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生質燃燒

地表植被的燃燒行為。包括人為引火,或閃電引火、森林區域久旱高溫造成自然起火的現象。
全球主要的生質燃燒區域為東南亞、印度半島、西伯利亞、赤道的印尼區域、馬來西亞、北美洲、中美洲、南美洲和非洲大陸。生質燃燒會產生大量一氧化碳、氮氧化合物、揮發性有機氣體,以及懸浮微粒如黑油煙(soot)等的空氣污染物。透過衛星的觀測,這些生質燃燒所產生的煙霧及其影響範圍已能清楚監測,例如美國的OMI和MODIS衛星儀器皆提供每日全球的氣溶膠分布監測圖及監測資料。
生質燃燒所釋放氣體中的臭氧前趨物,如一氧化碳、氮氧化合物、和揮發性有機氣體等,都有助於光化臭氧的生成。因此對全球生質燃燒活動的監測,以及生質燃燒後所產生大量煙霧的全球擴散過程,是掌握生質燃燒可能對近代面空氣污染,以及對流層裡臭氧濃度變化的一項重要機制。
以北半球而言,對流層裡可透過北半球陸地區域人口密集的地區所產生的光化臭氧,而輸出至北半球的偏遠地區,如海洋上空的大氣。對南半球而言,生質燃燒是南半球對流層生成光化臭氧常重要的來源,透過來自南半球非洲大陸和南美大陸上的生質燃燒,當這些燃燒所產生煙霧和臭氧前趨物被風傳送至南大西洋後,便在當地透過光化過程而造成南大西洋上空大氣臭氧濃度升高的現象,這是一個生質燃燒影響大氣臭氧濃度非常有名的例子。
1980年代的衛星觀測顯示,每年在9月過後,南大西洋的臭氧濃度皆有高值出現。由於南半球人煙稀少且少有類似北半球的旺盛工業化活動排放臭氧前趨物,當時的科學家無法理解在遙遠的海洋上空,大氣臭氧如何能維持如此高濃度。因此美國在1990年代,進行一系列的飛機觀測實驗,如TRACE-A,以實地搜集南大西洋的大氣化學資料。從這些實驗資料,配合電腦模式的模擬研究,現在瞭解南大西洋的臭氧增加現象與每年那個時期在非洲大陸和南美大陸生質燃燒的現象密切相關。
這些大範圍的森林燃燒行為,亦會受到氣候變化的影響,其中最有名的例子就是在1997-1998年聖嬰事件發生時。由於持續的高溫,加上乾燥無雨和人為的點火燃燒,使得1998年春天時的印尼、馬來西亞和菲律賓,估計有7,000萬人直接受到該次印尼生質燃燒的影響。
東南亞的生質燃燒季節主要是發生在每年的3月至4月,為了掌握這些生質燃燒煙霧的長程傳送有可能對臺灣空氣污染的影響,行政院環保署和國立中央大學已合作在臺灣中部的鹿林山設置儀器長期進行地面監測,以瞭解這些長程傳送污染物隨時間和空間的變化情形。

撰稿者:王國英
最後修訂日期:98年09月24日
參考資料:
1 Wayne, Richard P. 2000. Chemistry of atmospheres: an introduction to the chemistry of the atmospheres of earth, the planets, and their satellites. New York: Oxford University Press.
2 Brasseur, Guy, John J. Orlando, and Geoffrey S. Tyndall, eds. 1999. Atmospheric chemistry and global change. New York: Oxford University Press.
3 Seinfeld, John H., Spyros N Pandis, and NetLibrary Inc., eds. 1998. Atmospheric chemistry and physics from air pollution to climate change. Cambridge: MIT Press. New York: Wiley.
4 Finlayson-Pitts, Barbara J., and James N. Pitts. 2000. Chemistry of the upper and lower atmosphere: theory, experiments, and applications. San Diego: Academic Press.