초록 ▼

본 연구에서는 수도권에 발생하는 고농도 오존경보를 위한 예보시스템의 구축을 위하여 Classification and Regression Tree(CART) 방법에의 연계를 위한 다중회귀분석 등의 방법과 기상요소의 수치모의와과 광화학 반응을 하나의 모델 시스템에 통합시킨 WRF-chem모델을 통한 기상장의 분석과 오존농도의 예측 수치모의를 수행 하였다. 중요 내용으로는 기상요소들과 고농도오존과의 다중회귀분석과 WRF-chem의 수치모델의 결과들을 각각 도출하고 두 연구부문의 결과를 하나로 통합하여 고농도오존의 예보를 할 수 있는 하이

본 연구에서는 수도권에 발생하는 고농도 오존경보를 위한 예보시스템의 구축을 위하여 Classification and Regression Tree(CART) 방법에의 연계를 위한 다중회귀분석 등의 방법과 기상요소의 수치모의와과 광화학 반응을 하나의 모델 시스템에 통합시킨 WRF-chem모델을 통한 기상장의 분석과 오존농도의 예측 수치모의를 수행 하였다. 중요 내용으로는 기상요소들과 고농도오존과의 다중회귀분석과 WRF-chem의 수치모델의 결과들을 각각 도출하고 두 연구부문의 결과를 하나로 통합하여 고농도오존의 예보를 할 수 있는 하이브리드 형태의 예측신뢰도를 개선한 시스템으로 구축하는 연구를 진행하였다.

1. 시화‧반월산업단지에 공간적 고해상도의 WRF모델을 적용하여 기상장의 해상도를 높여 예측 신뢰도 개선
경기도 남부를 중심으로 반월‧시화산업단지 내의 고농도 오존 경보가 발령이 가장 많았던 2011년 6월 한 달간의 기간으로 현재 3Km인 D3도메인의 해상도를 한 단계 더 Nesting-Down을 수행하여 1Km의 D4도메인을 추가하여 고해상도 수치 모의를 실행함으로서 다양한 조건에서의 대기오염배출과 기상조건에 따른 수치모의를 수행하여 예측 신뢰도를 개선할 수 있는 연구를 수행하였다.

2. 태양일사량 , 기온 등의 기상요소와 고농도오존과의 상관성 및 민감도의 분석
본 연구에서는 CART 구성을 위한 기초 연구로 수도권 지역에서 오존경보발령이 가장 빈번한 경기도 남부지역을 중심으로 일사량, 대기온도 등의 고농도 오존 형서에 미치는 영향 등을 분석하였다. 구체적으로 태양일사량 등의 기상요소와 오존농도와의 상관성 및 민감도를 분석하기 위하여 상관관계분석을 수행하였다. 상관관계분석 (correlation analysis)은 변수들 간의 상호 선형 관계를 갖는 정도를 분석을 위하여 SPSS ver.20을 이용하여 단독 변수간의 선형회귀분석을 수행하여 각 요소간의 R값 및 상관성 향상을 위한 방안 등을 분석하고자 하였다. 기상요소들과 고농도오존과의 다중상관성분석을 수행하여 WRF의 수치모델의 결과들과 통합해서 고농도오존의 예보를 할 수 있는 시스템으로 발전시키고자 하였다.

3. WRF-CHEM과 CART(의사결정나무방법)를 융합한 오존예보시스템의 구축
본 연구에서는 수치모델의 결과를 반영한 CART 방법을 적용하므로 통합적인 예측시스템을 구축하고 자 하였으며, 그에 대한 연구의 기초로 고농도오존과 기상요소 및 대기오염물질 상호 간의 다중회귀분석을 수행 하였다. 그 결과를 수치모형에 반영해 나가면서 지역 특성에 맞도록 운영해 나가면 훨씬 신뢰성 있고 효율적인 고농도 오존의 예측시스템으로 발전해 갈 수 있는 기초연구를 수행하였다. 나아가 본 연구에서 구축한 예보시스템의 예측 신뢰도를 분석하여 예측 농도값과와 실측값의 비교하여 상관계수값과 나아가 6단계로 되어있는 현행 예보단계에 적용하여 적중률, 상향예보율, 하향예보율 등을 분석하는 연구를 수행 하여 지역의 기상적 특성이 충분히 반영된 예보시스템을 구축하여 적용하는 연구를 수행하였다.

4. 반월‧시화 지역의 기상 및 광화학 대기오염모델의 Simulation
경기도 남부를 중심으로 반월‧시화산업단지 내의 고농도 오존 경보 발생일의 2,3 사례의 추가 수치모의 수행하여 고농도 오존일 발생 기간을 선택하여 모델의 적용 가능성을 찾고, 광화학오염물질(예, 오존, 알데히드 등등)의 예측농도 도출하며 여러 사례의 분석을 통해 모델의 예측 신뢰도 등을 분석을 수행하였다. 이와 연계하여 본 연구 대상 지역이 VOCs-limited인지 또는 NOx-limited 지역 인지를 분석하는 연구를 수행하였다. 지역별로 저감방안에 차별화가 필요하다고 사료 되어, 본 연구에서 경기 남부 지역의 고농도 오존에 대한 NO_x와 VOC's의 민감도에 대한 연구를 수행하고 논문제출을 할 예정이다.

5. 배출모형 및 관련 대기오염 배출량자료 보완연구
대기질 모델링에 필요한 배출자료는 ‘대기환경정책수립 지원 시스템’(CAPSS)‘에 구축된 자료를 WRF-chem에 입력자료 형태로 전환하는 과정을 수행하였다. 구체적으로 대기질 모델링에 필요한 배출자료는 공간적으로는 격자화(gridding) 분석을 거쳐야 하고, 시간적으로는 매시간별 자료까지 확대하여야 하며, 대상 물질은 대기질 모형의 화학반응 메커니즘에 맞는 화학종으로 구분하여야 하므로 별도의 배출모형체계가 필요하다. 이를 위하여 WRF-chem 입력자료구축을 위한 자료의 Format 변경에 관한 연구를 수행하였다.

(출처:연구결과 요약문 p.4)

목차 Contents

• 표지 ... 1목차 ... 3Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 4Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 5 1. 연구과제의 개요 ... 5 2. 국내외 기술개발 현황 ... 5 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 5 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 7 5. 연구결과의 활용계획 ... 8 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 8Ⅲ. 연구성과 ... 9끝페이지 ... 15