[논문]부산지역의 겨울철 황사 발생 특성

전병일

doi:10.14249/eia.2012.21.4.581

부산지역의 겨울철 황사 발생 특성
Characteristics of wintertime Asian Dust occurrence at Busan 원문보기

환경영향평가 = Journal of environmental impact assessment, v.21 no.4, 2012년, pp.581 - 591

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to analyze the characteristics of fine particles concentration and meteorological parameters, and long range transport of wintertime Asian dust at Busan. Also we studied occurrence frequency and tendency of wintertime Asian dust from 1961 to 2010 in Korea. Asian dust occurred most frequently in the spring, the next to winter in Korea. Wintertime Asian dust is steadily increasing recently. Asian dust in Busan was the most occurred in 2001 with 21 days, followed by 12 days in 2002, and 10 days in 2006. The annual mean frequency during the past 12 years(1999~2010) was 7.5 days, and it was two times more than that during the past 50 years(3.8 days). Wintertime Asian dust in Busan has occurred 6 episodes since 2008, and it all occurred in December except for 20 Feb. 2009. The highest concentration of wintertime Asian dust was recorded mostly at Hakjangdong and Jangrimdong which are industrial area. Maintenance time of Asian dust at Busan was from 1hr 30min to 9hr 20min, it was shorter than in the spring. It took from 10 to 15 hours move to Busan after Asian dust was first detected in Korea. Wintertime Asian dust originated from Gobi desert in Mongolia and inner Mongolia near China, except for 9 Dec. 2008 at Busan.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 부산지역에서 황사가 관측된 1961년부터 2010년까지 50년간 겨울철 황사발생의 빈도와 경향을 고찰하고, 2008년 이후 부산지역에서 발생한 여섯 사례의 겨울철 황사를 대상으로 미세먼지 농도 특성, 기상학적 특성, 이동경로 등을 구체적으로 고찰하였다.
5는 부산지역 겨울철 황사가 발생하였을 때의 지상일기도를 나타낸 것이다. 황사의 발생과 이동 및 침적과정을 이해하기 위해서 지상일기도 외에도 상층일기도 및 유선도 등 다양한 보조선도를 활용하여야 하나, 본 연구에서는 부산지역의 황사를 이해할 수 있는 지상일기도만을 선택하여 고찰하였다.

가설 설정

7은 부산에 발생한 겨울철 황사에 대한 공기를 추적하기 위해서 미국 해양기상청에 의해 개발된 HYSPLIT(Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory) 모형을 이용하여 기류의 이동방향을 추적한 것이다. 중국에서 발생한 대기 오염물질의 경우 대략 4일 이내에 한반도에 도달하는 것으로 알려져 있으나(전병일과 황용식, 2007), 본 연구에서는 부산지역에 영향을 미치는 공기괴의 궤적을 알아본다는 차원과 겨울철 공기괴의 이동이 빠르다는 가정 하에 역궤적의 모사시간을 48시간으로 하고 6시간 간격으로 하였다. 측정지점의 좌표는 부산지방기상청으로 위도 35° 06’N 경도 129° 02‘E 지점을 설정하였다.

제안 방법

부산지역에서 황사가 관측된 1961년부터 2010년까지 50년간 겨울철 황사발생의 빈도, 경향을 고찰하고, 2008년 이후 부산지역에서 발생한 여섯 사례의 겨울철 황사를 대상으로 황사 시의 미세먼지 농도 특성, 기상학적 특성, 이동경로를 고찰한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.

대상 데이터

5 )와 기상자료로 나눌 수 있다. 겨울철 황사 발생 시 부산지역의 PM₁₀ 과 PM_2.5 는 Fig. 1과 같이 부산광역시 보건환경연구원에서 측정하고 관리하는 자료를 사용하였고, 겨울철 황사의 이동 속도는 기상청 황사센터에서 관측하여 제공하는 PM₁₀ 을 사용하였다. 또한 부산지역의 황사발생시 각과 종료시각 그리고 각종 지상기상자료는 부산지방기상청의 일기상통계표(기상청, 2012)를 사용하였으며, 황사의 발생과 이동을 고찰하기 위해 지상일기도와 상층일기도 그리고 미국해양기상청(National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA)에서 제공하는 backward trajectory를 이용하였다(Draxler and Rolph, 2012).
5 농도의 일변화를 나타낸 것이다. 그림에 사용한 PM₁₀ 과 PM_2.5 자료는 부산지역에서 두 농도를 동시에 측정하는 장림동, 연산동, 기장읍, 좌동, 태종대(2010년 이후) 자료를 사용하였으며, 유효한 자료로 인정된 경우에 한하여 이용하였다.
본 연구에 사용된 자료는 크게 미세먼지 농도자료(PM₁₀ , PM_2.5 )와 기상자료로 나눌 수 있다. 겨울철 황사 발생 시 부산지역의 PM₁₀ 과 PM_2.
또한 부산지역의 황사발생시 각과 종료시각 그리고 각종 지상기상자료는 부산지방기상청의 일기상통계표(기상청, 2012)를 사용하였으며, 황사의 발생과 이동을 고찰하기 위해 지상일기도와 상층일기도 그리고 미국해양기상청(National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA)에서 제공하는 backward trajectory를 이용하였다(Draxler and Rolph, 2012). 사례연구 대상일은 최근 3년간(2008~2010년) 부산지역에서 발생하였던 겨울철 황사를 선정하였으며, 2008년 12월 9일, 2009년 2월 20일, 2009년 12월 26일, 2009년 12월 30일, 2010년 12월 3일, 2010년 12월 11일로 모두 6개 사례이다.
측정지점의 좌표는 부산지방기상청으로 위도 35°06’N 경도 129°02‘E 지점을 설정하였다.

이론/모형

1과 같이 부산광역시 보건환경연구원에서 측정하고 관리하는 자료를 사용하였고, 겨울철 황사의 이동 속도는 기상청 황사센터에서 관측하여 제공하는 PM₁₀ 을 사용하였다. 또한 부산지역의 황사발생시 각과 종료시각 그리고 각종 지상기상자료는 부산지방기상청의 일기상통계표(기상청, 2012)를 사용하였으며, 황사의 발생과 이동을 고찰하기 위해 지상일기도와 상층일기도 그리고 미국해양기상청(National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA)에서 제공하는 backward trajectory를 이용하였다(Draxler and Rolph, 2012). 사례연구 대상일은 최근 3년간(2008~2010년) 부산지역에서 발생하였던 겨울철 황사를 선정하였으며, 2008년 12월 9일, 2009년 2월 20일, 2009년 12월 26일, 2009년 12월 30일, 2010년 12월 3일, 2010년 12월 11일로 모두 6개 사례이다.

성능/효과

1. 우리나라 황사의 봄철 발생 빈도는 81.9%(제주)~86.3%(울릉도)로 가장 높았고 겨울철이 9.9% (울릉도)~12.6(광주)로 두 번째로 높았으며, 2000년대(2001~2010)의 겨울철 황사 발생일이 전체의 52.5%로 최근으로 올수록 급격히 증가하는 추세를 나타내었다.
2. 부산지역의 황사발생일은 2001년에 21일로 가장 많았고, 2002년에 12일 그리고 2006년에 10일이었으며, 최근 12년간(1999~2010)의 연발생일이 7.5일로 50년(1961~2010) 평균의 3.8일보다 두배가 높았다. 또한 부산지역의 봄철 발생일이 전체의 77%인 69일이었고 겨울철의 발생일수는 총 15일로 전체의 16.
3. 부산지역에 2008년 이후 겨울철 황사는 여섯 차례 발생하였으며, 2009년 2월 20일을 제외하고 모두 12월에 발생하였다. 겨울철 황사 시 최고 농도는 공업지역인 학장동과 장림동에서 주로 나타났으며, 황사발생지속시간은 짧게는 1시간 30분에서 길게는 9시간 20분으로 봄철에 비해서는 짧았다.
4. 부산지역 여섯 차례의 겨울철 황사 중 2008년 12월 9일을 제외하고 모두 몽골의 고비사막과 중국의 내몽골에서 발원한 황사가 발해만(요동반도)을 거쳐 우리나라로 이동한 것으로 나타났으며, 저기압에서 상승기류의 영향으로 부상하여 비교적 빠른 상층기류를 타고 우리나라에 영향을 주었다.
9%로 가장 낮았다. 두 번째로 발생비율이 높은 계절은 겨울철(1, 2, 12월) 이었으며, 특히 서쪽에 위치한 광주가 12.6%로 가장 높았고 가장 동쪽에 위치한 울릉도가 9.9%로 가장 낮았으며, 본 연구지역인 부산도 11.6%로 비교적 높은 편이었다. 가을철(9, 10, 11월)은 3.
또한 PM2.5 가 11일 05시부터 12시까지 7시간동안 50 μg/m3 이상의 고농도를 나타내었고 PM2.5 /PM10 비도 0.33으로 비교적 높은 값을 나타내었다.
표에는 없지만 6월부터 9월까지 부산은 황사가 전혀 발생하지 않았으며, 3월이 33일(37%)로 가장 높았으며, 두 번째로 4월이 27일(30%), 5월이 9일(10%)로 그 다음이었고, 봄철(3월, 4월, 5월)의 발생일이 69일로 전체의 77%를 차지하였다. 본 연구의 초점인 겨울철의 발생일수는 1월이 6일, 2월이 2일, 12월이 7일로 총 15일이었으며, 전체의 16.6%를 차지하여 50년간(1961~2010) 평균인 11.6%에 비해 높아 최근 겨울철 황사의 발생이 증가하고 있다.
여섯 차례의 겨울철 황사 중 2008년 12월 9일을 제외하고 모두 몽골의 고비사막과 중국의 내몽골에서 발원한 황사가 발해만(요동반도)을 거쳐 우리나라로 이동한 것으로 나타났다. 2008년 12월 9일의 황사는 중국의 황토고원에서 발원하여 화남지방을 거쳐 서해안으로 진입한 후 우리나라에 영향을 준 것으로 매우 특이한 경우이었다.
Table 1은 우리나라 주요도시와 울릉도에서 겨울철 황사발생일수를 10년 간격으로 살펴 본 것이다. 전체적으로 보면, 1960년대와 1970년대에 각각 20일과 28일이었고 1980년대는 2일로 발생빈도가 낮았으며, 1990년대와 2000년대에 각각 27일과 85 일이었다. 특히 2000년대의 발생일이 전체의 52.

후속연구

5. 향후 황사발원지의 지상상태가 건조하고 기류의 이동 조건이 부합되면 겨울철 황사 발생이 증가할 가능성이 높으며 대기가 안정한 상태에서 겨울철 연무현상과 결합된다면 미세먼지농도가 상승하고 인체에 유해한 영향을 미칠 수 있어 체계적인 모니터링 및 예측 시스템 그리고 그에 다른 대응 및 관리 대책이 요구된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	부산지역에서 황사가 관측된 1961년부터 2010년 까지 50년간 겨울철 황사발생의 빈도, 경향을 고찰 하고, 2008년 이후 부산지역에서 발생한 여섯 사례의 겨울철 황사를 대상으로 황사 시의 미세먼지 농도 특성, 기상학적 특성, 이동경로를 고찰한 결과는?	1. 우리나라 황사의 봄철 발생 빈도는 81.9%(제 주)~86.3%(울릉도)로 가장 높았고 겨울철이 9.9% (울릉도)~12.6(광주)로 두 번째로 높았으며, 2000 년대(2001~2010)의 겨울철 황사 발생일이 전체의 52.5%로 최근으로 올수록 급격히 증가하는 추세를 나타내었다. 2. 부산지역의 황사발생일은 2001년에 21일로 가장 많았고, 2002년에 12일 그리고 2006년에 10일이었으며, 최근 12년간(1999~2010)의 연발생일이 7.5일로 50년(1961~2010) 평균의 3.8일보다 두배가 높았다. 또한 부산지역의 봄철 발생일이 전체의 77%인 69일이었고 겨울철의 발생일수는 총 15일로 전체의 16.6%를 차지하여 50년간(1961~2010) 평균인 11.6%에 비해 높았다. 3. 부산지역에 2008년 이후 겨울철 황사는 여섯 차례 발생하였으며, 2009년 2월 20일을 제외하고 모두 12월에 발생하였다. 겨울철 황사 시 최고 농도는 공업지역인 학장동과 장림동에서 주로 나타났으며, 황사발생지속시간은 짧게는 1시간 30분에서 길게는 9시간 20분으로 봄철에 비해서는 짧았다. 또한 황사 발생 시 고농도(시간당 PM10 〉 120 μg/m3 ) 는 황사발생전후에도 나타났으며, PM2.5 /PM10 비는 0.21~0.33으로 나타났다. 그리고 황사발생 전에 강수가 있었던 경우는 2008년 12월 9일과 2010 년 12월 3일이었고, 우리나라에서 처음으로 황사가 관측된 후 부산까지 이동하는데 걸린 시간은 10~15 시간 정도이었다. 4. 부산지역 여섯 차례의 겨울철 황사 중 2008년 12월 9일을 제외하고 모두 몽골의 고비사막과 중국의 내몽골에서 발원한 황사가 발해만(요동반도)을 거쳐 우리나라로 이동한 것으로 나타났으며, 저기압에서 상승기류의 영향으로 부상하여 비교적 빠른 상층기류를 타고 우리나라에 영향을 주었다. 5. 향후 황사발원지의 지상상태가 건조하고 기류의 이동 조건이 부합되면 겨울철 황사 발생이 증가할 가능성이 높으며 대기가 안정한 상태에서 겨울철 연무현상과 결합된다면 미세먼지농도가 상승하고 인체에 유해한 영향을 미칠 수 있어 체계적인 모니터링 및 예측 시스템 그리고 그에 다른 대응 및 관리 대책이 요구된다.
	겨울철 황사로 인해 유발될 수 있는 질병은?	또한 황사가 중국 동부지역의 산업지대를 통과하면서 대기오염물질과 함께 우리나라와 일본으로 수송되어 인체 및 동ㆍ식물 그리고 경제에 심각한 영향을 미치고 있다. 특히 낮은 기온과 건조한 날씨로 면역력이 최저로 떨어진 겨울철에 중금속이 포함된 황사가 발생한다면 알레르기에 의한 각종 피부염을 유발될 수 있다(Monn et al., 1997).
	최근 황사현상의 빈도와 강도가 증가하는 이유는?	최근 황사현상은 중국의 황토고원, 내몽골 고원, 훈산타크 사막에서의 기온 상승 및 강수량 감소 그리고 경작지개발과 과도한 토지이용에 의한 사막화와 산림감소 등의 영향으로 빈도와 강도가 증가하고 있다. 또한 황사가 중국 동부지역의 산업지대를 통과하면서 대기오염물질과 함께 우리나라와 일본으로 수송되어 인체 및 동ㆍ식물 그리고 경제에 심각한 영향을 미치고 있다.

참고문헌 (18)

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西川雅高, 1993, 黃砂エアロゾルのふるまいについて, 環境化學, 3(4), 673-682.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

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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