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開發適用於大氣邊界層觀測的無人機系統

為了解決curry 9室外的問題，作者柯立晉 這樣論述：

大氣邊界層(Planetary Boundary Layer, PBL)位於地球大氣最底層，其結構發展除了與太陽輻射加熱、人類經濟活動及植被分布密切相關外，日夜的演變也影響許多小尺度天氣現象與整體空氣品質。但過去研究中，大氣邊界層的資料受限於觀測技術，缺乏高解度的時間與空間資料，且不論是氣象塔、探空氣球、繫留氣球或是飛機觀測都有其優缺點與使用限制，故考量到人力和觀測成本，許多觀測手段是無法做到整天或每天的常態觀測，目前台灣大多以探空資料或地面光達遙測來取得大氣邊界層熱力結構與空氣污染物的垂直分布。無人機是近年來新興的觀測平台之一，成本低廉，所需的人力也相對簡便，因此本研究旨在建構一套適用於大

氣邊界層的無人機觀測系統，並以此來探討邊界層垂直發展結構與空氣污染物的變化，希望有助於邊界層機制參數化的建立與改善氣象及空污模式的預報。本系統搭配三種無人機酬載氣象及氣膠光學儀器，以獲取大氣邊界層溫度、相對濕度、壓力、風向、風速、氣膠粒子濃度與粒徑分布的垂直分布資料。為了減少所使用的儀器於量測上的誤差，先後進行了室內與室外的平行比對，室內溫濕度與壓力平行比對的均方根誤差(Root-Mean-Square Error, RMSE)為0.30℃、1.84%、0.11 hPa，室外日間與夜間3 km內溫濕壓平行比對的RMSE則分別為0.74℃、3.54%、0.72 hPa及0.21℃、3.34%、0

.14 hPa，誤差皆於合理範圍且資料具高度相關性。實際觀測上，從2017年開始針對境外傳輸、本地污染及夏日北台灣邊界層發展結構等案例進行密集觀測，並整合探空氣象、剖風儀雷達風場與光達氣膠垂直分布等資料以驗證本系統實用與可靠性。結果分析顯示，本系統於0-3 km內的氣象探測結果與氣象局例行施放的探空觀測具良好的一致性，於邊界層高度的偵測與光達消偏振反演幾乎吻合。氣膠量測結果比較光達背向散射的連續觀測資料之中，垂直分布不連續處與本系統觀測的逆溫位置一致，氣膠垂直分布也與本系統所得類似。相較於與剖風儀雷達反演的風場，無人機於離地100 m後所量測的風向與風速RMSE分別為19.02°與1.91 m

s-1，故仍有誤差待評估與修正。整體而言，本研究驗證本團隊所自行開發的無人機觀測系統及技術，可以有效應用於大氣邊界層內觀測，解釋大氣邊界層發展與空氣污染垂直分布間之關係，並可作為地面遙測觀測的驗證工具。

優化被動式策略對於可持續城市規劃和建築設計為了降低都市熱島並增加建築能源效率

為了解決curry 9室外的問題，作者方亞妲 這樣論述：

缺乏精心設計建築物的都市模式增加城市熱量和能源需求。太陽能控制技術的策略,如果正確地設計和應用,可降低太陽輻射及冷卻需求。本研究旨在設立並推薦兼具最有效性及平衡性，可減緩城市熱島效應並提升建築物能源效率的被動解決方案。精心設計的建築物將有助於降低的室外溫度、日照時數、太陽輻射強度與室內冷卻之需求，而增加陰影範圍和節能。本研究回顧了三類主要的微氣候控制類別:都市景觀佈局，街道峽谷佈局與天空视域因子。進行了一個基準案例及七個有懸垂裝置系統的模擬。檢查了四類主要的太陽能控制類別:自己的陰影門面、日光遮陽裝置，窗戶到牆面比例與建築方向。微氣候控制的結果顯示，都市景觀布局下的遮蓋草地案例可有效的將地表

及空氣溫低分別降低達52.51％及50％。日光遮陽裝置模案裂果顯示傳統懸垂裝置系統可將都市日照時數降低66%。另一方面，多重懸垂裝置系統的組合在對於阻擋尖峰時段的總太陽輻射最為有效，可降低建築室外太陽輻射強度達76.8％，並增加21.5%的陰影範圍，導致節能潛力高達8.92％。在被動式案例的太陽能控制中，從太陽輻射強度、日照及能見度的最有效及平衡解決方案的角度是複雜設計的自己的陰影門面和日光遮陽裝置，節能潛力可達66%。被動式策略的戰略放置和準確設計可以進一步提升戶外及室內的成效。對建立最適建築門面為了戰略放置的複雜及簡單設計與形狀而言，最佳建築方向是關鍵。計算了出59個位置的方位角度提供全球

範圍的指南。結果顯示若要達到防止太陽輻射，58.62％的地點應於其東方設置複雜設計，24.13％於其東北方，12.06％於其西方及5.17％於其東南方。在熱帶及亞熱帶地區，複雜設計可與再生能源技術相結合。