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解開臭氧三大謎題　預測濃度變化準確高於90％　 成大測量系吳治達副教授「集成混合空間推估模型」榮登國際頂尖期刊
成大新聞中心

發布於 2023/03/22

文／周欣儒　圖／陳正明
 
關於「臭氧」你了解多少？除了地表高層遮蔽紫外線的臭氧層，神秘的「臭氧污染」早已無孔不入的滲入日常中。國立成功大學測量及空間資訊學系吳治達副教授團隊，透過「集成混合空間推估模型」為你解開臭氧的三大謎題：越近郊區臭氧污染越密集？臭氧為何最愛停在郊區？COVID-19 與臭氧污染有何關係？
 
國立成功大學測量及空間資訊學系吳治達副教授團隊，透過「集成混合空間推估模型」解開臭氧謎題
國立成功大學測量及空間資訊學系吳治達副教授團隊，透過「集成混合空間推估模型」解開臭氧謎題
 
國立成功大學測量及空間資訊學系吳治達副教授團隊，與國家衛生研究院國家環境醫學研究所陳保中特聘研究員兼所長、陳裕政副研究員，中研院環境變遷研究中心龍世俊研究員兼副主任，國立臺灣大學環境與職業健康科學研究所郭育良特聘教授共同合作，集合多種重要的地理人工智慧（Geo-AI）技術，如：克利金空間內插、土地利用迴歸，融入當代火熱的「機械學習及集成學習人工智慧演算法」，以更精準、創新的研究手法出發，發展出對區域臭氧濃度變化，有高達92%的準確度的「集成混合空間推估模型（Ensemble Mixed Spatial Prediction Model）」，並成功登上Impact Factor=14.22的國際頂尖期刊 Journal of Hazardous Materials。
 
吳治達副教授表示，他們使用了 2000 年至 2020 年，環保署約 180 多萬筆空污監測數據，以上述空間推估方法，針對 600 餘個土地利用／環境／氣象／地形等影響因子，完成「臭氧污染的推估模型建置」，在 50m×50m 網格解析度的情況下，模擬出台灣本島範圍自 2000 年迄今，每天臭氧污染之日平均、白天平均、晚上平均以及最大八小時平均濃度的長期時空變化狀況，對台灣各區域臭氧濃度變化的預測準確性高達九成！ 
 
成大測量系吳治達副教授「集成混合空間推估模型」榮登國際頂尖期刊「Journal of Hazardous Materials」
成大測量系吳治達副教授「集成混合空間推估模型」榮登國際頂尖期刊「Journal of Hazardous Materials」
 
神秘臭氧之謎　用專業方法學逐次攻克
 
過去吳治達副教授積極投入環保署與國家衛生研究院十年科研計畫，運用專業之方法學為台灣空氣品質貢獻心血， 近年來臭氧（Ozone）的排放來源、負面影響逐漸躍上國際舞台，成為全球各界關注的火熱話題，也很快引起了他的注意，更因此激發出本次研究的靈感火花。
 
臭氧屬於二次污染物，非由污染源直接排放，而是透過氮氧化物及揮發性有機化合物等前趨物，經光解後才結合產生，且臭氧熱點大多散布在遠離排放源的郊區，非常不易掌握其來源，為了能在未來根除追蹤臭氧的困境，吳治達副教授決心透過一年完整且深入的研究時間，攻克臭氧「不見足跡」的神秘謎題。
 
國立成功大學測量及空間資訊學系吳治達副教授團隊研究，對台灣各區域臭氧濃度變化的預測準確性高達九成
國立成功大學測量及空間資訊學系吳治達副教授團隊研究，對台灣各區域臭氧濃度變化的預測準確性高達九成
 
臭氧解謎 part.1：越近郊越密集？
 
吳治達副教授提到，全台灣設有 76 個空氣品質監測站，台南地區總共有 4 個，以研究數據量而言偏少，沒辦法更準確地把握住臭氧足跡，而「集成混合空間推估模型」的誕生，可以透過數據推估出臭氧分布，減緩了測站建置困難、修護不易的問題，為未來監測臭氧分布、掌握縣市空品變化留下寶貴資源。
 
台南的臭氧熱區，主要分布在安平、山上、南化、關廟、左鎮…等區域，其中安平是唯一鄰近市中心的區域，吳治達副教授研判，安平工業區提供較多氮氧化物、揮發性有機化合物，成為臭氧的組成來源，且地形起伏讓生物性 VOC 堆積機率更高，也是安平成為臭氧熱區的原因之一。
 
臭氧解謎 part.2：臭氧為何最愛停在郊區？
 
而在台南山上、南化、關廟、左鎮等較為郊區的區域，區內多為森林、農業等植被地區，這些綠植可能產生更多生物性的揮發性有機化合物，加以具充足的陽光、氮氧化物，也就自然形成了臭氧熱區，有鑒於這裡有許多知名旅遊景點，也就更需要相關單位對臭氧污染的監測與關注，才能更好的提升國人出遊的空氣品質、健康保障。
 
近年來臭氧（Ozone）的排放來源、負面影響逐漸受到關注，引起成大測量系吳治達副教授的研究靈感
近年來臭氧（Ozone）的排放來源、負面影響逐漸受到關注，引起成大測量系吳治達副教授的研究靈感
 
臭氧解謎 part.3：COVID-19與臭氧污染有關係？
 
因應研究過程適逢新冠肺炎三級警戒，吳治達副教授團隊靈機一動，將警戒前後的臭氧熱區數據製成視覺化模擬圖，發現警戒前後，交通空汙排放物最密集的台北市，出現了顯著的數據改變。由於警戒期間人車減少，生成臭氧的氮氧化物、揮發性有機化合物自然也就跟著減少，整體臭氧數值下降，形成了疫情前後、臭氧污染數據明顯下降的神奇數據指標。
 
從測量系專業出發　跨領域推廣成大學術品牌
 
吳治達副教授期望這次研究產生更大的影響力，未來他想透過更多更豐富的科普、講座，甚至與環保署、國健署合作，進行更高強度的宣導與學術分享，並於3月23日受邀到行政院國科會環境遙測與健康效應科技論壇，發表本次研究的成果。
 
「集成混合空間推估模型（Ensemble Mixed Spatial Prediction Model）」，成功登上國際頂尖期刊 Journal of Hazardous Materials，不僅是對吳治達副教授深耕學術的肯定，也是讓各界看見成大測量系跨領域、多面向發展可能性的絕佳機會，未來吳治達副教授也將繼續在空汙領域發揮專業，與政府單位攜手合作，為台灣空品未來、使成大學術力登上國際舞台，貢獻一份心力。
 
 
維護單位: 新聞中心
更新日期: 2023-03-22
 
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