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영어

To improve PM-10 spatial distribution predicted by the chemical transport model of CMAQ, re-analysis method using measured PM concentrations was developed and tested its performance. Data assimilation method for the reanalysis was Pun's interpolation method with 28 km radius of influence of measured PM-10 values and measured PM-10 data in 317 air quality monitoring stations in Korea were used in this study. Predicted PM-10 concentrations by CMAQ with the data assimilation method were compared with measured ones for Year 2006, 2009 and 2012. The results showed that CMAQ model performance with data assimilation was significantly improved in predicting PM-10 concentrations; IOA at Seoul and Busan was improved from 0.39~0.71 to 0.77~0.98 and MBIAS was also improved from -32.7~-17.0 μg/m3 to -8.1~ -0.2 μg/m3. To predict PM-10 distribution over Southern Korean Peninsula, PM-10 re-analysis for Year 2006, 2009, and 2012 was carried out. The hourly and daily maximum as well as daily and annual PM-10 concentration distribution maps were obtained using the data assimilation methods developed in this study. The spatial distribution of annual average PM- 10 concentration was relatively high in the urbanized metropolis area such as Seoul metropolitan area, Busan and Ulsan area and those trends were the same for Year 2006, 2009 and 2012. However, the spatial distributions of the hourly and the daily maximum PM-10 concentrations were different in each year. Re-analyzed PM-10 maps showed that the data assimilation method using CMAQ has an advantage in predicting spatial distributions where monitoring stations were sparsely available such as Yangyang area in Kangwon province.

한국어

한반도 미세먼지의 연도별 공간분포를 비교 분석하기 위해서 측정소 측정자료를 이용하기에는 대도시 위주로 위치해 있기 때문에 한반도 전체에 대한 미세먼지의 공간분포를 파악하기에는 어려움이 있다. 반면 화학수송모델을 이용하여 공 간분포를 분석하는 방법은 공간분포를 파악하기에는 좋으나 누실된 배출량 자료 등에 의해 미세먼지 농도가 과소 평가 되는 경향이 있다. 본 연구에서는 공간 분포 분석에 측정 자료를 이용한 방법과 화학수송모델의 장점을 결합하여 화학수 송모델에 측정소 측정자료를 자료동화방법으로 재분석하여 분석하였다. 자료동화는 Pun’s Interpolation방법으로 국내 317개소의 대기오염측정소자료를 이용하였다. 자료동화를 통해 재분석한 2006년, 2009년, 2012년에 대해 서울, 부산을 대상으로 자료동화 전·후의 모델 정합도를 분석한 결과 자료동화 전에 비해 자료동화 후에 IOA가 0.39~0.71에서 0.77~0.98로 개선되었고, MBIAS는 -32.7 ~ -17.0 μg/m3에서 -8.1 ~ -0.2 μg/m3로 개선되는 것으로 나타났다. 자료동화를 통해 재분석한 결과를 이용하여 1시간, 24시간 평균의 연간 최대농도와 연평균 지역별 공간분포를 분석하였다. PM-10 농도의 공간분포는 연평균에서는 수도권과 광역시의 미세먼지가 높은 것으로 동일하게 나타났으나 1시간 최대농도와 24 시간 최대농도의 공간분포는 연도별로 차이가 있는 것으로 나타났다. 이는 국내의 고농도 PM-10은 지역의 배출에 의한 것이 아닌 월경성 오염원의 유입으로 나타나는 양상이기 때문에 연도별로 1시간 및 24시간 최대농도 분포가 다른 것으 로 판단된다. 특히 측정소가 없는 강원도의 양양지역에서 인근 측정소 측정자료와는 다른 경향이 나타났다. 이는 자료동 화 방법을 적용한 화학수송모델을 이용한 공간분포 특징으로 본 연구를 통해 자료동화기법으로 재분석 된 화학수송모델 자료는 대기질 현황분석 등에 지역별로 상세한 자료를 제공하는 방안이 될 수 있음을 확인하였다.