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가을 황사발생 시 고비사막에서 수송된 극미세입자가 입자상물질 농도 (PM10, PM2.5, PM1)에 미친 영향 -2003년 10월 27일 사례-
최효 건국대학교 기후연구소 2010 기후연구 Vol.5 No.3
황사발생 전과 후인 2003년 10월 26일 00시부터 29일 18시까지 한국의 동쪽 연안에 있는 강릉시에서 PM10, PM2.5와 PM1 매 시각별 분포를 조사하였다. 황사가 고비사막으로부터 유입되기 전까지는 매 시각 PM10 농도가 20μg/m3 내외, PM2.5가 10μg/m3 내외, PM1가 5μg/m3 내외로 매우 낮은 농도를 나타내지만 황사가 유입된 10월 27일 09시부터 28일 05시까지는 PM10의 농도의 범위가 48.20~154.57μg/m3이며, 평상시 비해PM10의 농도가 3.8배로 높았다. 유사하게 PM2.5의 농도는 26.92~93.19μg/m3의 변화폭을 나타내며, 최대 3.4배로 높게 나타났고, PM1의 농도는 19.63~76.05μg/m3의 변화폭을 갖고, 최대 14.1배가 되었다. 황사가 나타나는 동안에는 수송된 황사먼지의 집중적인 유입과 동시에 도로 위의 차량의 밀집과 일몰 후 주거지역에서의 보일러 가동으로 출근시각인 09시와 퇴근시각인 17시에 PM의 고농도가 나타났다. 황사가 관측되기 전에는 미세입자와 극미세입자의 비율을 나타내는 (PM10-PM2.5)/PM2.5는 0.75~7.12, 극미세입자와 초극미세입자의 비율을 나타내는 (PM2.5-PM1)/PM1는 0.23~1.90로 나타났으며, 황사가 관측되는 기간에는 0.60~1.25와 0.21~0.37을 각각 나타내었다. 강릉시에 황사가 나타나기 전에는 2.5μm 큰 입자들이 2.5μm 이하의 극미세입자보다 PM10의 농도에 큰 영향을 주었으나, 황사가 관측되는 기간에는 2.5μm 이하의 극미세입자들이 PM10의 고농도 출현에 크게 기여하였다. 황사가 관측되는 기간에는 지역의 PM고농도에 2.5μm 이상의 큰 입자가 기여하는 일반적인 양상과 반대였다.
고비사막에서 황사의 유입 전, 후의 강릉시에서 매 시각별 PM10, PM2.5, PM1농도에 영향을 미치는 대기경계층과 상관관계 예측
최효,이미숙 건국대학교 기후연구소 2012 기후연구 Vol.7 No.1
2003년 10월 26~29일까지 고비사막으로부터 강릉시로 황사의 유입 전, 후의 매 시각별 PM10, PM2.5와 PM1농도의 영향을 미치는 대기경계층과 PM농도 간의 상관관계 및 회귀식을 조사되었다. 고비사막에서 유입된 황사와 차량에서 방출되는 대기오염물질 및 도로의 비산먼지가 결합되고, 열적내부경계층이 수축되어 강릉시내 PM농도가 09시 매우 높았다. 수축된 야간접지역전층 내에서 황사, 차량의 배기가스와 주거지역의 난방보일러에서 방출된 대기오염물질이 추척되어 퇴근시간인 17시에 최대농도가 나타났다. 황사의 유입 전에 PM10과 PM2.5(PM2.5와 PM1, PM10과 PM1) 간의 상관계수는 0.90(0.99, 0.84)이었고, 황사 유입 기간에는 0.98(1.00, 0.97), 황사의 유입이 종료된 후에는 0.23(0.81, -0.36)로 매우 낮았다.
겨울 황사기간 중 한국, 강릉시의 시간별 가스상 오염물질 농도의 변화 특성 : 2005년 2월 14~16일 사례
최효 건국대학교 기후연구소 2011 기후연구 Vol.6 No.1
겨울철 중국 북부의 황사가 강릉시로 유입되는 2005년 2월 14~16일까지 에어로졸분석기와 복합공기수신 실험기를 사용하여 매 시각별 가스상 물질(CO, NOx, Ox)의 농도와 입자상 물질의 농도(PM₁0, PM2.5, PM₁)와의 관계를 조사하였다. PM₁0, PM2.5와 PM₁의 농도가 증가할 때 CO, NOx, Ox 농도가 증가하였다. 2월 14일 20시에 PM₁0, PM2.5와 PM₁의 최대농도가 133.24㎍/㎥, 53.49㎍/㎥, 43.48㎍/㎥로 나타났으며, CO, NOx, Ox의 최대농도도 각각 14,000ppb, 122ppb, 64ppb로 나타냈다. 15일 01시에 또 하나의 PM10, PM2.5와 PM1의 최대농도가 86.88㎍/㎥, 45.56㎍/㎥, 36.70㎍/㎥로 나타났을 때, CO, NOx, Ox의 최대농도가 각각 15,000ppb, 119ppb, 52ppb로 나타났다. 따라서 가스상물질인 CO, NOx가 응축과정을 통해 입자상물질로 전환되어 PM의 농도의 증가에 큰 기여를 하였다. 낮에는 중국에서 유입된 황사 및 가스와 지역에서 방출된 대기오염물질이 결합되어 동풍의 해.곡풍에 의해 대관령의 동쪽 사면의 열적내부경계층 내를 통해 대관령 정상으로 이동하므로 PM과 가스농도가 낮았다. 그러나 야간에 수송된 오염물질들이 하강경사풍에 의해 대관령에서 강릉으로 이동하여 지역의 차량, 난방보일러의 배기가스와 도로의 비산먼지와 결합되고, 동풍의 해상풍에 의해 시내의 야간접지역전층 내에 갇히게 되어 PM과 가스농도가 매우 높게 나타났다.