[논문]부산 지역 연무 발생일의 미세먼지 농도와 사례별 특성

전병일

doi:10.5322/jesi.2017.26.6.751

Abstract ▼ AI-Helper

This research investigates the characteristics of meteorological variation and fine particles ($PM_{10}$ and $PM_{2.5}$) for case related to the haze occurrence (Asian dust, long range transport, stationary) in Busan. Haze occurrence day was 559 days for 20 years (from 1996 to ...

This research investigates the characteristics of meteorological variation and fine particles ($PM_{10}$ and $PM_{2.5}$) for case related to the haze occurrence (Asian dust, long range transport, stationary) in Busan. Haze occurrence day was 559 days for 20 years (from 1996 to 2015), haze occurrence frequency was 82 days (14.7%) in March, followed by 67 days (12.0%) in February and 56 days (10.0%) in May. Asian dust occurred most frequently in spring and least in winter, whereas haze occurrence frequency was 31.5% in spring, 29.7% in winter, 21.1% in fall, and 17.7% in summer. $PM_{10}$ concentration was highest in the occurrence of Asian dust, followed by haze and haze + mist, whereas $PM_{2.5}$ concentration was highest in the occurrence of haze. These results indicate that understanding the relation between meteorological phenomena and fine particle concentration can provide insight into establishing a strategy to control urban air quality.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

5 농도의 특성(Jeon and Hwang, 2014b) 등이 있으나, 연무발생일의 미세먼지 농도 특성이나 사례 분석은 아직 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 부산지역에서 최근 20년간(1996년부터 2015년까지) 연무, 박무, 황사현상이 발생한 날을 추출하여, 미세먼지 농도(PM₁₀과 PM_2.5)와의 관련성을 고찰하였고, 특히 종관기상과 기류분석을 통해 연무발생과 관련된 사례(황사, 정체성, 장거리 수송)를 선정하여 기상학적 특성과 미세먼지 특성을 체계적로 고찰하였다. 본 연구의 사례별 미세먼지 특성은 향후 미세먼지의 효율적인 저감대책의 수립과 합리적인 대기질 관리를 위한 통찰력을 제공하리라 본다.

제안 방법

본 연구지역에서 연무발생일의 미세먼지 농도가 공기궤의 이동과 어떠한 연관성을 가지고 있는가를 조사하기 위하여 미국의 해양기상청(NOAA: National Ocean Atmospheric Administration)에 의해 개발된 HYSPLIT-4 (HYbrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory) 모형을 사용하였다(Draxlerand Rolph, 2013). 중국에서 발생한 대기오염물질의 경우, 대략 4일 이내에 한반도에 도달하는 것으로 알려져 있으나, 본 연구에서는 부산지역에 영향을 미치는 공기괴의 궤적을 알아본다는 차원에서 역궤적의 모사 시간을 48시간으로 하고 6시간 간격으로 하였다. 공기궤의 착지점의 좌표는 부산지방기상청으로 설정하였으며, 부산지역에 미치는 장거리 오염물질의 영향을 고려하여 공기덩어리의 이동고도는 1,000 m와 1,500 m로 하였다.

대상 데이터

기상자료는 부산지역의 연무 발생일을 추출하기 위해 부산지방기상청에서 측정한 일기현상자료와 연무 발생 사례일을 분석하기 위해 부산지역의 일기상통계표 그리고 자동기상측정망 자료를 사용하였다. 대기질 자료는 부산광역시 보건환경연구원에서 관리하는 대기오염자동측정망 자료로서 연구기간(2009년~2015년) 중 PM₁₀과 PM_2.5가 동시에 측정된 장림동(공업지역), 연산동(주거지역), 기장읍(주거지역), 좌동(주거지역) 4개 지점의 자료를 사용하였다.
1 참조). 기상자료는 부산지역의 연무 발생일을 추출하기 위해 부산지방기상청에서 측정한 일기현상자료와 연무 발생 사례일을 분석하기 위해 부산지역의 일기상통계표 그리고 자동기상측정망 자료를 사용하였다. 대기질 자료는 부산광역시 보건환경연구원에서 관리하는 대기오염자동측정망 자료로서 연구기간(2009년~2015년) 중 PM₁₀과 PM_2.

이론/모형

본 연구지역에서 연무발생일의 미세먼지 농도가 공기궤의 이동과 어떠한 연관성을 가지고 있는가를 조사하기 위하여 미국의 해양기상청(NOAA: National Ocean Atmospheric Administration)에 의해 개발된 HYSPLIT-4 (HYbrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory) 모형을 사용하였다(Draxlerand Rolph, 2013). 중국에서 발생한 대기오염물질의 경우, 대략 4일 이내에 한반도에 도달하는 것으로 알려져 있으나, 본 연구에서는 부산지역에 영향을 미치는 공기괴의 궤적을 알아본다는 차원에서 역궤적의 모사 시간을 48시간으로 하고 6시간 간격으로 하였다.

성능/효과

2) 부산지역에서 지난 20년간 계절별 연무와 황사 발생빈도를 보면, 황사는 봄철의 발생이 탁월하게 우세한 반면, 연무는 봄철이 31.5%, 겨울철이 29.7%, 가을철이 21.1% 그리고 여름철이 17.7%로서 황사와는 다르게 봄, 여름, 가을, 겨울을 가리지 않고 발생한다.
3) 부산지역에서 최근 7년간(2009년~2015년) 기상현상별 농도를 보면, PM10은 황사 발생일이 가장 높았고, 다음으로 연무발생일, 연무+박무 발생일순었고, 비 발생일이 가장 낮았다. PM_2.
4) 2009년 12월 23일~26일의 사례는 39시간 연속으로 연무현상이 지속된 후 뒤이어 겨울철 황사가 도래한 것으로, 초기의 연무는 서풍계열의 바람에 의해 중국으로부터 외부요인에 의해 연무가 형성되었으며, 지속적인 북북동풍이 부산지역의 공기괴가 동쪽으로 빠져나가는 것을 방해하여 연무현상이 하루 종일 유지되었고, 그 이후 강한 서풍을 타고 황사가 유입되었다. 연무 발생기간에는 고농도의 미세먼지가 발생하였고 황사가 유입되었을 때는 PM₁₀ 농도가 급상승하였고, PM_2.5/PM₁₀ 비는 급격히 하강하였다.

후속연구

7) 향후 본 연구는 도시 지역에 연무 현상 발생 시기상현상과 미세먼지 특성을 체계적으로 이해한다면 도시대기질 관리와 대책 수립에 통찰력을 제공할 것으로 사료된다

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	연무는 무엇인가?	대기 중의 먼지현상은 물이나 얼음 입자가 거의 포함되어 있지 않고 주로 고체 입자들이 대기 중에서 떠다니거나 바람에 의해서 불려 오르고 있는 현상을 말하고, 그 예로서는 연무, 먼지연무, 황사, 연기, 강회, 날린 먼지, 먼지보라, 회오리바람 등이 있다. 연무는 시정이 1 km 이상이고 습도가 75% 이하로 낮을 때 대기 중에 연기, 먼지 등 미세하고 건조한 고체입자가 떠 있어서 공기의 색이 우윳빛으로 흐려 보이는 현상이다(Korea Meteorological Agency,http://web.kma.
	2009년 12월 23일~26일의 사례의 연무현상과 황사의 미세먼지 특성은 어떠했는가?	4) 2009년 12월 23일~26일의 사례는 39시간 연속으로 연무현상이 지속된 후 뒤이어 겨울철 황사가 도래한 것으로, 초기의 연무는 서풍계열의 바람에 의해 중국으로부터 외부요인에 의해 연무가 형성되었으며, 지속적인 북북동풍이 부산지역의 공기괴가 동쪽으로 빠져나가는 것을 방해하여 연무현상이 하루 종일 유지되었고, 그 이후 강한 서풍을 타고 황사가 유입되었다. 연무 발생기간에는 고농도의 미세먼지가 발생하였고 황사가 유입되었을 때는 PM10 농도가 급상승하였고, PM2.5/PM10 비는 급격히 하강하였다.
	연무는 어떻게 발생하는가?	jsp). 연무는 화산 분출물이나 바람에 날린 먼지, 황사 등 천연의 먼지가 공기 중에 섞여 발생하지만, 도시나 공업 지대와 같은 오염 지역에서 공장과 주택으로 부터의 연기, 자동차 배기가스 등 인위적인 오염물질에 의해서도 발생한다(Seinfeld and Pandis, 2006). 연무는 햇빛을 흡수하거나 산란시켜 시야를 흐릿하게 만들어 비행기의 이·착륙이 지연되기도 하며, 식물의 광합성에 필요한 햇빛을 차단하여 식물의 성장을 방해하고, 연무 속에 포함된 산성 물질은 직접 식물세포를 파괴하기도 한다.

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