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作品名稱：搶救地球 ING－

台灣西部與東部地區二氧化碳濃度的變化與溫度的變化之探討

摘要

在此研究中，我們設計了兩個主題，目的是希望大家能夠知道二氧化碳所引起全球暖化

的嚴重性，進而實際行動來「節能減碳」，減少台灣地區二氧化碳的排放。

研究一：一年期間，台灣西部與東部地區二氧化碳濃度變化的差異性

研究二：最近三年（98~100 年）此兩區二氧化碳濃度的變化，與溫度的變化是否有持續上升

的趨勢

研究最後，我們得到以下結果：

一、台灣西部地區二氧化碳的濃度受到季節性植物行光合作用的強弱所影響；但東部地區二

氧化碳的濃度則受到季風與地形的影響。

二、植物的光合作用未必是影響一地區二氧化碳濃度變化的絕對因素，應該可能包括季風和

地形。

三、在最近三年，不管是西部地區或東部地區二氧化碳的濃度皆有逐年升高的趨勢，顯示出

光合作用的力量，已逐漸無法穩定二氧化碳濃度的變化。

四、台灣西部地區的溫度上升與二氧化碳濃度的增加，有絕對的相關性；但是東部地區的溫

度則沒有明顯的相關。

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壹、研究動機

現在我們知道讓地球升溫的溫室氣體，主要是水蒸氣、二氧化碳與甲烷等，其中水氣因

為水循環的關係而使的大氣中水氣的含量維持穩定，因此一般認為對地球暖化的”貢獻”不

及二氧化碳，就長期而言，全球暖化的罪魁禍首應該是二氧化碳。文獻資料顯示，過去一百

年來，二氧化碳濃度的變化竟與全球溫度的變化呈現高度一致性，全球的年平均氣溫上升了

約 0.6℃，但台灣的年平均氣溫卻上升約 1.4℃，大約是全球平均的兩倍。會出現這樣的數字

並不令人意外，因為過去 15 年來，全球二氧化碳總排放量成長約 16%，台灣卻高達 134%，

每人每年平均排放約 12 公噸的 CO2，約為全球每人年均排碳量的三倍。因此，台灣在全球暖

化裏所扮演的角色，不容小覷！

我們就住在台灣，所以搶救地球的腳步，刻不容緩。希望藉由此研究來讓我們更了解「一

年期間，台灣西部與東部地區二氧化碳濃度變化的差異性」，並探討「最近三年（98~100 年）

此兩區二氧化碳濃度的變化，與溫度的變化是否有持續上升的趨勢」等兩大主題，進而提醒

大家要更重視此議題，才能搶救台灣，搶救地球！於是我們的研究就此展開了………。

3

貳、研究目的

首先，我們收集由環保署設立的善化（負責雲嘉南地區）與宜蘭（負責宜花東地區）空

氣品質監測站，針對 99 年度西部（雲嘉南地區）和東部（宜花東地區）二氧化碳的濃度所監

測的資料，在整理數據後（附件 ），我們可以得到圖一的曲線，由圖形可顯示出：一年期間，

西部與東部二氧化碳濃度的變化具有差異性。

圖一：一年期間，善化站和宜蘭站二氧化碳濃度的變化圖（月平均）

在西部地區二氧化碳濃度的變化，在春夏的季節有下降的趨勢，尤其以夏天達到最低點，

而在秋冬的季節有上升的趨勢，尤其以冬天達到最高點；但東部地區恰好相反。此現象令我

們感到驚奇，因此我們查閱了書籍和網路等相關資源後，僅在維基百科提到：二氧化碳濃度

的變化會隨著季節而改變，這些結果是因為植物的光合作用所造成，植物在夏季時光合作用

較旺盛，而在冬季時則較弱。西部地區正符合此原則，此現象引起我們想要確認光合作用確

實是造成西部地區二氧化碳濃度的變化會隨著季節變化的主因，還是另有其他原因。

我們列舉出最有可能造成此現象的原因有二：（1）植物物的光合作用、（2）季風。所以

我們設計的第一個實驗是－找出造成西部地區二氧化碳濃度的變化會隨著季節變化的主因。

由此實驗來說明研究一：「一年期間，台灣西部與東部地區二氧化碳濃度變化的差異性」。而

我們也很想知道，在最近三年此現象是否發生了改變，因此第二個實驗是－蒐集並探討最近

三年西部與東部二氧化碳的濃度所監測的資料，目的在得知研究二：「最近三年（98~100 年）

此兩區二氧化碳濃度的變化，與溫度的變化是否有持續上升的趨勢」。

二氧化碳濃度

( ppm

)

4

參、實驗設備器材

一、Lutron 二氧化碳濃度&溫度偵測機

圖片：

二、二十大盆黃金葛實驗室

設置一間僅放有 20 大盆陰性植物－黃金葛的實驗室，列入我們監測「一年期間，二氧化

碳濃度的變化」的地點之一，當成與其他地點比較的對照組。

圖片：

濃度顯示

溫度顯示

5

三、測量地點：

1.實驗室（對照組） 2.圖書館

3.道生館旁的綠地 4.停車場的空地

5.藝文廣場的空地 6.校門口

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肆、實驗過程與方法

研究一：一年期間，台灣西部與東部地區二氧化碳濃度變化的差異性

實驗一：找出造成西部地區二氧化碳濃度的變化會隨著季節變化的主因

（1）植物的光合作用的因素

對於是否由光合作用造成西部地區二氧化碳濃度的變化會隨著季節變化的影

響，因為本校就座落在嘉義地區，所以我們便以記錄本校校園內的地點，一年

期間（99.8~100.7），二氧化碳濃度的監測資料來代表雲嘉南地區二氧化碳濃度

的變化。至於校園內地點的選擇，我們是採取隨機抽籤的方式決定五個地點（最

後包括：有教室內、教室外、有樹木、沒有樹木、校門口）及黃金葛實驗室當

對照組，之後我們要展開為期一年的監測並記錄，而每一天測量的時間，我們

也是參考 99 年度善化站的監測資料決定，由圖二的曲線中發現：一天之中，清

晨六點時二氧化碳的濃度因為陽光的出現而逐漸減少，所以配合上學時間，決

定於 AM7:30 測量一次；而下午五點左右，二氧化碳的濃度再度因陽光的消逝

而逐漸增加，故我們決定於 PM5:00 再測量一次。

圖二：一天期間，善化站二氧化碳濃度與溫度的變化圖（年平均） ※測量時的照片：所有地點必須在最短時間內完成，施測時人員必須離開。

二氧化碳濃度

(ppm

)

時間(hour)

溫度

( ℃

)

7

（2）季風的因素

我們可由圖一來分析此一因素，尤其從冬天期間，即可得知季風是否影響西部地

區二氧化碳濃度的變化。

研究二：最近三年（98~100 年）此兩區二氧化碳濃度的變化，與溫度的變化是否有持續上升

的趨勢

實驗二：蒐集並探討最近三年西部與東部二氧化碳的濃度所監測的資料（整理數據在附件）

8

伍、研究結果

研究一：一年期間，台灣西部與東部地區二氧化碳濃度變化的差異性

實驗一：找出造成西部地區二氧化碳濃度的變化會隨著季節變化的主因

（1）植物的光合作用

因為時間的關係，目前所有地點監測的起迄時間與擷取資料皆是 100 年 8 月至 101 年

3 月，此實驗仍持續進行中。

表一：不同月份 CO2 濃度(ppm)與溫度(℃)數值表（AM7:30）

年.月

地點 100.8 100.9 100.10 100.11 100.12 101.1 101.2 101.3

實驗室 濃度 458.00 477.45 476.67 464.77 460.06 468.70 463.30 468.30

溫度 32.09 29.93 27.89 25.69 20.67 18.19 19.06 21.87

圖書館 濃度 465.23 470.50 484.69 470.47 462.21 456.45 457.55 454.75

溫度 31.39 29.45 26.58 25.53 20.46 18.22 19.00 21.68

道生館 濃度 450.33 475.22 487.45 480.33 473.60 477.92 475.50 478.50

溫度 31.69 29.51 26.91 25.32 19.44 17.15 18.45 21.14

停車場 濃度 463.63 470.08 471.88 473.42 474.29 471.45 468.42 466.00

溫度 31.98 29.76 26.89 25.27 19.82 18.15 18.37 20.43

藝文廣場 濃度 470.57 466.11 473.11 467.83 470.33 464.92 467.58 466.78

溫度 32.08 29.91 27.46 25.48 19.66 17.34 18.42 19.99

校門口 濃度 469.43 477.25 484.62 478.25 471.27 467.50 469.42 472.40

溫度 31.87 29.76 27.01 25.02 19.86 17.42 18.33 20.71

註 1.每格的數值皆為月平均，以減少測量的誤差。

註 2.所有濃度的單位為 ppm，所有溫度的單位為℃。

9

圖三.不同月份對溫度的變化關係圖（AM7:30）

圖四.不同月份對 CO2 濃度的變化關係圖（AM7:30）

二氧化碳濃度

(ppm

)

月份(月)

月份(月)

溫度

( ℃

)

10

表二：不同月份 CO2 濃度與溫度數值表（PM5:00）

年.月

地點 100.8 100.9 100.10 100.11 100.12 101.1 101.2 101.3

實驗室 濃度 455.17 463.18 466.29 474.50 487.76 463.00 467.17 452.50

溫度 31.65 30.63 28.11 26.19 21.69 20.37 20.31 22.16

圖書館 濃度 438.00 459.67 475.00 469.54 472.40 475.00 481.25 471.80

溫度 30.69 30.98 28.20 25.76 21.16 20.31 21.14 23.56

道生館 濃度 432 453.78 461.00 461.71 471.25 467.67 488.22 463.00

溫度 30.76 30.83 28.07 26.44 21.00 20.00 20.84 24.11

停車場 濃度 451.20 457.35 474.92 470.70 478.00 471.14 473.00 468.78

溫度 31.57 31.00 28.14 26.65 21.36 20.68 20.61 23.53

藝文廣場 濃度 442.60 464.59 461.77 462.93 459.75 461.25 455.22 456.13

溫度 31.05 30.74 28.02 25.75 21.29 20.54 21.57 23.84

校門口 濃度 439.40 459.63 457.60 467.73 472.00 476.00 466.78 461.50

溫度 31.19 30.93 27.97 26.07 21.34 20.79 20.74 24.39

註 1.每格的數值皆為月平均，以減少測量的誤差。

註 2.所有濃度的單位為 ppm，所有溫度的單位為℃。

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圖五.不同月份對溫度的變化關係圖（PM5:00）

圖六.不同月份對 CO2 濃度的變化關係圖（PM5:00）

溫度

( ℃

)

月份(月)

二氧化碳濃度

(ppm

)

月份(月)

12

表三：不同月份 CO2 濃度與溫度數值表（全天）

年.月

地點 100.8 100.9 100.10 100.11 100.12 101.1 101.2 101.3

實驗室 濃度 456.58 470.32 471.48 469.63 473.91 465.85 465.23 460.40

溫度 31.87 30.28 28.00 25.94 21.18 19.28 19.69 22.01

圖書館 濃度 438.00 465.08 479.84 470.01 467.31 465.73 469.40 463.28

溫度 31.04 30.21 27.39 25.64 20.81 19.26 20.06 22.62

道生館 濃度 441.17 464.50 474.23 471.02 472.43 472.79 481.86 470.75

溫度 31.23 30.17 27.49 25.88 20.22 18.58 19.65 22.62

停車場 濃度 457.42 463.72 473.40 472.06 476.15 471.30 470.71 467.39

溫度 31.78 30.38 27.51 25.96 20.59 19.42 19.49 21.98

藝文廣場 濃度 456.59 465.35 467.44 465.38 465.04 463.08 461.40 461.45

溫度 31.56 30.33 27.74 25.61 20.47 18.94 20.00 21.91

校門口 濃度 454.41 468.44 471.11 472.99 471.63 471.75 468.10 466.95

溫度 31.53 30.34 27.49 25.54 20.60 19.10 19.54 22.55

註 1.每格的數值皆為月平均，以減少測量的誤差。

註 2.所有濃度的單位為 ppm，所有溫度的單位為℃。

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圖七.不同月份對溫度的變化關係圖（全天）

圖八.不同月份對 CO2 濃度的變化關係圖（全天）

（2）季風

99 年度，善化站和宜蘭站二氧化碳濃度的變化圖，即圖一所示。

溫度

( ℃

)

月份(月)

二氧化碳濃度

(ppm

)

月份(月)

14

研究二：最近三年（98~100 年）此兩區二氧化碳濃度的變化，與溫度的變化是否有持續上升

的趨勢

實驗二：蒐集並探討最近三年西部與東部二氧化碳的濃度所監測的資料

所得到的結果呈現於圖九、圖十

圖九.善化站 98~100 年 CO2 濃度的變化圖（月平均）

圖十.宜蘭站 98~100 年 CO2 濃度的變化圖（月平均）

二氧化碳濃度

(ppm

)

月份(月)

二氧化碳濃度

(ppm

)

月份(月)

15

圖十一.善化站 98~100 年溫度的變化圖（月平均）

圖十二.宜蘭站 98~100 年溫度的變化圖（月平均）

溫度

( ℃

)

月份(月)

溫度

( ℃

)

月份(月)

16

陸、分析與討論

從實驗一，在探討「植物的光合作用」的因素中，因為我們的二氧化碳濃度偵測機可以

同時測量二氧化碳的濃度與大氣的溫度，而且由圖七可看出溫度的一致性很高，由此可說明

我們所測量到二氧化碳濃度的數值，準確性也很高。故我們發現從圖八中的曲線與圖一的曲

線有相似的趨勢，其中位在道生館旁的綠地，因為有較多樹木和草皮，此點的結果較為明顯，

加上實驗中我們有設置一黃金葛實驗室當對照組，雖然此點的結果不太明顯，但在秋冬季亦

有濃度較高的情形，由此可證明台灣西部地區二氧化碳濃度的變化確實會隨季節性植物行光

合作用的強弱而改變。

另外，在探討「季風」的因素中，原本我們以為大陸華北和東北地區的重工業發展，在

冬季時會讓二氧化碳隨著凜冽的東北季風吹拂至台灣，而且宜蘭站設在位於中央山脈的迎風

面，首當其衝的結果應該會讓冬季時，該地區二氧化碳的濃度飆高才是，但由圖一我們卻發

現，在秋冬時二氧化碳的濃度反而比春夏時的濃度低，顯示出季風在不影響東部地區的情形

下，也更不影響位在背風面的西部地區。而關於東部地區的現象，也令我們感到有趣與好奇，

於是我們便再將最近三年宜蘭站的監測資料彙整，結果如圖十，令人非常訝異的發現皆是如

此，所以目前我們所推測最可能的原因，應該是地形加上東北季風無法帶來大陸地區的二氧

化碳，但卻可帶走或吹散東部地區的二氧化碳，此部分值得日後再進一步探討。

由上述的內容，我們即可歸納出研究一：「一年期間，台灣西部與東部地區二氧化碳濃度

變化的差異性」的結果，影響西部地區二氧化碳濃度變化的主因應是季節性植物行光合作用

的強弱所導致，而非季風的因素，但影響東部地區二氧化碳濃度變化的主因卻是季風和地形

所造成。由此也讓我們知道光合作用未必是影響一地區二氧化碳濃度變化的絕對因素，應該

可能包括季風和地形。

從實驗二，我們由圖九的曲線可以發現，西部地區二氧化碳的濃度有逐年升高的趨勢，

顯示出在有限的綠地面積下，因西部地區人類的各項活動，而產生二氧化碳的量遠超過植物

光合作用所減少的量；同樣的情形也在東部地區出現，雖然東部地區仍以綠色產業為主，但

進來有更多經濟的活動（如觀光產業），在此有急遽增加的趨勢。另外，我們也探討近三年，

西部地區與東部地區二氧化碳濃度的變化與溫度變化的相關性，由圖十一和圖十二發現，隨

著西區二氧化碳濃度的增加，導致此區 99 年與 100 年的溫度較 98 年有些許的上升，但是東

部地區卻影響不大，或許是因為人們的活動未像西部地區頻繁。

故研究二：「最近三年（98~100 年）此兩區二氧化碳濃度的變化，與溫度的變化是否有持

續上升的趨勢」的結果，是可知道台灣西部地區與東部地區的二氧化碳是持續增加中的，而

且西部地區的溫度上升與二氧化碳濃度的增加，有絕對的相關性。

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柒、結論

二氧化碳是造成地球暖化的罪魁禍首，也是我們此科展研究的主角，最後在我們長期奮

戰，努力不懈的堅持下，終於看見了一點小成果。

由研究一：一年期間，台灣西部與東部地區二氧化碳濃度變化的差異性，我們得到兩點結論：

結論一、台灣西部地區二氧化碳的濃度受到季節性植物行光合作用的強弱所影響；但東部地

區二氧化碳的濃度則受到季風與地形的影響。

結論二、植物的光合作用未必是影響一地區二氧化碳濃度變化的絕對因素，應該可能包括季

風和地形。

由研究二：最近三年（98~100 年）此兩區二氧化碳濃度的變化，與溫度的變化是否有持續上

升的趨勢，我們亦得到兩點結論：

結論一、在最近三年，不管是西部地區或東部地區二氧化碳的濃度皆有逐年升高的趨勢，顯

示出光合作用的力量，已逐漸無法穩定二氧化碳濃度的變化。

結論二、台灣西部地區的溫度上升與二氧化碳濃度的增加，有絕對的相關性；但是東部地區

的溫度則沒有明顯的增加。

台灣是我們的家園，而且它就在地球上，倘若地球因暖化而發生危機，台灣就有可能不

復存在，這就是唇亡齒寒的道理。台灣身為地球村的一份子，過去相關研究皆顯示台灣對地

球暖化有很大的”貢獻”， 今日從我們的報告裡，仍然發現台灣西部與東部地區二氧化碳的

濃度依舊持續攀升中，顯示我們的努力還不夠，所以我們一定要落實「節約能源，減少二氧

化碳的排放」的理念，千萬別淪為口號，大家一起來搶救台灣，搶救地球！

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捌、參考文獻

一、翰林出版事業股份有限公司，自然與生活科技，第六冊第四章，101 年 2 月修定版。

二、邱森潤，溫室效應，科學教育月刊，138 期，1981 年 6 月。

三、賈新興，氣候變遷，科學研習月刊，NO50-6。 四、賴春金，節能減碳從個人做起，科學研習月刊，NO49-4。 五、林慧慧，節能減碳救救我們的地球，科學研習月刊，NO46-8。 六、行政院環保署－空氣品質監測網：

http://taqm.epa.gov.tw/taqm/zh-tw/YearlyDataDownload.aspx 七、維基百科－二氧化碳：

http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E4%BA%8C%E6%B0%A7%E5%8C%96%E7%A2%B3

19

附件

表一.98~100 年善化站 CO2 濃度與溫度數值表（月平均）

年 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

98 濃度 397.94 394.95 397.39 397.72 401.25 402.64 406.75 406.60 407.76 412.22 421.60 427.17

溫度 16.47 21.74 20.85 22.97 26.12 27.67 28.89 28.86 29.18 25.70 22.52 18.26

99 濃度 423.88 413.27 409.22 408.96 410.30 400.59 402.09 402.38 405.80 408.68 418.03 419.36

溫度 19.56 20.98 23.54 24.57 28.47 28.91 30.14 30.30 29.09 27.83 23.49 20.89

100 濃度 420.05 422.91 423.33 424.25 420.55 414.48 410.89 414.86 416.80 425.46 430.21 421.20

溫度 16.86 19.34 21.03 25.80 26.96 29.20 28.62 29.52 28.24 26.12 24.08

3 18.67

註 1.每格的數值皆為月平均，以減少測量的誤差。

註 2.所有濃度的單位為 ppm，所有溫度的單位為℃。

註 3.原始數據來源取自環保署空氣品質監測網，本表已經過數據整理。 表二.98~100 年宜蘭站 CO2 濃度與溫度數值表（月平均）

年 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

98 濃度 399.94 402.69 402.50 403.63 402.26 404.69 401.17 399.38 392.60 395.73 399.46 403.72

溫度 18.24 20.81 19.98 21.52 25.08 28.14 30.25 29.91 27.98 23.83 21.40 17.07

99 濃度 403.50 404.46 406.41 404.03 402.20 401.74 398.10 397.55 396.64 394.50 398.78 403.76

溫度 17.27 19.09 20.57 21.47 26.14 26.88 30.58 30.28 29.14 24.27 20.70 18.39

100 濃度 405.62 408.73 408.14 412.33 411.17 412.81 409.33 402.70 398.84 402.88 406.28 404.25

溫度 13.83 17.20 16.07 21.29 24.86 28.65 29.58 29.79 27.13 23.52 22.66 16.32

註 1.每格的數值皆為月平均，以減少測量的誤差。

註 2.所有濃度的單位為 ppm，所有溫度的單位為℃。

註 3.原始數據來源取自環保署空氣品質監測網，本表已經過數據整理。