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동아시아 지역의 계절별 기상패턴에 따른 우리나라 PM<sub>2.5</sub> 농도 및 기여도 특성 분석: 2015년 집중측정 기간을 중심으로
남기표,이대균,장임석,Nam, Ki-Pyo,Lee, Dae-Gyun,Jang, Lim-Seok 한국환경영향평가학회 2019 환경영향평가 Vol.28 No.3
본 연구에서는 지상 $PM_{2.5}$ 측정 자료와 일기도 자료, WRF 및 CMAQ 모델을 활용하여 동북아시아 지역의 계절별 $PM_{2.5}$ 거동특성을 분석하였으며, 대기질 모델에 BFM을 적용하여 우리나라 $PM_{2.5}$ 농도에 대한 계절별 국내외 기여도를 평가하였다. 일기도 자료를 기반으로 국내 $PM_{2.5}$ 측정 자료 및 대기질 모사결과를 통해 $PM_{2.5}$의 거동특성을 분석한 결과, 동북아 지역에서의 $PM_{2.5}$는 장거리 수송된 대기오염 물질의 유입 및 대기정체 현상에 기인한 농도의 증가 또는 깨끗한 공기의 유입에 따른 농도의 감소 등의 특징이 계절별 종관기상 특성에 따라 상이하게 나타났다. 대기질 모델에 BFM (Brute-Force Method)을 적용하여 우리나라 6개 집중측정소 지점의 $PM_{2.5}$ 농도에 대한 국내외 기여도 평가를 수행한 결과, 백령도 지역은 낮은 자체 배출량과 동시에 중국으로부터 인접한 지리적 특성으로 인해 국외로부터의 기여가 지배적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 반면, 서울, 울산과 같이 높은 자체 배출량 특성을 나타내는 지역의 경우, $PM_{2.5}$에 대한 국외 기여도는 타 지역에 비해 상대적으로 낮게 나타남과 동시에 계절에 따른 기여도의 표준편차는 상대적으로 높게 나타나는 특징을 보였다. 본 연구는 우리나라를 중심으로 계절별 기상조건 변화에 따른 동북아 지역의 $PM_{2.5}$ 거동특성을 분석하여 국내 대기오염물질 현상에 대한 이해를 증진함과 동시에, 지역 배출특성에 따라 $PM_{2.5}$ 농도에 대한 국내외 기여도는 상이할 수 있음을 알려 향후 대기질 개선 대책 수립시 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. In this study, the characteristics of seasonal $PM_{2.5}$ behavior in South Korea and other Northeast Asian regions were analyzed by using the $PM_{2.5}$ ground measurement data, weather data, WRF and CMAQ models. Analysis of seasonal $PM_{2.5}$ behavior in Northeast Asia showed that $PM_{2.5}$ concentration at 6 IMS sites in South Korea was increased by long-distance transport and atmospheric congestion, or decreased by clean air inflow due to seasonal weather characteristics. As a result of analysis by applying BFM to air quality model, the contribution from foreign countries dominantly influenced the $PM_{2.5}$ concentrations of Baengnyeongdo due to the low self-emission and geographical location. In the case of urban areas with high self-emissions such as Seoul and Ulsan, the $PM_{2.5}$ contribution from overseas was relatively low compared to other regions, but the standard deviation of the season was relatively high. This study is expected to improve the understanding of the air pollutant phenomenon by analyzing the characteristics of $PM_{2.5}$ behavior in Northeast Asia according to the seasonal weather condition change. At the same time, this study can be used to establish the air quality policy in the future, knowing that the contribution of $PM_{2.5}$ concentration to the domestic and overseas can be different depending on the regional emission characteristics.
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기상-대기질 모델을 활용한2010~2014년 우리나라 PM10 변동 특성 분석: 기상 요인을 중심으로
남기표,이대균,박지훈 한국환경영향평가학회 2018 환경영향평가 Vol.27 No.5
The impact of meteorological condition on surface PM10 concentrations in South Korea was quantitatively simulated from 2010 to 2014 using WRF (ver.3.8.1) and CMAQ (5.0.2) model. The result showed that seasonal standard deviations of PM10 induced by change of weather conditions were 4.8 μg/m3, 1.7 μg/m3, 1.7 μg/m3, 4.2 μg/m3 for spring, summer, autumn and winter compared to 2010, respectively, with the annual mean standard deviation of about 2.6 μg/m3. The results of 18 regions in South Korea showed standard deviation of more than 1 μg/m3 in all regions and more than 2 μg/m3 in Seoul, Northern Gyeonggi, Southern Southern Gyeonggi, Western Gangwon and Northern Chungcheong in South Korea. 본 연구에서는 기상조건 변화에 따른 우리나라 PM10 농도변화 범위를 정량적으로 산정하기 위하여, 2010년에서 2014년까지(5년간) 모델의 입력자료인 국내외 배출량을 동일하게 가정하였을 때 기상조건에 따른 우리나라 PM10 농도변화 범위를 분석하였다. 본 분석에 사용된 모델은 WRF(ver.3.8.1)과CMAQ(ver.5.0.2)이며, 기상 입력자료는 NCEP FNL 1°×1° 자료, 국외 배출량 목록은 MIX 2010, 국내배출량 목록은 CAPSS 2010을 이용하였다. 모델 모사결과는 2010년의 전국 일평균 PM10 농도에 대해 측정값과 0.82의 R값을 보이며 실제 PM10 농도의 증감경향을 잘 나타냈지만, 모델은 실제 PM10 농도와 비교하여 과소모의 하는 것으로 나타났다. 기상 및 대기질 모델을 통해 모사된 우리나라 연평균 PM10 농도는 기상조건의 변화로 인해 2010년 대비 평균적으로 약 2.6 μg/m3의 농도변화를 나타내었으며, 계절별로는 봄, 여름, 가을, 겨울에 대해 각각 4.8 μg/m3, 1.7 μg/m3, 1.7 μg/m3, 4.2 μg/m3의 표준편차를 나타내며 봄철과 겨울철에 상대적으로 큰 PM10 농도 차이를 나타냈다. 전국 18개 권역을 대상으로한 지역별분석 결과에서는 기상조건의 변화로 인해 모든 지역에서 연평균 PM10 농도가 1.0 μg/m3 이상의 표준편차를 나타냈으며, 특히 서울과 경기북부, 경기남부, 강원영서, 충북 지역의 경우 2.0 μg/m3 이상으로 타 지역에 비해 상대적으로 높은 차이를 나타냈다.
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기후변화 취약성 지수 산출을 위한 한반도 관측 기후 특성 분석
남기표,강정언,김철희 한국환경영향평가학회 2011 환경영향평가 Vol.20 No.6
Climate vulnerability index is usually defined as a function of the climate exposure, sensitivity, and adaptive capacity, which requires adequate selection of proxy variables of each variable. We selected and used 9 proxy variables related to climate exposure in the literature, and diagnosed the adequacy of them for application in Korean peninsula. The selected proxy variables are: four variables from temperature, three from precipitation, one from wind speed, and one from relative humidity. We collected climate data over both previous year (1981~2010) and future climate scenario (A1B scenario of IPCC SERES) for 2020, 2050, and 2100. We introduced the spatial and temporal diagnostic statistical parameters, and evaluated both spatial and time variabilities in the relative scale. Of 9 proxy variables, effective humidity indicated the most sensitive to climate change temporally with the biggest spatial variability, implying a good proxy variable in diagnostics of climate change vulnerability in Korea. The second most sensitive variable is the frequency of strong wind speed with a decreasing trend, suggesting that it should be used carefully or may not be of broad utility as a proxy variable in Korea. The A1B scenario of future climate in 2020, 2050 and 2100 matches well with the extension of linear trend of observed variables during 1981~2010, indicating that, except for strong wind speed, the selected proxy variables can be effectively used in calculating the vulnerability index for both past and future climate over Korea. Other local variabilities for the past and future climate in association with climate exposure variables are also discussed here.
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동아시아 지역의 계절별 기상패턴에 따른 우리나라 PM2.5 농도 및 기여도 특성 분석:2015년 집중측정 기간을 중심으로
남기표,이대균,장임석 한국환경영향평가학회 2019 환경영향평가 Vol.28 No.3
In this study, the characteristics of seasonal PM2.5 behavior in South Korea and other Northeast Asian regions were analyzed by using the PM2.5 ground measurement data, weather data, WRF and CMAQ models. Analysis of seasonal PM2.5 behavior in Northeast Asia showed that PM2.5 concentration at 6 IMS sites in South Korea was increased by long-distance transport and atmospheric congestion, or decreased by clean air inflow due to seasonal weather characteristics. As a result of analysis by applying BFM to air quality model, the contribution from foreign countries dominantly influenced the PM2.5 concentrations of Baengnyeongdo due to the low self-emission and geographical location. In the case of urban areas with high self-emissions such as Seoul and Ulsan, the PM2.5 contribution from overseas was relatively low compared to other regions, but the standard deviation of the season was relatively high. This study is expected to improve the understanding of the air pollutant phenomenon by analyzing the characteristics of PM2.5 behavior in Northeast Asia according to the seasonal weather condition change. At the same time, this study can be used to establish the air quality policy in the future, knowing that the contribution of PM2.5 concentration to the domestic and overseas can be different depending on the regional emission characteristics. 본 연구에서는 지상 PM2.5 측정 자료와 일기도 자료, WRF 및 CMAQ 모델을 활용하여 동북아시아 지역의 계절별 PM2.5 거동특성을 분석하였으며, 대기질 모델에 BFM을 적용하여 우리나라 PM2.5 농도에 대한 계절별 국내외 기여도를 평가하였다. 일기도 자료를 기반으로 국내 PM2.5 측정 자료 및 대기질 모사결과를 통해 PM2.5의 거동특성을 분석한 결과, 동북아 지역에서의 PM2.5는 장거리 수송된 대기오염 물질의 유입 및 대기정체 현상에 기인한 농도의 증가 또는 깨끗한 공기의 유입에 따른 농도의 감소 등의 특징이 계절별 종관기상 특성에 따라 상이하게 나타났다. 대기질 모델에 BFM (Brute-Force Method)을 적용하여 우리나라 6개 집중측정소 지점의 PM2.5 농도에 대한 국내외 기여도 평가를 수행한 결과, 백령도 지역은 낮은 자체 배출량과 동시에 중국으로부터 인접한 지리적 특성으로 인해 국외로부터의 기여가 지배적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 반면, 서울, 울산과 같이 높은 자체 배출량 특성을 나타내는 지역의 경우, PM2.5에 대한 국외 기여도는 타 지역에 비해 상대적으로 낮게 나타남과 동시에 계절에 따른 기여도의표준편차는 상대적으로 높게 나타나는 특징을 보였다. 본 연구는 우리나라를 중심으로 계절별 기상조건변화에 따른 동북아 지역의 PM2.5 거동특성을 분석하여 국내 대기오염물질 현상에 대한 이해를 증진함과 동시에, 지역 배출특성에 따라 PM2.5 농도에 대한 국내외 기여도는 상이할 수 있음을 알려 향후 대기질 개선 대책 수립시 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
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