WRF-UCM을 활용한 전주지역 미세먼지 저감 연구 = A study of PM10 reduction in Jeonju using WRF-UCM

국문 초록 (Abstract)

이 연구는 전주시의 미세먼지 저감을 위해 전라북도 지역의 미세먼지 농도 변동 특성과 관련된 대기환경을 분석하고, 모델 수행을 통해 미세먼지 저감에 적합한 도시환경을 제시하였다. 에어코리아에서 제공하는 전라북도 미세먼지 자료를 이용하여 2012-2018년의 일평균 미세먼지 농도 변동의 경험적 직교 함수(empirical orthogonal function) 분석한 결과, 전라북도 전 지역에서 미세먼지가 증가하는 첫 번째 모드와 전주의 북서쪽지역에서는 감소하고 남동쪽 지역에서는 증가는 두 번째 변동 모드가 나타났다. 첫 번째 모드는 풍속이 낮고 고기압의 영향이 존재하였으며, 두 번째 모드는 기압배치에 따른 북풍계열의 바람이 불어왔다. 두 모드의 대표일을 선정하고, 건물 높이 증가, 전주 도심의 확장, 전주 도심을 숲과 논으로 변경한 4가지 실험을 수행한 결과, 건물 높이를 증가시키고 도심이 확장한 경우에는 풍속이 감소하고 도심을 숲과 논으로 변경된 모델 실험은 풍속이 증가하였다. 전주의 도시 특성 변화에 따른 풍속의 변화는 기본 풍속이 강할수록 커졌으며, 풍하측에 영향을 미쳤다. 풍속의 증가는 대기 연직 안정도를 낮춰 공기의 연직 순환을 촉진한다. 전주시의 미세먼지의 피해를 줄이기 위해서 건물의 높이를 낮추고, 도시에 나무나 초지를 많이 만든다면 도움이 될 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study analyzes atmospheric conditions associated with the variability of particulate matter (PM10) concentration in Jeonju and its surrounding region, suggesting an urban environment suitable for PM10 reduction through modeling simulations. Analysis of the empirical orthogonal function of daily PM10 concentrations in Jeollabuk-do from 2012 to 2018 showed that the first mode was increased PM10 throughout Jeollabuk-do; the second mode was a dipole mode in which the concentration increased in the northwest region and decreased in the southeast region. The first mode is related to low wind speed and high pressure, and the second mode is affected by the north wind. The representative days of the two modes were selected, and modeling experiments with changing land use and building height were conducted. The experiments of increased building height and expanded urban area in Jeonju decreased the wind speed; however, the urban area experiments changed from urban to forest or rice fields in Jeonju increased wind speed. The wind speed change was more noticeable when the wind speed was faster, especially on the leeward side. The increase in wind speed decreased the atmospheric vertical stability and promoted vertical air circulation. The lowering of building height and the increase of trees and grassland would reduce PM10 damage in Jeonju.