間環保署多數站PM10採樣濾紙上微粒外觀呈現黃褐色，與非沙塵期間灰至灰黑色明顯不同，顯見該PM10污染來源有別於平日。

監測緣起

  84年3月12日位於台灣北部的基隆、宜蘭、汐止、瑞芳等地，許多民眾向環保單位反應，在一場降雨後，車輛覆蓋著一層紅褐色泥粉，路旁積水也沉澱紅褐色泥漿。部分民眾猜測可能遭砂石車經過或人為惡作劇所致，亦有民眾以為係台電協和電廠污染造成。報載立委廖學廣(當時任汐止鎮長)座車在當日下午亦蒙塵，並一度認為遭反對者塗灰所致。當時包括環保及氣象單位對此『紅泥雨』現象形成原因，並無法提出合理的說明。隨後環保署在幾位氣象與環工專家的協助研究下，赫然發現該紅褐色泥雨可能源自東亞地區(中國及蒙古)沙塵長程傳輸所致，自此國內對於東亞沙塵影響我國空氣品質的現象開始重視。

   沙塵暴為東亞沙漠區春季相當活躍天氣現象，伴隨有長程輸送現象的沙塵暴系統僅占每年沙暴現象中的一小部份，其中能嚴重影響我國空氣品質的個案機率不大。但因可能造成我國大規模空氣品質短時間惡化，因此環保署相當重視。為加強污染物長程傳輸現象的驗證，環保署除了進行相關研究外，自88年起設置馬祖測站，以提早掌握沙塵影響我國的時間，根據部分個案監測結果發現，當馬祖測站懸浮微粒受沙塵暴影響濃度上升後，約在數小時內可以影響到我國。

   由於沙塵暴主要發生於沙漠化的地區，土質鬆軟、地面乾燥、地表沒有植被。一旦在大範圍空氣很不穩定及地面風速很大條件下，很容易將地表沙塵吹起，進入空氣中而形成沙塵天氣。近年來由於中國西北地區沙漠化情形日益嚴重，造成沙塵暴發生頻率升高及規模加大，除非中國解決沙漠化的問題預防沙塵暴的發生，否則未來我國仍將可能陸續受到影響。

對我國的影響特性

　東亞沙塵影響台灣空氣品質的現象，最早可見於77年4月12日至15日，在嘉義以北、包括花蓮之空氣品質監測站，均測得空氣中懸浮微粒（PM10）急速升高之現象，最高值可達201~422μg/m3。在84年3月北台灣發生泥雨現象時，萬里測站之PM10小時濃度曾高達 586μg/m3，經分析基隆測站及汐止測站所採集之微粒樣品結果，其化學成分特徵與東亞沙塵相近，提供判斷懸浮微粒來源之有利佐證。

  當東亞沙塵開始影響台灣時，台灣北部地區之空氣品質測站，都可以監測到空氣中懸浮微粒濃度在短時間內急遽上升，例如離島馬祖及陽明山上測站，平時懸浮微粒濃度約在20μg/m3左右，但在沙塵來襲時其濃度可升高到150至200μg/m3左右，而且此時監測儀器之濾紙上所蒐集到之微粒外觀，也會從平時的灰黑色轉變為黃褐色。

  由於東亞沙塵對我國之空氣品質影響是屬於大區域的現象，隨著帶有沙塵之高氣壓冷氣團南下，台灣中南部測站也逐漸出現懸浮微粒濃度上升之現象，而其濃度上升幅度則是由北向南遞減，影響範圍甚至可達東部花蓮、台東及南部之恆春地區。

  環保署於82年在台灣設置66個空氣品質監測站，大幅提昇我國長程傳輸所致空氣污染事件之觀測能力。近年來，因中國地區沙漠化情形日益嚴重及受全球氣候變遷導致乾旱、降雨分配不均等因素影響下，東亞沙塵暴發生頻率及強度均有增加趨勢，統計近年來台灣空氣品質受到沙塵影響次數分別為94年3次；95年3 次及96年4次，分別造成100站日、92站日及70站日空氣品質達不良等級。

  沙塵暴自東亞地區發生後，若可能影響到我國，一般約需36小時至48小時以上，沙塵隨著東北氣流南下影響到我國之空氣品質及能見度，嚴重亦曾發生泥雨天氣現象。但沙塵影響到我國亦須考慮局部微觀尺度氣象條件，以瞭解沙塵對能見度及空氣品質之影響，為確實區分我國空氣品質不佳是由氣象條件致擴散不良或沙塵來襲所致，以下就綜觀氣象條件分析沙塵暴於源區發生及移動情形，並嘗試與台灣北部地區氣象觀測結果比對，以確認我國是否受沙塵影響。

   1. 當沙塵隨著鋒面南下影響台灣空氣品質時，PM10污染物濃度最高值發生時間會有由北而南，沿海向內陸地區遞延現象；而當沙塵係屬高壓迴流所帶來影響空氣品質時，東部宜蘭、花蓮、台東及恆春都會清楚反應懸浮微粒濃度上升現象。
   2. 懸浮微粒小時濃度最高值則視沙塵強度，會有由北而南遞減情形，但是有些時候可能沙塵強度較弱，影響範圍僅限於台灣中部以北或傳輸到台灣路徑不同，東部測站反應懸浮微粒濃度上升現象反而比西部測站更為明顯。
   3. PM10污染物濃度上升時，伴隨著氣溫急速下降，露點溫度下降(相對溼度下降)，風速開始增強，沙塵隨著冷而乾的空氣來到台灣。

延伸閱讀：沙塵暴的簡介