WRF/HYSPLIT 모델을 이용한 김해지역 고농도 $PM_{10}$ 사례일 분석

• 영문명: High $PM_{10}$ Episodes Analysis using WRF/HYSPLIT Model in Gimhae
• 발행기관: 한국방재학회
• 저자명: 정우식 박종길 김은별 이보람 Jung, Woo-Sik Park, Jong-Kil Kim, Eun-Byul Lee, Bo-Ram
• 간행물 정보: 『3. 한국방재학회 학술대회논문집』2013년, 38~38쪽, 전체 1쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2013.02.21

국문 초록

최근 계속되는 산업화와 도시화로 인해 많은 환경오염이 발생하고 있다. 특히, 대기 중 미세먼지(Particulate Matter, $PM_{10}$)는 호흡 시 체내에 흡입되기 쉽고 큰 비표면적으로 인해 각종 유해성분을 많이 함유하고 있어 심장 및 폐기능 저하, 조기사망 등 인체뿐만 아니라 생태계까지 악영향을 초래할 가능성이 높은 오염물질로 알려져 있다. 따라서 국 내외적으로 $PM_{10}$에 대한 연구가 활발하게 진행되어 왔으며, 주로 관측된 대기질 자료를 분석하거나 수치모델을 이용하였다. 본 연구에서는 2006년부터 2011년까지 연안 분지 지역인 김해지역을 대상으로 고농도 오염에 영향을 미치는 다양한 요인 중 고농도를 발생시키는 1차적인 요인이라고 할 수 있는 오염물질 양 이 외에 다른 부가적인 요인 중 중요한 요인으로 알려진 기상학적 요인에 의한 영향을 분석하고자 하였다. 김해지역으로 유입되는 $PM_{10}$의 궤적을 살펴보기 위해 HYSPLIT 모델을 사용하였다. HYSPLIT 모델을 통한 군집 분석을 수행한 결과, 총 4개의 군집으로 분류되었으며, 대부분 중국으로부터 유입되는 수송 경로를 나타내었다. 본 연구에서는 김해지역의 일평균 $PM_{10}$ 농도가 전체의 95 분위수에 해당하는 $80mg/m^3$ 이상인 날을 고농도 사례일로 정의하였으며, 사례일 선정 시, 황사, 연무, 박무와 같은 특이 기상일은 제외하였다. 그 결과, 연구대상기간 동안 고농도 사례일은 총 8일로 나타났다. 선정된 각 사례일의 WRF 수치모의 결과와 지상 일기도 분석을 통해 고농도 사례일은 전반적으로 바람이 약하게 나타났으며, 이로 인해 해륙풍, 산곡풍과 같은 국지순환계의 형성과 계절적 종관 기상장의 복합적인 작용으로 고농도가 유발된 것으로 판단하였다. 고농도 사례일을 대상으로 WRF/HYSPLIT 모델을 이용하여 역궤적 분석을 실시하였다. 선정된 고농도 사례일 8일은 모두 중국으로부터 발원하여 김해지역으로 유입되는 경로를 나타내었다. 특히, 재순환현상이 나타난 2008년 1월 10일의 경우, 고농도 사례일 중 가장 높은 농도를 보였는데, 이는 오염물질의 재순환과정이 연안 지역 오염물질의 농도를 상승시키는 주요 원인이라고 밝힌 여러 선행 연구의 결과와도 일치한다. 이처럼 중규모 기상장 수치모델과 역궤적 모델을 결합하여 분석해 본 결과, 김해지역과 같이 좁은 지역으로 유입되는 대기오염물질의 궤적과 이와 연관된 기상학적 특징을 상세히 살펴볼 수 있었다.

키워드

군집분석 대기오염 재순환현상 $PM_{10}$