초록 ▼

1. 한국형 인위적 배출량 생성 프로그램 개발 및 표준자료 구축
국내 실정을 모델에 반영하기 위하여 전처리 프로세싱에서 SCC를 모델에 맞게 재구성하였으며, 시간할당 및 공간할당을 위한 입력자료를 마련하고, 선박 및 항공기에 대한 오염원 배출량 산정 방법론을 마련하였다. 이를 바탕으로 MOVES프로그램을 활용하여 국내에 대한 상세 활동도 자료가 있다고 가정하고 시스템을 구축하였다.
기존 VOCs 측정 사례를 이용하여 VOCs 화학종 프로파일 구축 결과, CAPSS 배출목록 중 비산업연소, 제조업연소, 에너지수송 및 저장,

1. 한국형 인위적 배출량 생성 프로그램 개발 및 표준자료 구축
국내 실정을 모델에 반영하기 위하여 전처리 프로세싱에서 SCC를 모델에 맞게 재구성하였으며, 시간할당 및 공간할당을 위한 입력자료를 마련하고, 선박 및 항공기에 대한 오염원 배출량 산정 방법론을 마련하였다. 이를 바탕으로 MOVES프로그램을 활용하여 국내에 대한 상세 활동도 자료가 있다고 가정하고 시스템을 구축하였다.
기존 VOCs 측정 사례를 이용하여 VOCs 화학종 프로파일 구축 결과, CAPSS 배출목록 중 비산업연소, 제조업연소, 에너지수송 및 저장, 도로이동오염원 등의 VOCs 화학종 프로파일이 구축되었다. 직적 도료를 분석하여 구 축된 건축용 도료의 VOCs 화학종 프로파일은 Toluene이 가장 높은 비율을 나타내었다. 유성 도료의 VOCs 배출 비율이 높게 나타났기 때문에 건축용 도료의 VOCs 화학종 프로파일 중 대부분 유성 도료에서 배출되는 물질로 분석되었다. SPECIATE과 비교 결과 두 특징이 상의하게 나타났다. 선박용 도료의 VOCs 화학종 프로파일 구축 결과 Xylene의 비율이 가장 높게 나타났으며 이는 조선업에서 취급하는 희석제의 주요 성분이기 때문이다.
2. 한국형 자연적 배출량 생성 프로그램 개발 및 표준자료 구축
1차년도에는 자연식생 배출목록인 GEIAv1.0, POET, MEGANv2.0, MEGANv2.1을 상호비교하였고, MODIS land cover 와 LAI(엽면적지수) 자료를 이용하여 MEGAN 의 입력자료를 작성하였다. 그리고 MEGAN 모델을 이용하여 수도권의 식생배출량을 산정하였다. 2차년도에는 식생배출 모델링 방법론을 남한 전국을 포함하는 범위로 확대하고 이와 더불어 최근에 공개된 버전인 MEGAN v.2.10 모델을 기반을 추가해 식생배출 모델링을 함께 적용하고 관련 DB를 구축하였다. MEGAN v.2.04가 MEGAN v.2.10에 비해 이소프렌을 약 20% 정도 높게 산정하고 모노테르펜은 낮게 산정했던 것으로 나타났다. 3차년도에서는 1, 2차년도에 활용한 MEGAN 모델 기반의 식생배출 모델링 방법론을 한국과 주변 국가들을 포함하는 동아시아 범위로 확대하고, 한국의 식생 배출량의 검정을 목적으로 문헌 값들과 비교하였다.
3. 모델링 결과 검증 시스템 구축
기존 연구된 동아시아 상의 bottom-up 배출량의 특징 파악 및 자료의 확보한 후 이를 기반으로 동아시아의 NO₂·SO₂·HCHO 시공간적 농도분포 모의 및 특성 분석하였다. 이 후 기상장 모의 및 기존 연구결과와의 오염물질 시공간적 특성의 일치성, 위성 알고리즘의 특성 및 불확실성 조사를 실시하였고, 비교연구간 오차 최소화를 위한 위성자료 처리 과정 연구를 하였다. 처리 과정별 발생할 수 있는 오차 파악하였으며 위성관측자료 획득 및 재가공을 실시하였다. 모델 결과와 비교 가능한 위성자료 재가공에 대한 방법론의 확립후 배출량 산정 프로그램 결과를 위성과 비교분석 결과의 적합성를 고려한 3차원 기상-대기화학 모델과 위성자료 비교 분석을 통한 배출량의 자료 정확도 검증을 실시하였다. 이로 인해 3차원 대기화학 모델과 위성 농도 자료의 통합비교 연구로 배출량 자료 검증의 과학적인 분석 방법 마련하였으며 위성자료/모델링자료로부터 NO₂, SO₂, HCHO 농도분석을 통한 한반도 및 수도권 대기환경 평가를 가능하게 하였다.
4. 배출량 생성 프로그램 및 교육 프로그램 개발
1차년도에는 대기질 모델링 입력자료 생성을 위한 기본 데이터베이스를 ACCESS와 파일 데이터베이스 형태로 구축하고 입력자료용 사용자 UI를 구성하여 대기질 모델입력용 배출량 생성 프로그램의 프로토타입을 개발하였다.
2, 3차년도에는 공간할당계수를 반영할 데이터 구조를 설계하고 인위적 배출량 생성을 위한 SMOKE 모듈을 탑재고 모델입력자료의 생성결과를 확인하기 위한 뷰어를 개발하였다. 또한 MEGAN 모듈을 프로그램에 탑재하였으며 프로그램의 도움말을 구성하였다. 또한 1차년도, 2차년도의 개발결과와 통합하였다

Abstract ▼

Ⅳ. Results
1. Development of anthropogenic emission process program in Korea
SCC was reconstructed to reflect domestic conditions through pre-processing. Input data for temporal &spatial distribution and methodology for estimating emissions of ship and aircraft are prepared. The “MOVES to SMOK

Ⅳ. Results
1. Development of anthropogenic emission process program in Korea
SCC was reconstructed to reflect domestic conditions through pre-processing. Input data for temporal &spatial distribution and methodology for estimating emissions of ship and aircraft are prepared. The “MOVES to SMOKE system＂is constructed with ideal domestic activity data.
Previous studies that analyzed emitted VOCs from sources were used to develop our updated VOCs species profiles. Data, especially those concerned with the 56 ozone precursors, including benzene, toluene, and xylene, were collected and analyzed. Then VOCs speciation profiles were updated for the following sectors: combustion from non-industry and manufacturing, petroleum and solvent evaporation, solvent utilization and mobile sources.
The 23 types of paints were selected for analysis the VOCs in order of high market share and their total emissions accounted for 96% of all architecture paint emissions. The analyzed VOCs species according to paint type will be combined to make a composite profile, weighted according to architectural paints sales data. The VOCs speciation of total (summed WB and SB) paints showed similar ratios with SB paints, and had high contributions of toluene, ethyl benzene, and xylene, the three components totaling about 40%. Also, 63% of the ozone precursors were accounted for.
2. Development of biogenic emission process program in Korea
First year, we compare the biogenic emission inventory(e.g. GEIAv1.0, POET, MEGANv2.0, MEGANv2.1). From MODIS land cover(MCD12Q1) and leaf area index(MCD15A2) data, we get the MEGAN(The Model of Emission of Gases and Aerosol from Nature) input database(Plant Functional Type, Leaf Area Index, Meteorology data). Using the latest biogenic emission model MEGAN, we estimate the biogenic emission in Seoul metropolitan area.
Second year, we construct the MEGAN input database(Plant Functional Type, Leaf Area Index, Meteorological data) in South Korea. And analyze the MEGAN(v.2.04 & v.2.10) emission algorithm(e.g. emission factor, emission activity). MEGAN v2.04 isoprene emission estimate is about 20% higher than MEGAN v2.10. Monoterpene emissions from MEGAN v2.10 are higher than MEGAN v2.04 except for the 3 km domains in May and June. Third year, we ran the MEGAN from East Asia domain. In this domain, South Korea biogenic emission is similar to other study emission(e.g BEIS2).
3. Verification system of air quality modeling results
We compared among the bottom-up emission inventories that have been studied over the area of East Asia. Under the consideration of characteristics of the inventories, we investigated the spatial and temporal distribution of gas pollutants including NO₂, SO₂, and HCHO. Next, the proper methods of meterological fields simulation and comparing between model results and satellite observations. In addition, the uncertainties in satellite retrieval algorithms and model simulations were also considered. Using developed emission inventories, model simulated gas pollutants were compared with satellite and surface observations.
Comparing study using the developed inventories and observations showed that simulated tropospheric gas column densities were well correlated with the satellite-derived and surface-observed concentrations.
4. Development of emission program for air modeling and development of education program for emission program
The first year, we developed database and User Interface for Emission Program to enter air quality model(eg. CMAQ) input data with other research team. And we deveoped prototype of emissions-generating program for Emission Program.
The second year, we designed data structure to reflect the allocation coefficient and we developed viewer to confirm the results of the generated model input data, and at the same time we developed SMOKE, GIS module for generating anthropogenic emissions using netCDF library and Dot Spathial library.
The third year, we configured MEGAN module that supports the creation of natural emissions into Emission Program. In addition, we composed a single system of Emission Program using first year results, second year results, modules for natural / anthropogenic emissions for air quality model input data, and other research team's results.