การกำหนดพื้นที่วิกฤติทางอากาศ โดยใช้ข้อมูลสถานีอุตุนิยมวิทยาและ GOOGLE EARTH ENGINE
DOI:
https://doi.org/10.14456/jesm.2025.2คำสำคัญ:
การจำแนกความเสถียรของอากาศ, ความยาว Obukov, พื้นที่วิกฤติทางอากาศบทคัดย่อ
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์ 1) เพื่อหาพื้นที่วิกฤติทางอากาศ คือพื้นที่ที่เมื่อปล่อยมลพิษในระดับใกล้เคียงกับพื้นที่ปรกติ แต่ผลกระทบรุนแรงกว่า เนื่องจากสภาพภูมิศาสตร์ โดยหาจากสัดส่วนของเสถียรภาพอากาศที่มีความเสถียรสูง บนพื้นที่ตัวอย่าง 2) เพื่อนำพื้นที่ตัวอย่างที่มีค่าความวิกฤติสูงสุดมาศึกษาแนวโน้มระหว่าง PM 2.5 กับเสถียรภาพของอากาศที่เกี่ยวข้องกับการสะสมมลสารทางอากาศ งานวิจัยนี้ใช้ทฤษฎี Monin-Obukhov Similarity Theory นำค่ามาจำแนกเสถียรภาพของอากาศ โดยใช้ข้อมูล ปริมาณเมฆปกคลุม ความเร็วลมและอุณหภูมิที่ระดับ 10 เมตร จากสถานีอุตุนิยมวิทยา 20 แห่ง ได้แก่ เก็บข้อมูลทุก 3 ชั่วโมง ตั้งแต่เวลา 01:00 - 22:00 น. รวม 8 ครั้งต่อวัน ตลอดปี 2566 และใช้ข้อมูลพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ จาก Google Earth Engine
ผลการวิจัย 20 สถานี พบว่า สถานีที่มีสัดส่วนของเสถึยรภาพอากาศ มี่มีค่าความวิกฤติสูงที่สุด 5 ลำดับแรกได้แก่ ลำปาง ร้อยละ 51.37 กาญจนบุรี/ทองผาภูมิ ร้อยละ 50.36 น่าน ร้อยละ 49.7 แม่ฮ่องสอน ร้อยละ 49.29 และพะเยา ร้อยละ 48.66 พื้นที่ตัวอย่างใน จังหวัดลำปางมีค่า PM 2.5 ความสัมพันธ์กับเสถียรภาพอากาศแบบเสถียรสูง โดยฝุ่นในระดับที่ส่งผลต่อสุขภาพคิดเป็นร้อยละ 67.6 จากจำนวนเสถียรภาพอากาศทั้งหมด และจากปัจจัยทางภูมิศาสตร์และอุตุนิยมวิทยามีผลต่อสะสมของมลพิษทางอากาศ นำไปสู่การกำหนดกลยุทธ์การจัดการคุณภาพอากาศแบบเฉพาะเจาะจงในพื้นที่ภูมิศาสตร์
เอกสารอ้างอิง
Arya, S. P. (2001). Introduction to Micrometeorology. Academic Press.
Aubinet, M. (2008). Eddy covariance CO2 flux measurements in nocturnal conditions: an analysis of the problem. Ecological applications, 18 (6), 1368-1378. https://doi.org/10.1890/06-1336.1
Cheng, Y., & Brutsaert, W. (2005). Flux-profile relationships for wind speed and temperature in the stable atmospheric boundary layer. Boundary-Layer Meteorology, 114 (3), 519-538. https://doi.org/10.1007/s10546-004-1425-4
Davenport, A. G., Grimmond, C. S. B., Oke, T. R., & Wieringa, J. (2000, May). Estimating the roughness of cities and sheltered country. In Preprints of the 12th Conference on Applied Climatology (pp. 96–99). American Meteorological Society.
Finnigan, J. (2000). Turbulence in plant canopies. Annual Review of Fluid Mechanics, 32 (1), 519-571. https://doi.org/10.1146/annurev.fluid.32.1.519
Foken, T. (2006). 50 years of the Monin–Obukhov similarity theory. Boundary-Layer Meteorology, 119, 431-447. https://doi.org/10.1007/s10546-006-9048-6
Hu, X. M., Klein, P. M., Guo, Z., & Zhou, Y. (2020). Evaluation of Monin-Obukhov similarity theory under strong stable atmospheric stratification. Boundary-Layer Meteorology, 176 (1), 31-52.
Kamthonkiat, D., Thanyapraneedkul, J., Nuengjumnong, N., Ninsawat, S., Unapumnuk, K., & Vu, T. T. (2021). Identifying priority air pollution management areas during the burning season in Nan Province, Northern Thailand. Environment, Development and Sustainability, 23 (4), 5865-5884. https://doi.org/10.1007/s10668-020-00850-7
Kantha, L., & Luce, H. (2018). Mixing coefficient in stably stratified flows: A new perspective. Geophysical Research Letters, 45 (17), 8830-8837.
Lettau, H. (1969). Note on aerodynamic roughness-parameter estimation on the basis of roughness-element description. Journal of Applied Meteorology (1962-1982), 8 (5), 828-832. https://doi.org/10.1175/1520-0450 (1969)008<0828:NOARPE>2.0.CO;2
Mahrt, L. (1998). Stratified atmospheric boundary layers and breakdown of models. Theoretical and Computational Fluid Dynamics, 11 (3), 263-279. https://doi.org/10.1007/s001620050093
Mohan, M., & Siddiqui, T. (1998). Analysis of various schemes for the estimation of atmospheric stability classification. Atmospheric Environment, 32 (21), 3775-3781. https://doi.org/10.1016/S1352-2310 (98)00109-5
Monin, A., & Obukhov, A.M. (1954). Basic laws of turbulent mixing in the surface layer of the atmosphere. Contributions of the Geophysical Institute of the Slovak Academy of Sciences, 151, 163-187.
Oke, T. R., Mills, G., Christen, A., & Voogt, J. A. (2017). Urban climates. Cambridge University Press.
Oke, T. R. (2004). Siting and exposure of meteorological instruments at urban sites. In Air pollution modelling and its application XVII (pp. 615–631). Springer.
Pollution Control Department (2023, July 5). Thailand air quality index announcement B.E. 2566. https://www.pcd.go.th/pcd_news/30028/
Seinfeld, J. H., & Pandis, S. N. (2016). Atmospheric chemistry and physics: from air pollution to climate change. John Wiley & Sons.
Stull, R.B. (2012). An introduction to boundary layer meteorology (Vol. 13). Springer Science & Business Media.
Whiteman, C. D. (2000). Mountain Meteorology: Fundamentals and Applications. Oxford University Press.
Yan, M., Liu, J., & Wang, Z. (2017). Global climate responses to land use and land cover changes over the past two millennia. Atmosphere, 8 (4), 64. https://doi.org/10.3390/atmos8040064
Yaung, K. L., Chidthaisong, A., Limsakul, A., Varnakovida, P., & Nguyen, C. T. (2021). Land use land cover changes and their effects on surface air temperature in Myanmar and Thailand. Sustainability, 13 (19), 10942. https://doi.org/10.3390/su131910942
