[논문]서울지역 미세먼지 고농도에 따른 천식사망자 사례일의 종관기상학적 분류

최윤정; 박종길; 정우식

doi:10.5322/jesi.2017.26.2.159

서울지역 미세먼지 고농도에 따른 천식사망자 사례일의 종관기상학적 분류
Synoptic Meteorological Classification of the Days on Which Asthma Deaths Occurred Due to High PM10 Concentrations in Seoul 원문보기

Journal of environmental science international = 한국환경과학회지, v.26 no.2, 2017년, pp.159 - 172

최윤정 (선일이엔씨) , 박종길 (인제대학교 환경공학과) , 정우식 (인제대학교 대기환경정보공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Asthma deaths in Seoul peaked on the third, fifth, and second days after the PM concentration exceeded the daily average concentration standard. We classified the synoptic meteorological conditions, based on the days involving such cases, into three categories. Type 1 included the meteorological condition likely to cause high air pollution concentrations in the leeward region, the dominant wind direction of which is the northwest. Type 2 included the meteorological condition likely to cause high air pollution concentrations due to the weak wind velocity under stable atmospheric conditions. Type 3 was when the passage low atmospheric pressure and the expansion of high atmospheric pressure occurred at the rear, indicating a meteorological condition likely to cause high air pollution, in certain regions. Type 1 occurred 11 times, with high concentrations of over $100{\mu}g/m^3$ being observed in the southeastern part of Seoul. Type 2 occurred 24 times, often accompanied by a PM concentration of $100{\sim}400{\mu}g/m^3$. Type 3 occurred 11 times, and was accompanied by several days of yellow dust that accounted for the highest concentrations.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 연구에서는 서울지역을 대상으로 미세먼지 고농도와 천식 사망자수가 발생한 사례일을 대상으로 기상상황별 특징을 살펴보기 위하여 종관기상학적 유형을 분류하고 유형별 미세먼지 농도분포의 특성을 분석하였다. 서울지역의 경우, 천식 사망자 발생은 일평균 기준농도를 초과하는 고농도 현상이 발생한 이후 3일째와 5일째, 그리고 2일째 되는 날에 많이 나타났으며, 이러한 사례를 보인 날들을 대상으로 종관기상학적 유형을 분류한 결과 3가지 유형(Type 1, Type 2, Type 3)으로 나눌 수 있었다.
본 연구에서는 환경기준을 초과하였던 고농도 일과 이로 인해 발생하였던 천식 사망자 수를 분석하여 당시의 종관 기상상태를 분류 및 분석하고자 하였다. 연구기간동안 PM₁₀, PM_2.
이상의 분석 결과를 바탕으로, 본 연구에서는 PM₁₀의 경우에는 기준 초과일수가 많았던 2001년과 2002년, 2003년 각각의 2월과 3월, PM_2.5의 경우에는 2006년과 2007년 각각의 2월을 대상으로 고농도 발생 이후, 시간의 경과에 따른 일별 천식 사망자 발생 경향을 살펴보았다(Table 3).
이에 본 연구에서는 2000년부터 2012년까지 서울 지역을 대상으로 고농도 PM₁₀ 및 PM_2.5와 천식 사망 자 수가 발생할 수 있는 종관 기상학적 유형을 분류하고 각 유형에 따라 나타나는 고농도 PM₁₀과 PM_2.5의 분포 및 특성을 살펴보고자 하였다.

제안 방법

따라서 본 연구에서는 위에서 분석대상으로 설정한 월 중에서 고농도 발생일 이후 3일째와 5일째, 2일 째 중에서 가장 많은 일별 사망자가 발생했던 2001년 2월, 3월, 2002년 2월, 3월, 2003년 2월, 2007년 2월을 대상으로 각 월별 고농도 발생일의 지상일기도와 그 전날의 지상일기도를 분석하여 고농도가 발생한 날의 종관 기상학적 유형을 분류하였다(Table 4).
, 2008). 따라서 본 연구에서도 위에서 제시한 월들을 대상으로 선행연구 (Bae et al., 2008)에서 제시한 바와 같이, 고농도 오염 당일(lag0)에서 6일(lag6)까지 일별 사망자수를 살펴보았다. 분석을 수행한 결과, 고농도 미세먼지에 의해 발생한 천식 사망자수는 고농도 발생일 이후 3일째 (lag3)에 가장 많은 사망자가 발생하였고, 다음으로 5 일째(lag5), 2일째(lag2)에 많은 사망자가 나타났다.
본 연구에서 분류한 3가지 종관 유형별로 서울시 PM₁₀ 농도 분포가 어떠한 특징을 보이는 살펴보기 위하여 각 유형별(Type 1, Type 2, Type 3)로 농도가 놓았던 각각의 3일을 대상으로 PM₁₀농도의 수평분포를 살펴보았다.
본 연구에서는 이들 선행연구 결과를 참고하여, 앞서 Table 4에 제시한 날의 일기도를 분석하여 3가지의 종관 유형으로 분류하였다. Type 1은 한반도가 대륙성 고기압의 영향권에 놓여서 대기상태는 비교적 안정하지만 북서풍의 유입으로 인해 서울지역의 풍하방향에 고농도 대기오염이 발생할 가능성이 있는 유형이다.
본 연구에서는 환경기준을 초과하였던 고농도 일과 이로 인해 발생하였던 천식 사망자 수를 분석하여 당시의 종관 기상상태를 분류 및 분석하고자 하였다. 연구기간동안 PM₁₀, PM_2.5의 일평균 농도가 각각의 기준을 초과하였을 때를 1회로 정의하여 그 빈도를 나타내었고, 기준 초과일이 발생한 날의 천식 사망자 수를 비교 분석하였다.
농도 최소값, 최대값, 그리고 평균 농도값을 나타낸 것이다. 이 중에서 Type 2와 Type 3 유형의 경우, 황사발생일이 있었으므로 황사일을 포함한 전체 사례일(all day)에 대한 농도, 황사기간을 제외한 사레일 (removed Asian dust day)에 대한 농도, 그리고 황사 발생일(Asian dust day)만의 농도로 구분하여 나타내었다.
종관유형(Type)별 PM₁₀ 농도분포가 서울시 각 지자체(구)별로 어떠한 특징을 나타내는지 정량적으로 알아보기 위해 현행 기상청의 황사 특보단계별 발생 빈도를 조사하였다.

대상 데이터

자료는 서울시에 설치된 대기오염측정망 25개소에서 측정된 2000년부터 2012년까지의 1시간 간격 자료이다. PM_2.5 자료는 2005년부터 2012년까지의 일평균 자료를 사용하였다. 천식 사망자 수 자료는 통계청에서 제공하는 사망원인 통계자료 가운데 국제 질병 분류코드(ICD-10)가 J45, J46인 천식 관련 사망 전체 코드(J45, J45.
본 연구에서 사용한 PM₁₀ 자료는 서울시에 설치된 대기오염측정망 25개소에서 측정된 2000년부터 2012년까지의 1시간 간격 자료이다. PM_2.
연구대상 기간 동안 Type 1은 11회 발생하였으며 (Table 5), Type 1의 대표 종관기상유형인 2002년 3월 1일의 종관일기도를 보면 중국 북부지역에 중심을 둔 대륙성 고기압의 영향으로 한반도가 고기압권에 속하며, 한반도에 북서풍이 나타나고 있다(Fig. 1a). Type 2는 24회 발생하였으며, Fig.
5 자료는 2005년부터 2012년까지의 일평균 자료를 사용하였다. 천식 사망자 수 자료는 통계청에서 제공하는 사망원인 통계자료 가운데 국제 질병 분류코드(ICD-10)가 J45, J46인 천식 관련 사망 전체 코드(J45, J45.0, J45.1, J45.8, J45.9, J46, J46.0)를 사용하였다.

성능/효과

Type 1 유형은 시베리아 고기압형(Siberian High, SH type)의 영향으로 한반도 상공의 대기는 안정하나 북서풍이 유입되면서 서울지역의 풍하방향에 위치한 지역에 고농도 대기오염이 발생할 가능성이 있는 기상조건이며, Type 2 유형은 이동성 고기압형 (Migratory Anticyclone, MA type)의 영향으로 한반도 일대의 대기가 매우 안정하고 바람이 약하여 고농도대기오염이 일어날 수 있는 기상조건을 보였다. Type 3 유형은 저기압 통과 후 고기압 발달 형(Developing High after passing L\low, DHL type)으로 한반도 상공으로 저기압이 통과하고 그 후면에 고기압이 확장 하는 유형으로, 대기는 점차적으로 안정해 지지만 다가오는 저기압에 의해 상승한 미세먼지 및 황사가 확장하는 고기압의 영향으로 하강하며 지역에 따라 고농도 오염을 야기할 가능성이 있는 조건을 보였다.
Type 3 유형은 총 11회 발생하였는데, 이 유형에 해당하는 사례일 중에서 황사발생일이 많아서 다른 유형에 비해 비교적 높은 농도(800 μg/m3 이상)가 나타나는 경향을 보였으며, 서울의 한강 일대와 남동부 지역에 고농도 미세먼지 현상을 볼 수 있었다.
5의 경우에는 기준 초과일이, PM₁₀과 달리, 2월, 1월, 4월 순으로 높게 나타났으며 천식 사망자수는 2월, 1월, 3월 순으로 나타났다. 계절별로 보면, PM₁₀의 기준 초과일 수는 전반적으로 봄철에 발생빈도가 높았으며 PM_2.5는 겨울철에 높게 나타났고 여름철에는 기준 초과일수와 천식 사망자수가 감소하였다.
따라서 한반도가 대륙성 고기압의 영향을 받는 Type 1에 해당하는 기상조건에서는 대륙성 고기압의 장출에 의해 풍하방향인 서울시의 남동부 지역에서 고농도 오염현상이 나타날 가능성이 높을 것을 알 수 있다.
, 2008)에서 제시한 바와 같이, 고농도 오염 당일(lag0)에서 6일(lag6)까지 일별 사망자수를 살펴보았다. 분석을 수행한 결과, 고농도 미세먼지에 의해 발생한 천식 사망자수는 고농도 발생일 이후 3일째 (lag3)에 가장 많은 사망자가 발생하였고, 다음으로 5 일째(lag5), 2일째(lag2)에 많은 사망자가 나타났다.
연구기간동안 Type 1 유형은 총 11회 발생하였으며 강한 북서풍에 의해 서울의 남동부지역에 100 μg/m3 이상의 고농도 미세먼지 현상이 발생하였으며, Type 2 유형은 총 24회 발생하여, 안정한 대기조건에 의해 미세먼지가 확산되지 못하여 서울시 전역에 고농도 오염을 유발하여 100 ~ 400 μg/m3의 농도가 주로 나타났으며, 400 ~ 800 μg/m3에 해당하는 농도를 나타내는 경우도 나타났다.
기준 초과일수는 2001년에 가장 많이 발생했으며, 다음으로 2002년, 2003년 순으로 나타났고 천식 사망자수는 2002년, 2001년, 2003년 순으로 많이 발생하였다. 연구기간인 13년 동안 상대적으로 기준 초과일수와 천식사망자수 가 많았던 연도를 보면, 순위에서 약간 차이가 있지만 2001년, 2002년, 2003년으로 동일하게 나타났다. PM2.
6). 이 유형은 한반도가 이동성 고기압의 영향을 받으므로 미세먼지의 장거리 수송보다는 서울시 내부에서 배출되는 오염원이 위치하는 곳에서 고농도가 나타나므로 서울의 중심에 해당하는 지자체에서 고농도가 나타나 이동성 고기압에 의한 종관기상학적 특성를 잘 반영하고 있음을 알 수 있었다.
5 의 일평균 기준(50 μg/m³)을 초과한 일수와 각 해당일에 발생한 연간 천식 사망자수를 나타낸 것이다. 표에 나타난 바와 같이, PM₁₀의 경우 연구기간동안 일평균 기준을 초과한 날은 총 443일로써 매년 약 35일 발생 하는 것으로 나타났으며, 연구기간동안 천식 사망자 수는 총 461명으로 나타나 연평균 약 36명의 천식사망자가 발생하는 것으로 나타났다. 기준 초과일수는 2001년에 가장 많이 발생했으며, 다음으로 2002년, 2003년 순으로 나타났고 천식 사망자수는 2002년, 2001년, 2003년 순으로 많이 발생하였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	천식이란?	특히, 다양한 원인으로 야기되는 대기오염현상은 동식물의 생장과 인간의 건강에 여러 다양한 경로로 피해를 미치고 있다. 그중에서도 대표적인 호흡기계 질환 에 해당하는 천식은 유전적 요인과 환경적 요인이 합쳐져서 생기는 대표적인 알레르기 질환으로, 담배연기 등에 의한 실내오염뿐만 아니라 대기오염과 황사 등의 여러 외부 환경적 요인이 큰 영향을 미치는데, 주로 산업화가 급격히 진행되거나 고도화된 국가에서 많이 발생한다(Akinbarmi and Schoendorf, 2002; Lin et al., 2005; Eder et al.
	대기오염 물질의 이류, 확산에 영향을 미치는 기상요인은?	즉, 미세먼지의 시, 공간 분포에 영향을 미치는 기상상태에 대한 정보도출이 기본정보로써 매우 중요하다고 할 수 있다. 그중에서도 풍향, 풍속은 대기오염 물질의 이류, 확산에 영향을 미치므로 고농도 미세먼지와 사망자가 많이 발생하는 사례 일에 대한 종관기상학적인 분석이 요구된다.
	미세먼지의 시, 공간 분포에 영향을 미치는 기상상태에 대한 정보도출이 중요한 이유는?	5 농도가 증가함에 따라 전체 사망률이 증가하는데, 특히 고령자군(65세 이상)에서 호흡기 질환으로 사망하는 경우가 증가하는 것을 제시한 바 있다. 이와 같이 미세먼지 농도와 천식 사망자수에 있어 상당한 연관성이 있다는 점을 참고해 볼 때, 이들 미세먼지가 배출되어 시, 공간적으로 변화하는 농도 및 분포특성은, 결국 만족스러운 인간생활에 있어 중요한 참고자료가 될 수 있다. 즉, 미세먼지의 시, 공간 분포에 영향을 미치는 기상상태에 대한 정보도출이 기본정보로써 매우 중요하다고 할 수 있다.

참고문헌 (14)

Akinbami, L. J., Schoendorf, K. C., 2002, Trends in childhood asthma : Prevalence, health care utilization and mortality, Official J. Am. Academy of Ped., 110, 315-323.
Bae, H. J., Ha, J. S., Lee, A. K., Park, J. I., 2008, Age dependencies in air pollution-associated Asthma hospitalization, Korean J. Env. Health, 34(2), 124-130.

원문보기 상세보기
Bae, H. J., 2014, Effects of short-term exposure to PM10 and $PM_{2.5}$ on mortality in Seoul, J. Env. Health Sci., 40(5), 346-354.
Borja-Aburto, V. H., Castillejos, M., Gold, D. R., Bierzwinski, S., Loomis, D., 1998, Mortality and ambient fine particles in southwest Mexico city, Env. Health Perspectives, 106, 849-855.
Cho, Y. S., Lee, J. T., Kim, Y. S., Hong, S. C., Kim, H., Ha, E. H., Park, H. S., Lee, B. E., 2003, A Time-series study of ambient air pollution in relation to daily mortality in Seoul, 1998-2001, J. Korean Soc. Atmos. Env., 19(6), 625-637.
Eder, W., Ege, M. J., Mutiu, V. E., 2006, The asthma epidemic, The New Eng. J. Med., 355, 2226-2235.

상세보기
Gang, J. E., 2003, Synoptic meteorological features and their simulations associated with the lasting time of asian dust observed over Korea, Master's Thesis, Pusan Nat. Uni., Busan, Korea.
Hong, Y. C., Leem, J. H., Ha, E. H., Christiani, D. C., 1999, $PM_{10}$ exposure, gaseous pollutants, and daily mortality in Inchon, South Korea, Env. Health Perspectives, 107(11), 873-878.

상세보기
Jeon, B. I., 2012, Meteorological characteristics of the wintertime high $PM_{10}$ concentration episodes in Busan, J. Env. Sci., 21(7), 815-824.
Lin, M., Steib, D. M., Chen, Y., 2005, Coarse particulate matter and hospitalization for respiratory infections in children younger than 15 years in Toronto : A Case-crossover analysis, Official J. Am. Academy of Ped., 116, 235-241.
Park, J. K., Choi, Y. J., Jung, W. S., 2015, An Analysis on the distribution characteristics of $PM_{10}$ concentration and its relation of the death from Asthma in Seoul, Korea, J. Env. Sci. Int., 24(7), 961-968.

원문보기 상세보기
Pope, C. A., Bates, D. V., Raizenne, M. E., 1995, Health effects of particulate air pollution : Time for reassessment?, Env. Health Perspectives, 103, 472-480.

상세보기
Samet, J. M., Dominici, F., Curriero, F. C., Coursac, I., Zeger, S. L., 2000, Fine particulate air pollution and mortality in 20 U.S cities, 1987-1994, The New Eng. J. Med., 343, 1742-1749.

상세보기
Schwartz, J., 1994, Air pollution and daily mortality : A Review and meta analysis, Env. Res., 64, 36-52.

상세보기

저자의 다른 논문 :

LOADING...

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].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증