[논문]CALPUFF 모델을 이용한 울산지역의 고농도 SO<tex> $_2$</tex> 수치모의

김유근; 임윤규; 이평근; 이영미

[국내논문] CALPUFF 모델을 이용한 울산지역의 고농도 SO $_2$ 수치모의
Numerical Simulation of High SO $_2$ Concentration Using CALPUFF in Ulsan Metropolitan City 원문보기

김유근 (부산대학교 대기과학과) , 임윤규 (부산대학교 대기과학) , 이평근 (부산대학교 대기과학) , 이영미 (부산대학교 대기과학과)

우리나라의 대표적인 대기오염물질의 하나인 SO$_2$는 국가정책의 일환으로 지속적인 단속과 규제로 인해 꾸준히 감소하는 추세이다. 하지만, 연안공업도시인 울산지역의 경우 SO$_2$의 농도가 다른 지역에 비해 상대적으로 높게 나타나 여전히 문제가 되고 있는 실정이다. 울산지역에서 SO$_2$고농도 현상이 빈번히 발생하는 이유로, 도시를 감싸고 있는 산들과 많은 산업시설 및 도시빌딩으로 인해 복잡 지형의 형태를 가지고 있으며 특히, 인근 해양의 영향과 함께 나타나는 뚜렷한 국지기후 특성 등을 들 수 있다(Kondo et al., 1979; Entwistle, 1997).(중략)

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문제 정의

따라서, 본 연구에서는 울산지역의 국지 기상 조건과 대 기오염물질의 고농도 발생과의 관련성을 알기 위해 SOz 고농도 발생 시 기 상 조건을 분석하고 이러한 결과를 수치 모의결과에서 확인하고자 하였다. 이는 향후 SOz 고농도 발생과 국지기상과의 상호관계를 분석하는데 있어서 좋은 선행연구가 될 것으로 기대한다.
본 연구에서는 최근 3년간(2000-2002년) 울산시의 12개 대기 질 측정망에서 관측한 S6 농도 자료와 울산지방기상대 및 AWS의 시간별 기상자료를 이용하여 울산시의 SQj 농도의 월별. 지역별 특성과 기상 인자와의 관련성 그리고 SO₂ 고농도 발생 시 기상 특성 등을 고찰하였다.

제안 방법

울산지역 SO₂ 고농도 사례 일의 선정에 있어서 보다 포괄적인 많은 사례 일을 포함시키기 위해 SO₂ 고농도를 130 ppb로 정의하였고 신 뢰성 있는 분석을 위해 측정률이 75% 이하인 날과 강수 일은 제거하였으며, 울산지역의 12개 측정지점 중 한 지점 이상에서 고농도 기준인 130 ppb를 초과한 경우를 고농도 발생일로 선정하였다. 또한 EPA에서 권고하고, chemical removal, wet and dry deposition, complex terrain algorithms, building downwash, plume fumigation 등 여러 가지 효과를 고려할 수 있는 CALPUFF 모델 (Gaussian puff dispersion model)을 이용하여 SO₂ 고농도 사례 일의 수치 모의 결과와 실측농도 비교를 통하여 모델의 적용 가능성을 검토하였으며, 울산 연안공업 지역의 오염원에서 배출되는 오염물질이 주변 지역에 미치는 기여도를 파악하였다.
고농도 발생 빈도는 9월에 31회로 가장 많고 8월과 5월 순으로 나타나 여름과 가을에 고농도가 많이 발생함을 알 수 있다. 본 연구에서는 최근 3년간 발생한 총 180일의 고농도 발생일 중 SO₂ 평균 고농도 장과 실제 고농도 발생일의 농도 장이 비슷한 모습을 보인 날 중 가장 일반적인 2001년 5월 31일을 전형적인 고농도 발생일로 선정하여 수치 모의를 실시하였다.
지역별 특성과 기상 인자와의 관련성 그리고 SO₂ 고농도 발생 시 기상 특성 등을 고찰하였다. 울산지역 SO₂ 고농도 사례 일의 선정에 있어서 보다 포괄적인 많은 사례 일을 포함시키기 위해 SO₂ 고농도를 130 ppb로 정의하였고 신 뢰성 있는 분석을 위해 측정률이 75% 이하인 날과 강수 일은 제거하였으며, 울산지역의 12개 측정지점 중 한 지점 이상에서 고농도 기준인 130 ppb를 초과한 경우를 고농도 발생일로 선정하였다. 또한 EPA에서 권고하고, chemical removal, wet and dry deposition, complex terrain algorithms, building downwash, plume fumigation 등 여러 가지 효과를 고려할 수 있는 CALPUFF 모델 (Gaussian puff dispersion model)을 이용하여 SO₂ 고농도 사례 일의 수치 모의 결과와 실측농도 비교를 통하여 모델의 적용 가능성을 검토하였으며, 울산 연안공업 지역의 오염원에서 배출되는 오염물질이 주변 지역에 미치는 기여도를 파악하였다.
본 연구에서는 최근 3년간(2000-2002년) 울산시의 12개 대기 질 측정망에서 관측한 S6 농도 자료와 울산지방기상대 및 AWS의 시간별 기상자료를 이용하여 울산시의 SQj 농도의 월별. 지역별 특성과 기상 인자와의 관련성 그리고 SO₂ 고농도 발생 시 기상 특성 등을 고찰하였다. 울산지역 SO₂ 고농도 사례 일의 선정에 있어서 보다 포괄적인 많은 사례 일을 포함시키기 위해 SO₂ 고농도를 130 ppb로 정의하였고 신 뢰성 있는 분석을 위해 측정률이 75% 이하인 날과 강수 일은 제거하였으며, 울산지역의 12개 측정지점 중 한 지점 이상에서 고농도 기준인 130 ppb를 초과한 경우를 고농도 발생일로 선정하였다.

후속연구

따라서, 본 연구에서는 울산지역의 국지 기상 조건과 대 기오염물질의 고농도 발생과의 관련성을 알기 위해 SOz 고농도 발생 시 기 상 조건을 분석하고 이러한 결과를 수치 모의결과에서 확인하고자 하였다. 이는 향후 SOz 고농도 발생과 국지기상과의 상호관계를 분석하는데 있어서 좋은 선행연구가 될 것으로 기대한다.

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