[논문]한국의 황사 출현에 영향을 미치는 요인에 관한 연구

김선영; 이승호

한국의 황사 출현에 영향을 미치는 요인에 관한 연구
The Study on Occurrence of Asian Dust and Their Controlling Factors in Korea 원문보기

대한지리학회지 = Journal of the Korean Geographical Society, v.44 no.6 = no.135, 2009년, pp.675 - 690

초록
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본 연구에서는 우리나라에 출현하는 황사에 영향을 미치는 요인을 파악하기 위하여, 우리나라의 황사 출현일수와 대기순환지수인 북극진동지수, 남극진동지수와 유라시아 대륙 적설면적과의 관계를 분석하였다. 우리나라의 황사 출현일수는 1980년대 중반 이후 증가하고 있는 경향이다. 월별로는 4월에 황사 출현일수가 집중되었고 전반기의 3.2일에서 후반기의 5.1일로 1.9일 증가하였다. 황사 출현일수와 겨울철 북극진동지수 및 남극진동지수와는 정적인 관계가 있었다. 이는 겨울철 북극진동지수와 남극진동지수가 양의 값일 때 황사 출현일수가 증가한다고 할 수 있다. 황사 출현일수와 유라시아 대륙 적설면적과는 부적인 관계가 있었다. 이는 유라시아에 적설면적이 감소하면 황사 출현일수가 증가한다고 할 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

This paper aims to analyze number of Asian dust days and their controlling factors in Korea. Asian dust days, Arctic oscillation index, Antarctic oscillation index and Eurasian snow cover data were used in this study. The number of Asian dust days was increasing after the middle 1980s. The number of Asian dust days was concentrated in April. The number of Asian dust days was increased second half (5.1 days) than first half (3.2 days) of the study period. The number of Asian dust days had positive relationship with winter Arctic oscillation index and Antarctic oscillation index. When the Arctic oscillation index and Antarctic oscillation index is positive, the Asian dust days will be increased. The number of Asian dust days had negative relationship with the Eurasian snow cover. When the Eurasian snow cover will be decreased, the Asian dust days will be increased.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구는 황사 출현 가능성을 미리 예측하기 위한 연구의 일환으로 전구적인 대기순환과 우리나라의 황사 출현일의 관계를 밝히려는 것이 목적이다. 이를 위하여 우리나라에 발생하는 황사의 변화경향을 파악하고, 황사 출현에 영향을 미치는 요소로 선정한 북극진동지수, 남극진동지수, 유라시아 대륙 적설면적 등과의 관계를 파악하고자 하였다.
본 연구에서는 장기간 동안의 황사 관측 자료를 보유하고 있는 12개 지점의 황사 출현일수를 분석하여 우리나라에 발생하는 황사 출현일수의 변화와 그에 영향을 미치는 요인을 파악하고자 하였다. 이를 위하여 황사 출현일수의 월별, 계절별 비율을 분석하고, 우리나라의 황사 출현일수와 북극진동지수, 남극진동지수 등의 대기 순환 지수 및 유라시아 대륙 적설면적과의 관계를 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
이 때 두 변수간 선형성의 강도를 측정하는데 이용되는 Pearson 상관 분석 방법을 이용하였다. 비교적 상관관계가 높은 계절의 경우 그 월별 평균값을 구하여 황사 출현일수와의 상관관계를 분석하여 상관관계가 높은 계절 중 어느 달의 영향이 더 큰지를 분석하고자 하였다.
따라서 본 연구는 황사 출현 가능성을 미리 예측하기 위한 연구의 일환으로 전구적인 대기순환과 우리나라의 황사 출현일의 관계를 밝히려는 것이 목적이다. 이를 위하여 우리나라에 발생하는 황사의 변화경향을 파악하고, 황사 출현에 영향을 미치는 요소로 선정한 북극진동지수, 남극진동지수, 유라시아 대륙 적설면적 등과의 관계를 파악하고자 하였다.

제안 방법

황사 출현일수의 변화를 파악하기 위하여 우리나라에 출현한 황사일을 월별, 계절별로 구분하였다. 또한 우리나라에 출현한 황사일 빈도의 월별, 계절별 비율 및 7년 이동 평균을 구하고 연구 기간 동안의 출현일수와 최근 24년 동안의 출현일수를 파악하였다. 본 연구에서는 황사 관측이 이루어지는 관측소 중 단 한곳에서라도 황사가 관측된 날을 황사 출현일로 정의하였다.
본 연구에서 분석한 북극진동지수, 남극진동지수 및 유라시아 대륙 적설면적의 3가지 변수를 이용하여 다중 회귀분석을 실시하여, 우리나라에 출현하는 황사에 영향을 주는 위의 3가지 변수와 황사 출현일수간의 관계식(식 1)을 도출하였다. 회귀분석은 황사 출현일수를 종속변수로, 북극진동지수, 남극진동지수, 유라시아 대륙 적설면적을 독립변수로 하고 유의한 변수만을 남기고 단계별로 제외시키는 stepwise방법으로 실시하였다.
우리나라에 출현한 황사에 영향을 미치는 요인을 파악하기 위하여 황사 출현일수와 북극진동지수, 남극진동지수, 유라시아 대륙 적설면적과의 상관관계를 분석 하였다. 황사 출현일수와의 상관관계를 파악하기 위하여 북극진동지수, 남극진동지수, 유라시아 대륙 적설면적을 계절별로 구분하여 변수화 하고 강도별 황사 출현일수와의 상관관계를 분석하였다.
본 연구에서는 장기간 동안의 황사 관측 자료를 보유하고 있는 12개 지점의 황사 출현일수를 분석하여 우리나라에 발생하는 황사 출현일수의 변화와 그에 영향을 미치는 요인을 파악하고자 하였다. 이를 위하여 황사 출현일수의 월별, 계절별 비율을 분석하고, 우리나라의 황사 출현일수와 북극진동지수, 남극진동지수 등의 대기 순환 지수 및 유라시아 대륙 적설면적과의 관계를 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
우리나라에 출현한 황사에 영향을 미치는 요인을 파악하기 위하여 황사 출현일수와 북극진동지수, 남극진동지수, 유라시아 대륙 적설면적과의 상관관계를 분석 하였다. 황사 출현일수와의 상관관계를 파악하기 위하여 북극진동지수, 남극진동지수, 유라시아 대륙 적설면적을 계절별로 구분하여 변수화 하고 강도별 황사 출현일수와의 상관관계를 분석하였다. 이 때 두 변수간 선형성의 강도를 측정하는데 이용되는 Pearson 상관 분석 방법을 이용하였다.
황사 출현일수의 변화를 파악하기 위하여 우리나라에 출현한 황사일을 월별, 계절별로 구분하였다. 또한 우리나라에 출현한 황사일 빈도의 월별, 계절별 비율 및 7년 이동 평균을 구하고 연구 기간 동안의 출현일수와 최근 24년 동안의 출현일수를 파악하였다.

대상 데이터

남극진동지수는 Thompson and Wallace(2000)에 의해 정의된 것으로 미국 기상청 기후예측센터 (Climate Prediction Center, CPC: http://www.cpc. noaa. gov/products/precip/CWlink/daily_ao_index/ aao/aao.shtml)에서 제공하는 자료를 이용하였다. 남극진동지수는 20°S 이상 지역의 월평균 700hPa 고도의 경험적 직교함수(EOF: Empirical Orthogonal Function)의 첫 번째 모드의 진폭으로 정의된다.
남극진동지수는 20°S 이상 지역의 월평균 700hPa 고도의 경험적 직교함수(EOF: Empirical Orthogonal Function)의 첫 번째 모드의 진폭으로 정의된다. 남반구의 관측 지점 수가 적기 때문에 자료의 신뢰도를 높이기 위해 1979년부터의 남극진동지수를 본 연구에 이용하였다.
유라시아 대륙의 적설면적은 미국의 국립설빙자료 센터(National Snow and Ice Data Center, NSIDC)에서 제공하는 자료를 이용하였다. 본 연구에서 사용한 적설면적은 NOAA에서 제공하는 영상으로부터 추출한 자료로서 유라시아 대륙을 포함한다.
본 연구의 분석 기간은 1961~2008년이다. 황사 출현일수의 분석 지점은 분석 기간 동안 관측 자료를 보유하고 있는 강릉과 서울, 인천, 울릉도, 포항, 대구, 전주, 울산, 광주, 부산, 제주, 서귀포 등이다(그림 1).
황사 출현일수의 분석 지점은 분석 기간 동안 관측 자료를 보유하고 있는 강릉과 서울, 인천, 울릉도, 포항, 대구, 전주, 울산, 광주, 부산, 제주, 서귀포 등이다(그림 1). 분석에 이용한 주요 자료는 기상청에서 관측하고 있는 강도별 황사 출현일수 자료와 대기 순환을 나타내어주는 북극진동지수와 남극진동지수, 유라시아 대륙 적설면적 자료 등이다.
유라시아 대륙의 적설면적은 미국의 국립설빙자료 센터(National Snow and Ice Data Center, NSIDC)에서 제공하는 자료를 이용하였다. 본 연구에서 사용한 적설면적은 NOAA에서 제공하는 영상으로부터 추출한 자료로서 유라시아 대륙을 포함한다.

데이터처리

북극진동지수, 남극진동지수, 유라시아 대륙 적설면적이 우리나라의 황사 출현일수에 어느 정도의 영향을 미치는지를 파악하기 위하여 다중회귀분석을 실시하였다. 이때 황사 출현일수를 종속변수로 북극진동지수, 남극진동지수, 유라시아 대륙 적설면적을 독립변수로 하여 분석을 실시하였으며, 이 때 영향을 크게 미치는 지수를 제외한 나머지 변수는 제외하는 stepwise 분석 방법을 이용하였다.
본 연구에서 분석한 북극진동지수, 남극진동지수 및 유라시아 대륙 적설면적의 3가지 변수를 이용하여 다중 회귀분석을 실시하여, 우리나라에 출현하는 황사에 영향을 주는 위의 3가지 변수와 황사 출현일수간의 관계식(식 1)을 도출하였다. 회귀분석은 황사 출현일수를 종속변수로, 북극진동지수, 남극진동지수, 유라시아 대륙 적설면적을 독립변수로 하고 유의한 변수만을 남기고 단계별로 제외시키는 stepwise방법으로 실시하였다. 그 결과 남극진동지수와 유라시아 대륙 적설면 적을 변수로 하는 식 1이 구해졌으며, 제외된 변수인 북극진동지수까지 포함할 경우 설명력은 61.

이론/모형

황사 출현일수와의 상관관계를 파악하기 위하여 북극진동지수, 남극진동지수, 유라시아 대륙 적설면적을 계절별로 구분하여 변수화 하고 강도별 황사 출현일수와의 상관관계를 분석하였다. 이 때 두 변수간 선형성의 강도를 측정하는데 이용되는 Pearson 상관 분석 방법을 이용하였다. 비교적 상관관계가 높은 계절의 경우 그 월별 평균값을 구하여 황사 출현일수와의 상관관계를 분석하여 상관관계가 높은 계절 중 어느 달의 영향이 더 큰지를 분석하고자 하였다.
북극진동지수, 남극진동지수, 유라시아 대륙 적설면적이 우리나라의 황사 출현일수에 어느 정도의 영향을 미치는지를 파악하기 위하여 다중회귀분석을 실시하였다. 이때 황사 출현일수를 종속변수로 북극진동지수, 남극진동지수, 유라시아 대륙 적설면적을 독립변수로 하여 분석을 실시하였으며, 이 때 영향을 크게 미치는 지수를 제외한 나머지 변수는 제외하는 stepwise 분석 방법을 이용하였다.

성능/효과

연구기간 중 3~5월을 제외하고는 모두 10% 미만의 비율을 보이고 있으며, 7월과 10월에는 황사가 단한 차례도 출현하지 않았다.²⁾ 연구기간을 전반기 24년 동안(1961~1984년)과 후반기 24년 동안(1985~2008년)으로 나누어보면, 전반기에는 3.2일, 후반기는 5.1일로 후반기에 크게 증가한 것을 확인할 수 있다(표 2). 그림 4에서도 해에 따른 변동이 있지만 전반적으로 4월에 황사일수 빈도가 증가한 경향이 뚜렷하며 경향선의 기울기가 0.
회귀분석은 황사 출현일수를 종속변수로, 북극진동지수, 남극진동지수, 유라시아 대륙 적설면적을 독립변수로 하고 유의한 변수만을 남기고 단계별로 제외시키는 stepwise방법으로 실시하였다. 그 결과 남극진동지수와 유라시아 대륙 적설면 적을 변수로 하는 식 1이 구해졌으며, 제외된 변수인 북극진동지수까지 포함할 경우 설명력은 61.2%로 증가하지만 식 자체의 유의성이 낮아진다. 그러므로 식 1을 이들 변수 사이의 관계식으로 채택하였다.
우리나라에 발생하는 황사는 여러 가지 요인에 의해 발생할 수 있다. 이상의 분석에 의하면 북극진동지수, 남극진동지수 등의 대기 순환지수와 유라시아 대륙 적설면적은 우리나라의 황사 출현일수 사이에 비교적 높은 상관관계가 있다. 특히 각 지수의 봄철 값과 4월의 황사 출현일수와 높은 상관관계가 있다.
즉, 1970년대까지의 증가와 그 후의 감소, 1980년대부터 1990년대 초반까지의 증가경향이 나타난다. 전체적으로 보면 두 요소 모두 증가경향이지만, 1990년대 이후 북극진동지수는 감소경향이 우세하고 황사일수는 변화가 없거나 증가하는 경향이 다른 점이다.
황사 출현일수와 북극진동지수와는 정적인 관계가 있었으며, 강도가 강한 황사일수록 더 유의한 관계를 보였다. 특히 황사가 주로 발생하는 시기인 봄철의 경우 그 상관계수는 더 높았다.
황사 출현일수와 유라시아 대륙 적설면적과는 부적인 관계가 있었으며, 강도가 강한 황사일수록 더 유의한 관계를 보였다. 유라시아 대륙 적설면적이 감소하게 되면 발원지의 지표환경이 건조해져서 황사 출현 가능성이 커질 수 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	우리나라에 출현하는 황사에 영향을 미치는 요인을 파악하기 위해 무엇을 분석하였는가?	본 연구에서는 우리나라에 출현하는 황사에 영향을 미치는 요인을 파악하기 위하여, 우리나라의 황사 출현일수와 대기순환지수인 북극진동지수, 남극진동지수와 유라시아 대륙 적설면적과의 관계를 분석하였다. 우리나라의 황사 출현일수는 1980년대 중반 이후 증가하고 있는 경향이다.
	우리나라의 황사 발원지는 어디인가?	최근 봄철에는 물론 가을철에도 황사가 발생하면서 황사에 대한 일반인들의 관심이 집중되고 있다. 우리나라의 황사 발원지라고 할 수 있는 중국에서는 건조지역과 반 건조지역의 확장으로 먼지폭풍의 빈도가 증가하고 있다. 중국에서의 목축 및 경작 등의 인간 활동으로 인한 사막화는 1950년대부터 1980년대까지 급격하게 진행되어 왔다.
	우리나라에 출현하는 황사의 출현일수는 어떤 경향이며, 월별로 어떤 특징이 있는가?	본 연구에서는 우리나라에 출현하는 황사에 영향을 미치는 요인을 파악하기 위하여, 우리나라의 황사 출현일수와 대기순환지수인 북극진동지수, 남극진동지수와 유라시아 대륙 적설면적과의 관계를 분석하였다. 우리나라의 황사 출현일수는 1980년대 중반 이후 증가하고 있는 경향이다. 월별로는 4월에 황사 출현일수가 집중되었고 전반기의 3.2일에서 후반기의 5.1일로 1.9일 증가하였다. 황사 출현일수와 겨울철 북극진동지수 및 남극진동지수와는 정적인 관계가 있었다.

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표제어: PCR

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용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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