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문제 정의
- 제1차 남북기협력의 결과로 2007년 금강산과 개성에 AWS와 황사 농도 관측 장비(PM10)를 설치하였고, 이 연구에서는 금강산에서 수집된 미세먼지 농도(PM10)자료를 분석하였다. 관측기간은 총 8개월로 계절변화 등 PM10 기후값을 설명하기에 충분하지 않지만, 인접한 우리나라 관측소의 PM10 관측 자료와 비교하며 일평균, 월평균, 일변화 경향을 분석하였다.
제안 방법
- 3). 2007년 9~11월에 대해서는 PM10의 매시간 평균값으로부터 세 지역의 일변화 경향을 분석하였다.
- 제1차 남북기협력의 결과로 2007년 금강산과 개성에 AWS와 황사 농도 관측 장비(PM10)를 설치하였고, 이 연구에서는 금강산에서 수집된 미세먼지 농도(PM10)자료를 분석하였다. 관측기간은 총 8개월로 계절변화 등 PM10 기후값을 설명하기에 충분하지 않지만, 인접한 우리나라 관측소의 PM10 관측 자료와 비교하며 일평균, 월평균, 일변화 경향을 분석하였다. 금강산에서 약 50 km 남쪽에 위치한 속초기상대와 남서쪽에 위치한 광덕산 레이더관측소의 PM10 자료와 비교하였는데, 일평균의 상관계수는 속초와 금강산이 0.
- 또한, 금강산에서 AWS로 관측된 기상요소 중 기온, 상대습도, 풍속의 일평균을 세계기상통신망(Global Telecommunication System, GTS)을 통해 수신된 장전(38.73oN, 128.18oE)의 자료와 비교하였다. 장전 관측지점은 금강산 AWS가 설치된 노장에서 북쪽으로 약 700 m 떨어진 곳에 위치하고 있다.
- 이 연구에서는, PM10 장비가 금강산에서 설치, 운영되기 시작한 2007년 9월부터 2008년 5월까지 금강산의 PM10 일변화(시간 평균), 일평균, 월평균 농도를 우리나라의 속초기상대(이하 속초), 광덕산레이더관측소(이하 광덕산)의 PM10 자료와 비교하였다.
- 2007년 11월 하순부터 12월까지는 장비 장애로 관측이 일시 중단되었다. 전 기간의 금강산 일평균과 월평균 PM10 자료를 금강산에서 가장 인접한 우리나라의 두 관측소인 속초(38.25oN, 128.56oE, 해발고도 18 m), 광덕산(38.11oN, 127.43oE, 해발고도 1020 m)의 자료와 비교하였다(Fig. 3). 2007년 9~11월에 대해서는 PM10의 매시간 평균값으로부터 세 지역의 일변화 경향을 분석하였다.
대상 데이터
- AWS와 황사 농도 관측 장비는 금강산 문화회관 동쪽 노장(38.68oN, 128.20oE, 해발고도 30 m)에 설치되었고, 관측 결과는 현대아산 사무실의 실내 전광판과 관광객들이 모이는 광장의 야외 전광판에 실시간으로 표출되었다(Fig. 2). 운영 PC에 수집된 자료는 남측 인력이 이메일로 기상청에 전달하였다.
- 금강산에 설치된 AWS와 PM10 관측 자료는 2007년 9~11월에는 1분 자료, 2008년 1~5월의 자료는 일평균값으로 수집되었다. 2007년 11월 하순부터 12월까지는 장비 장애로 관측이 일시 중단되었다.
- 개성에는 장비가 설치된 이후에 출입 허가를 받지 못해 준공식은 개최하지 못했다. 두 지역 모두 통신선 설치를 통한 실시간 수신은 협의되지 못했고, 현지에서 파견 근무 중인 남측 직원이 자료를 수집하여 기상청에 전달하는 방식으로 2008년 5월까지 금강산 자료는 확보되었다. 그러나 개성의 경우 자료를 받지 못하였으며, 이후 남북관계 경색으로 두 지점의 자료는 수집되지 않고 있다.
- 18oE)의 자료와 비교하였다. 장전 관측지점은 금강산 AWS가 설치된 노장에서 북쪽으로 약 700 m 떨어진 곳에 위치하고 있다. 장전의 GTS 자료는 3시간 간격의 자료를 일평균하였고, 금강산의 AWS 자료는 1분 자료를 24시간 평균한 자료이다.
- 장전 관측지점은 금강산 AWS가 설치된 노장에서 북쪽으로 약 700 m 떨어진 곳에 위치하고 있다. 장전의 GTS 자료는 3시간 간격의 자료를 일평균하였고, 금강산의 AWS 자료는 1분 자료를 24시간 평균한 자료이다.
- 1). 준공식에는 당시 기상청 정순갑 차장, 홍양호 통일부 회담대표 등 정부기관 관계자를 비롯해 봉종헌 기상산업진흥원장, 연변과학기술대학교 이승률 부총장, 고려대기환경연구소 정용승 소장, 대기환경모델링센터 박순웅 센터장, 현대아산 김영현 상무, KNJ 김중구 대표, 진양공업 한영호 대표 등이 참석하였다. 개성에는 장비가 설치된 이후에 출입 허가를 받지 못해 준공식은 개최하지 못했다.
데이터처리
- 계절별 PM10 농도 변화를 조사하기 위해 월평균 PM10 농도를 비교하였는데(Fig. 8), 오차막대는 표준편차를 나타낸다. 앞 절의 일평균과 마찬가지로 월별변화 경향은 서로 비슷하지만 금강산의 월평균이 가장 높았다.
성능/효과
- 2007년 9~11월에 금강산, 속초, 광덕산에서 관측한 시간별 PM10 농도의 일변화를 비교한 결과 금강산과 속초의 상관계수(r)는 0.54, 속초와 광덕산의 상관계수는 0.47이나 금강산과 광덕산의 일변화는 음의 상관(r =−0.18)을 보여, 지점간의 유의한 상관성이 보이지 않았다(Fig. 4).
- 금강산 AWS 자료를 약 700 m 떨어진 장전의 GTS 자료와 비교한 결과 기온과 습도는 매우 잘 일치하였으나, 풍속의 상관계수는 0.63으로 상대적으로 낮았다.
- 관측기간은 총 8개월로 계절변화 등 PM10 기후값을 설명하기에 충분하지 않지만, 인접한 우리나라 관측소의 PM10 관측 자료와 비교하며 일평균, 월평균, 일변화 경향을 분석하였다. 금강산에서 약 50 km 남쪽에 위치한 속초기상대와 남서쪽에 위치한 광덕산 레이더관측소의 PM10 자료와 비교하였는데, 일평균의 상관계수는 속초와 금강산이 0.89, 광덕산과 금강산이 0.67로 비교적 높은 상관을 보였다. 속초와 금강산은 지리적 여건이 비슷하여, 더 높은 상관을 가지는 것으로 보인다.
- 금강산의 AWS 자료와 장전의 GTS 기상자료 비교 결과(Fig. 7), 기온의 상관계수는 0.98로 매우 좋은 상관을 보이나, 장전의 기온이 금강산보다 평균 약 6% 높았다. 또한, 습도의 상관계수도 0.
- 98로 매우 좋은 상관을 보이나, 장전의 기온이 금강산보다 평균 약 6% 높았다. 또한, 습도의 상관계수도 0.88로 비교적 좋은 편이나, 기온의 상관성보다는 약간 낮았다. 그리고, 풍속의 상관계수는 0.
- 세 지점의 PM10 자료에 대한 통계 분석을 수행하여, 2007년 9월부터 2008년 5월까지 일평균값의 평균과 표준편차, 10%, 50%, 90%와 최솟값, 최댓값을 보였다(Table 1). 전 기간에 대해 금강산의 평균과 중간값이 가장 크다.
후속연구
- 이 연구는 남북이 상호 합의하에 최초로 공동 관측한 자료라는 데 의미가 있다. 향후, 남북관계 개선으로 추가적인 자료 공유 체계를 마련해 개성과 금강산에 설치한 PM10 관측 자료를 실시간으로 확보할 수 있다면 우리나라의 황사예보 정확도는 크게 개선될 수 있을 것이다.
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