測站簡介
在東亞的過去十幾年，城市化與工業化持續的快速擴張，帶來經濟的成長，同時產生巨量空氣污染物；空氣污染除了影響當地環境品質外，並蔓延其影響至整個北半球。 此外，在東亞顯著的土地利用變化，明顯影響空氣污染物的來源與傳輸路徑。因此研究大氣組成成分的反應機制，並評估對區域氣候的影響是非常重要的。
台灣獨特的位地理位置，正好位於可觀察來自東南亞和亞洲大陸的污染物傳輸路徑上。例如，中國的霾害可以經東北季風傳輸至台灣的大氣邊界層內；而每年春季的東南亞生質然燒活動，使當地與下游的自由對流層之一氧化碳、臭氧、懸浮微粒與大氣汞等空氣污染物之濃度，顯著的增長亦使空氣品質下降。
儘管台灣環保署已建高密度之地面監測網路，然而大多測站只能代表當地鄉鎮之空氣品質特徵。因此，環保署、科技部與中央大學的合作，建立高山背景測站：鹿林山空氣品質背景站（LABS，23.47°N，120.87°E;2862公尺海拔高度）。該站位於玉山國家公園在鹿林前山山頂，為監測亞洲大陸釋放至太平洋，各種主要污染物濃度的最佳地點。鹿林山測站於2006年4月14日正式啟用，本站的規劃與維謢皆遵尋WMO / GAW和NOAA / GMD方針與協議。
歷史沿革
1988年與鹿林山空氣背景站結緣的開端。環保署在中油超額盈餘的經費補助下進行天網計畫，其中一項即為增設空氣品質監測站，將原先的19個空氣品質監測站擴增為66個，並依根據目的區分為一般、交通、工業、背景和國家公園空氣品質監測站，玉山(鹿林山)即被歸納為國家公園空氣品質監測站，然而最終只有陽明山和墾丁國家公園空氣品質監測站納入監測網。
1989-1990年先後進行勘察。當初進行測站篩選時，除了考量鹿林山位於玉山國家公園內，且鹿林山為一個獨立山頭；相較於塔塔加鞍部更不受遊客污染的影響，且交通條件尚可；當時向阿里山林務局取得用地執照，約期簽了5-10年之久。張順欽處長為當時鹿林山測站選址工作的主要參與人，回憶其第一次上鹿林山探勘，車子只能開到鹿林山莊，在鹿林山莊住了一夜，隔天登上鹿林山山頂，那個地方是一個佈滿野草的平整山頭，視野極佳，與當今景象相距甚遠。
雖然當時建立鹿林山測站構想獲得署內同仁贊同，且台灣最高的空氣品質測站深具指標意義，但經評估考量後，因建造成本與補給運送的問題後暫緩執行。張處長回想當年測站無法建立或許有些遺憾，然而當時未必有完善的儀器與技術支援，在於高山的大氣背景監測需要高精確度的儀器，而當時的儀器主要應用於一般平地的監測，無法滿足監測微量氣體需求。由於署內暫緩實行此計畫，故林務局收回用地執照，隨後即由中央大學申請並建立現今的鹿林天文台。
1999年中大林能暉教授到夏威夷大學參加APARE(國際全球大氣化學亞太地區環境研究委員會)會議，主要討論東亞暨北太平洋區域研究-亞洲氣膠實驗，當時NASA(美國太空總署)提出2001年的TRACE-P(TRAnsport and Chemical Evolution over the Pacific)，而夏威夷大學也在美國國科會的支持下推動ACE-Asia(亞洲氣膠特性實驗)，這兩個大型實驗研究目的皆針對區域大氣污染物和亞洲沙塵暴，希望藉由此次公開會議尋求亞洲各國參與和協助，也是從那一次開始，我國正式加入國際科學社群。APARE會後，主辦單位安排參觀夏威夷相當有名的Mauna Loa觀測站，此觀測站為NOAA(美國海洋大氣總署)下的CMDL(氣候監測與診斷實驗室)維護運作，位於夏威夷Mouna Loa火山口的北坡，高度為3397公尺，主要監測的項目有氣象、氣體化學、氣膠化學、降水化學和大氣輻射。據林能暉教授回憶當時，一路上乘坐小型巴士上山，越到山頭景色越是荒涼，林教授對於高山的情感頗為深厚，自美國留學期間，經常從事高山雲物理化學的實驗，原本就有高山觀測站和長程輸送議題連接關係的研究，回台灣之後也專注在大氣污染物和長程輸送的議題上，到了Mouna Loa觀測站後，仍不禁讚嘆此國際級的測站相當具組織且配備完善，提供一個專業的平台讓各相關組織機構參與，心想台灣同樣屬於一個多高山的島嶼，且位於熱帶和亞熱帶、陸地和海洋交界，應具備發展一個國際級的高山測站的潛力，從此這個想法便在心中持續醞釀。
林教授同年在大氣學門研討會中討論學門未來發展時，明確提出在中部山區建立一個高山背景站的構想，以做為自由大氣的監測。適逢2000年中央大學規劃教育部的第一代卓越計劃，藉機考慮將中部高山測站的構想納入，同時獲知中大天文所已經在鹿林山建立天文台，也完成軟硬體的基礎建設，在親自造訪鹿林山天文台之後，發現此地點相當適合進行大氣背景監測，因此在卓越計畫中將中部高山測站定調為鹿林山。雖然第一代卓越計畫最後沒有通過，但此為第一次公開提出鹿林山背景站的規劃。
2000年林教授著手推動ACE-Asia在台灣的工作，因而與監資處有密切的結合，與當時的楊之遠處長和張順欽科長一起推動2001年ACE-Asia觀測實驗，同時監資處也針對2001年規劃一個整合型計畫進行沙塵暴對台灣的影響研究。因此2000年長達一年多的規劃，包括規劃國際合作和國內因應沙塵暴所組成的科學團隊，當時包含中大、台大、文化和中研院參與。
時至2001年，鹿林山空氣背景監測站有了新的轉機，環保署將66個空氣品質監測站於1993年之前陸續建立完成，並持續爭取監測站汰換所需經費，同時也在阿里山氣象站增設紫外線監測，做為高山測站的先期研究；2001年初林達雄副署長再次提及建立一個高山測站構想。2001年我國參與TRACE-P和ACE-Asia實驗，當時NASA蔡錫祺博士也因參與實驗回台，並在一次與環保署會面中，與林教授藉此提出建構鹿林山背景站的構想，希望由環保署接手高山背景站的建置；此構想與署內的規劃一拍即合，當時楊處長和謝炳輝科長為主要參與人員。2001年6月監資處提出監測網汰換計畫，於同年年底開始實施，並將鹿林山測站的規劃重新納入。
2002-2005年環保署委託中央大學進行「空氣污染物跨境傳輸對台灣地區空氣品質影響之研究」，此為鹿林山空氣背景站之先導性研究，包括降雨和氣膠採樣，降雨採用NADP(National Atmospheric Deposition Program)的週採樣標準進行，而氣膠採樣由李崇德教授負責，進行機動性事件日採樣。亦與國外各相關單位接洽，包括美國EPA、NASA、NOAA等，進行整體性規劃。經過此期間的合作，中央大學與環保署之間有比較具體的想法，於2004年4月份委托中央大學進行鹿林山空氣品質背景站的建置與評估計畫，同年12月3日簽訂鹿林山空氣品質背景測站建置合作協議書，藉由中央大學天文台既有基礎，展開建立背景站工作。中央大學於2004年即陸續向行政院農業委員會林務局等單位申請租用玉山事業區第18林班地設立大氣環境監測與空氣品質背景站，面積計120平方公尺。中央大學協助環保署評估、規劃鹿林山背景站之建置，已於2005年9月動工，該年12月竣工，並於 2006年4月13日啟用。
資料分析團隊
- Principal investigator: Neng-Huei Lin
- Co-Investigators: Guey-Rong Sheu, Sheng-Hsiang Wang, Chang-Feng Ou-Yang
- Technical Engineer: Jense Chiu
- Website/Data Manager: Chia-Chin Lin
國際合作
鹿林山研究圑隊積極推動與美國環保署、太空總署、海洋大氣總署，以及其他國家合作，進行技術交流與資料交換。主要實質國際合作包括：
- 加入美國太空總署 AERONET、MPLNET及SolRad-Net全球監測網
- 加入美國海洋大氣總署碳循環及溫室氣體全球監測網(CCGG)及大氣氣膠全球監測網(AERO)
- 參加2006-2008年聯合國大氣褐雲計畫東亞國際觀測實驗(UNEP/ABC/EAREX)
- 參加美國太空總署2006年 BASE-Asia 及2008年TIGERZ國際實驗
- 加入歐盟全球汞監測網 (GMOS)
- 與日本富士山背景測站聯合觀測與酸雨資料交換
- 2010年起參加七海計畫（7SEAS）國際觀測實驗。
- 2011年德國Münster大學雲霧化學實驗。
- 2011年日本東京大學黑碳連續監測儀器比對與長期監測。
- 2012加入大氣汞監測網(AMNet)
- 2018加入基線地表輻射觀測網(BSRN)
照片
儀器
| 類別 Category | 測項 Parameter | 儀器、製造商、型號 Instrument | 資料/採樣頻率 Frequency |
|---|---|---|---|
| 降雨化學 Precipitation | |||
| 降雨化學成份 Precipitation | 酸鹼度、導電度、陰、陽離子 pH value, Conductivity, Ions | 雨水採樣器 Rain Sampler | AR-02 | 每週二上午九時採樣 Weekly |
| 微量氣體 Trace Gases | |||
| 空氣品質 Gases | O3濃度 O3 | 臭氧分析儀 Ozone Analysis | Ecotech, ML9810B | 連續觀測(小時值) Hourly |
| O3濃度 (平行比對) O3 | 臭氧分析儀 Ozone Analysis | Ecotech, Serinus 10 | 連續觀測(小時值) Hourly | |
| SO2濃度 SO2 | 二氧化硫分析儀 Enhanced Trace Level SO2 Analyzer | Thermo, Model 43i-TLE | 連續觀測(小時值) Hourly | |
| 溫室氣體 Greenhouse Gases | CO、CO2、CH4 濃度 | 精密氣體分析儀 Gas Concentration Analyzer | Picarro, G2401 | 連續觀測(小時值) Hourly |
| CO2, CH4, CO, H2, N2O,
SF6, δ13C (CO2), δ18O (CO2) | 溫室氣體採樣 國際合作：碳循環及溫室氣體全球監測網(NOAA, CCGG) Portable Sampling Unit (PSU) (NOAA, CCGG network) (CCGG network, Lulin Site) | 每週二上午七時採樣 Weekly | |
| 大氣氣膠（懸浮微粒） Aerosol | |||
| 氣膠濃度 Concentration of Aerosol | 懸浮微粒之質量濃度 (PM2.5) PM2.5 | 懸浮微粒分析儀 Continuous Ambient Particulate | TEOM R&P, 1400 | 連續觀測(小時值) Hourly |
| 懸浮微粒之質量濃度 (PM2.5 / PM10) PM2.5 and PM10 | 雙通道懸浮微粒質量濃度分析儀 Continuous Ambient Particulate | THERMO, 1405-DF | 連續觀測(小時值) Hourly | |
| 氣膠數量 Particle Numbers | 凝結核計數器 Condensation Nuclei Counter (CNC) | 連續觀測(小時值) Hourly | |
| 碳成份 Composition of Carbon | 黑碳質量濃度 Black Carbon (TSP) | 七波段微粒黑碳監測儀 Seven Wavelength aethalometer | Magee, AE31 | 連續觀測(小時值) Hourly |
| 黑碳質量濃度 Black Carbon (PM2.5) | 七波段微粒黑碳監測儀 Seven Wavelength aethalometer | Magee, AE33 | 連續觀測(小時值) Hourly | |
| 總碳質量濃度 Carbon in Aerosol (TSP) | 即時氣膠總碳監測儀 Scientific Total Carbon Analyzer | Magee, TCA-08 | 連續觀測(小時值) Hourly | |
| 黑碳質量濃度 Black Carbon (PM2.5) | 黑碳監測儀 | KANOMAX, Model 3010 國際合作：日本東京大學 Black Carbon Monitor | KANOMAX, model 3010 Cooperation with University of Tokyo | 連續觀測(小時值) Hourly | |
|
光學特性
Aerosol Optical Properties (AERO network) | 全向散射與背向散射於三個波段
Light-scattering coefficient of aerosols ( 450, 550, 700 nm ) | 氣膠散光系數監測儀 | TSI, Model 3563 國際合作：大氣氣膠全球監測網 (NOAA, AERO) Nephelometers | TSI, Model 3563 (AERO network) | 連續觀測(小時值) Hourly |
| 氣膠微粒吸光係數於三個波段
Light absorption of aerosols ( 467, 530, 660 nm ) | 氣膠吸光系數監測儀 (PSAP) 國際合作：大氣氣膠全球監測網 (NOAA, AERO) Particle Soot/Absorption Photometer (NOAA, AERO network) | 連續觀測(小時值) Hourly | |
| 氣膠微粒吸光係數於三個波段
Light absorption of aerosols ( 467, 528, 652 nm ) | 氣膠吸光系數監測儀 (CLAP) 國際合作：大氣氣膠全球監測網 (NOAA, AERO) Continuous Light Absorption Photometer (NOAA, AERO network) | 連續觀測(小時值) Hourly | |
| 大氣汞 Toxic | |||
| 汞 Mercury | 氣態元素汞、氣態二價汞、顆粒汞 Atmospheric mercury(GEM, GOM, PBM) | 冷蒸氣原子螢光光譜儀
Automated Ambient Air Analyzer
Tekran, 2537X with model 1130 and 1135 | 連續觀測 Hourly |
| 大氣輻射 Solar Radation | |||
| 太陽輻射 Optical | 氣膠光學厚度及氣膠光學參數 AOD, VSD, complex refractive index | 多波段太陽輻射計 Sun Sky Lunar Multispectral Photometer | Cimel, CE-318 | 連續觀測(小時值) Hourly |
| 太陽輻射 Solar Radiation | 日射計 Solar Radiation Sensor | MetOne, 96-1 | 連續觀測(小時值) Hourly | |
| 近紫外線太陽輻射 Erythemally-weighted UVB solar radiation | UVA/UVB輻射儀 Biometer-Radiometers | Solar Light, MODEL 501 | 連續觀測(小時值) Hourly | |
| 氣象儀器 Meteorological | |||
| 氣象 Meteorological | 能見度 Visibility | 能見度儀 Present Weather and Visibility Sensors | VAISALA, PWD22 | 連續觀測(小時值) Hourly |
| 風向及風速 Wind Speed and Direction | 風速風向計 Wind Sensor | MetOne, 034B | 連續觀測(小時值) Hourly | |
| 氣溫 Temperture | 溫度計 Temperture Sensor | MetOne, T200 | 連續觀測(小時值) Hourly | |
| 相對溼度 Relative Humidity | 濕度計 Relative Humidity Sensor | MetOne, 083D (083R combine) | 連續觀測(小時值) Hourly | |
| 壓力 Atmospheric Pressure | 壓力計 Barometer Pressure Sensor | MetOne, 092 | 連續觀測(小時值) Hourly | |
| 雨量 Rainfall | 雨量計 Precipitation Gauges | MetOne, 370 | 連續觀測(小時值) Hourly | |
| 其他 Other | 全天空影像 Skyimage | 監視器 Monitor | Mobotix, MX-Q25M-Sec | 連續觀測(分鐘值) Minutely |