백두산은 그동안 화산활동이 정지된 화산으로 알려져 있었으나, 최근, 전문가들에 의하여 백두산이 화산활동중인 활화산임이 제기되고 있다. 다양한 분화의 전조들이 나타나고 있는 백두산이 분화할 경우, 한반도의 영향 여부에 대한 정보 제공 및 화산재 확산 가능성에 대한 신속한 대응을 위한 화산정보의 조기 제공의 필요성이 증대되고 있는 시점이다. 기상청은 날씨를 예측하기위하여 슈퍼컴퓨터를 사용, 단기 및 주간예보를 위해 19종의 수치예보모델을 하루 약 100회 이상 현업 운영하고 있으며, 이외에도 장기예측, 기후변화 관련 모델들과 연구 개발을 위한 다양한 수치예보모델들이 운영되고 있다. 그 중 지역예보모델(UM, 12kmL70)의 공간 해상도는 12km이며, 연직으로 약 80km까지 70층으로 구성되며, 3시간 간격으로 전지구 예보모델로부터 경계장을 제공받아 1일 4회(00, 06, 12, 18UTC) 87시간 예측을 수행한다. 본 연구에서는 백두산이 분화할 경우, 화산재의 이동 경로 및 tephra ground load/ thickness, airbone ash concentration 등을 추정하기위하여 현재 한국 기상청에서 수치예보모델로 사용되고 있는 UM 모델에서 생산되는 기상요소들을 Fall3D모델에 실시간 입력 자료로 사용하는 화산재 확산 조기경보시스템을 개발하였다.

북한 쪽 백두산 지역에서 산출되는 흑요석과 부산 가덕도 유적지에서 출토된 흑요석제 석기에 포함되어 있는 미세결정을 대상으로 그 형태적 분류 및 화학조성에 대한 연구를 실시하였다. 백두산 흑요석은 육안 및 경하관찰에 의한 분류결과 세 개의 그룹으로 구분되며, 형태적으로는 트리카이트-아시큘러와 트리카이트-에스테로이달의 미세결정이 우세하게 분포한다. 한편 가덕도 흑요석은 분류결과 5개의 그룹으로 구분되며, 아시큘러, 마가라이트, 래쓰결정, 에스테로이달 등의 다양한 미세결정이 분포한다. 백두산 흑요석 내의 규산염 미세결정은 대부분 헤덴버자이트 내지 오자이트의 조성을 가지는 휘석으로 나타났으나, 가덕도 흑요석 내의 규산염 미세결정은 대부분이 애나이트 조성에 가까운 흑운모이며 일부 마가라이트 형태의 미세결정은 훼로실라이트 조성의 휘석으로 나타났다. 이로부터 백두산 흑요석과 가덕도 흑요석은 미세결정의 형태, 광물 종류 및 그 화학성분 등에서 상이함을 알 수 있다. 가덕도 유적지에서 출토된 흑요석제 석기는 백두산지역 흑요석과는 성인적인 관련성이 없는 것으로 판단된다.

백두산 분화 시 분출되는 화산재에 의한 수질환경 변화에 대응하고자 본 연구에서는 백두산 화산재 성분을 추정하고, 화산재 퇴적 두께에 따른 수질 농도변화를 분석하였다. 백두산 화산재 성분을 추정하기 위해 주요 해외 화산의 마그마 성분과 백두산의 마그마 성분을 비교하여 유사한 화산을 선정하고, 해당 화산에서 분출한 화산재의 성분을 백두산의 화산재 성분과 유사한 것으로 가정하였다. 화산재 유해성분에 의한 수질 농도변화를 분석하기 위해 화산재 퇴적 두께에 따른 유해성분 농도의 증감을 분석한 후, 국내 먹는물 수질기준과 비교함으로서 수질환경에 대한 영향 유무를 평가하였다. 연구 결과, 알루미늄, 카드뮴, 불소, 철, 납, 마그네슘, 염소와 스트론튬 등이 취수원에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 이 중 카드뮴, 불소, 철, 납, 마그네슘의 경우에는 수질관리 및 화산분출 시 관리가 필요할 것으로 분석되었다.

최근 아이슬란드 남부의 화산폭발은 유럽지역에 항공대란을 야기하였으며, 또한, 일본의 가고시마 화산 폭발은 대량의 화산재를 분출하여 도로 및 농작물에 많은 피해를 발생시켰다. 국내에서도 2002년 백두산 지역을 중심으로 강진에 의한 지표면 팽창현상이 관찰되면서 백두산의 화산폭발 위험성이 점증하고 있다. 백두산 화산폭발이 발생하는 경우 화산재의 처리에 따른 막대한 국가적 손실이 유발되므로, 화산재 처리 및 활용방안의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이고 이를 위해서는 다양한 공학적 특성 분석 시험이 선행되어야 한다.본 연구에서는 SEM, XRD등의 미세구조 분석을 통해 화학성분 및 화산재의 내부구조를 고찰하고. 비중, 함수비, 입도 등의 시험을 실시하여 백두산 및 한라산 화산재를 친환경 건설재료로 활용하기 위한 공학적 자료를 제시하였다.

본 연구는 거리와 시간에 따라 상이한 화산재의 인간 건강에 대한 영향 및 그에 대한 지침에 주목하여 이루어졌다. 과거 연구에서는 화산에서 멀리 떨어진 지역에서는 간접적이고 장기간의 피해가 중요한 반면, 화산에서 인접한 지역에서는 직접적이고 물리적인 피해가 관찰되고 있다. 일반적으로 화산재를 이루고 있는 물질 중 오염된 미세한 분진은 대기 중에 머무르고 있다가, 인간이 접촉하게 되면 호흡기 질환 및 알레르기질환을 유발할 수 있다. 본 연구진은 화산재 확산에 의한 보건 관리 지침의 영역을 질병을 유발하는 개인에 대한 건강 영향, 의료기관을 포함하는 보건의료체계에 대한 문제, 보건의료시설/보건의료장비/의약품/관련 인력을 포함하는 보건의료자원 관리 문제로 구분하여 이에 대한 관리 지침을 도출하도록 하였다. 이러한 각각의 관리 기준은 화산재 농도와 건강 영향과의 관계에 대한 본 연구자들의 연구를 포함한 최근의 연구에 기반한 것이다. 이를 통하여 가능한 환산재 확산 시 보건관리 기준을 제안하게 되었다.

화산분화재난은 지구 지각판들의 이동으로 인한 압력이 지표면으로 분출되어 발생하는 대규모 자연재난이다. 대륙 이동설에 의하면 지구 지각의 이동은 지각판 경계지역에서 암석을 녹일 정도의 커다란 압력을 발생시키고, 생성된 마그마와 수증기, 화산가스 등을 지표면으로 분출시킨다. 우리나라는 기상예보가 시작된 이후 아직까지 백두산, 한라산과 같은 화산들의 분화활동이 관찰되지 않아 화산분화재난의 발생위험이 그동안 매우 낮은 것으로 인식되고 있으나 최근들어 백두산에서의 지진활동, 지각변이 등이 관찰되면서 화산분화재난의 위험성이 제기되고 있다. 백두산은 2,800만년 전인 신생대 올리고세부터 화산활동이 있었으며 60만년 전부터 1만년 전 동안 백두산 성층 화산체가 형성된 화산이다. 백두산은 지난 12백년 동안 총 15회의 분화가 기록되어 백년마다 평균 1회 이상의 화산분화재난이 발생한 것으로 나타났다.(이승수, 2012) 특히 946년(±20년)으로 추정되는 백두산의 분화는 화산 폭발지수(VEI : Volcanic Explosivity Index)가 7.4로 2010년에 발생한 아이슬란드 에이야프얄라요쿨화산 폭발의 약 천배가 되는 규모이다. 본 연구는 백두산 화산분화재난이 발생하여 화산재가 남한에 강하하였을 때 국제 항공교통 수요에 어떠한 영향이 있으며 이러한 항공교통 수요의 영향이 관광산업에 미치는 경제적 영향을 분석하는 것을 목적으로 한다.

최근 기상청 및 소방방재청의 연구결과 백두산 화산은 가까운 장래에 폭발할 것이라고 전망하고 있다. 화산 폭발의 영향은 화산마다 다르지만 폭발 기간이 적게는 수시간, 많으면 10년 이상 지속된다. 화산에 의한 대표적인 피해유형으로 화산가스, 화산력 및 화산재, 화쇄류, 용암류, 토석류, 융설형 화산이류로 인한 피해가 대표적이다. 이중 화산재는 직접적인 인명에 대한 직접적인 사상 위험성은 없으나, 피해 범위가 광범위하다. 또한 인체 건강, 사회기반시설, 환경기초시설, 건물, 산업시설 등 경제적·산업적으로 막대한 국가적 손실을 일으키게 된다. 이를 통해 빠르고 효율적으로 화산재를 처리하는 기술 확보로 화산재로 인한 국가적인 손실을 최소화하고자 한다. 본 연구에서는 국내외 도로 청소차 등의 장비 운영사례를 분석하여, 백두산 화산폭발에 대비한 도로에서의 화산재 청소 방안에 대해서 제시하고자 한다.

본 연구에서는 백두산에서 폭발적인 플리니안 분화로 인하여 화산재의 분연주가 형성되고 이의 붕괴로 화쇄류가 발생할 경우를 가정하여 Titan2D 모델을 이용하여 시뮬레이션을 하였다. 화산 분화 시나리오별 화쇄류의 영향 범위를 파악하기 위하여 화산폭발지수 별 영향 범위의 거리를 알아보았다. 화산 분화 시나리오별 비교를 위하여 분화구의 위치는 칼데라 외륜산 북동쪽 산사면로 하여 화쇄류 흐름의 내부마찰각 35°, 층저마찰각 16°, 분연주의 붕괴 높이와 분화구 직경은 화산폭발지수에 근거하여 VEI 3은 500 m, 80 m, VEI 4는 1,000 m와 178 m, VEI 5는 2,000 m와 178 m 그리고 VEI 7은 2,000 m와 1,780 m로 하였으며, 분연주 붕괴시 초기 속도는 각각 98.8 m/s, 140 m/s, 198 m/s, 30m/s로 설정하였다. 모의시간은 붕괴된 화쇄재 부피에 의존하여 VEI 3일 때 1시간, 4일 때 6시간, 5일 때 12시간, 7일 때 24시간으로 하였다. 시뮬레이션 결과 각각의 경우 영향 범위의 거리는 분화구로부터 5.9 km, 16.7 km, 27.4 km, 89.0 km 이상으로 모의되었다. 백두산에서의 화쇄류의 확산 범위를 정확하게 예측하기 위해서는 화산폭발지수 별 입력 상수를 변화시키면서 경계조건을 차별화한 수치 시뮬레이션을 통하여 데이터베이스를 구축하고, 지질조사를 통하여 역사시대 분출물의 분포와 분출량을 비교 분석함으로서 향후 폭발적인 분화에 대비한 화쇄류의 영향 범위를 예측할 수 있을 것이다. 그러므로 앞으로 지속적으로 화산폭발지수 별 화쇄류의 영향 범위를 계산하여 비교하는 연구가 진행되어야 할 것이다. 이들 자료가 충분하게 구축되면 백두산에서 화쇄류가 발생하였을 경우 인근 지역의 인적 물적 피해를 최소화하고자 하는 방재 차원에서 매우 중요한 자료로 제공될 수 있을 것이다.

백두산은 지리적으로 전체 면적의 3분의 1이 북한에, 그 나머지 영역이 중국에 속해있다. 최근 백두산 화산분화의 다양한 전조현상들이 나타나고 있으나 백두산에서 실제 일어나고 있는 직접적인 분화 전조현상에 대한 관측 자료를 획득하는 것은 쉽지 않다. 또한 현재 분화 가능성이 대두되고 있는 백두산지역의 지질학적인 환경을 고려한 분화 시나리오에 대한 연구가 매우 부족한 상태이기 때문에 지질학적인 요인을 고려한 분화 시나리오의 작성과 화산재의 한반도 유입 가능성에 대한 신속한 대응을 위한 화산재 확산 조기경보 기술의 개발이 필요한 시점이다. 우리나라는 백두산으로부터 지리적으로 약 500km이상 떨어져 있고, 화산재 및 오염물질의 확산으로 인한 간접적인 피해 영향권 내에 있으므로, 백두산이 폭발적으로 분화한다면 백두산을 중심으로 한반도 주변의 기압배치에 따른 종관 기상장의 영향을 받아 화산 분출물들이 대기 중에서 이류, 확산, 침적됨으로 인해 지리적 위치에 따라 지역적으로 장·단기적인 피해가 발생할 가능성이 예상된다. 본 연구에서는 화산재의 이동 경로 및 침적두께를 추정할 수 있는 Fall3D모델을 사용하여 분화구 주변지역으로부터 한반도의 동쪽에 위치하고 있는 일본지역까지 시간에 따른 화산재 확산현상을 수치모의 하였다. 또한 백두산 분화를 가정한 대표사례일의 기상장을 계산하고 화산에서 분출되어진 총 분출량에 따라 구분되는 화산폭발지수에 따른 화산재의 확산 경로, PM10농도, 화산재의 침적두께를 계산, 분석하였다.

최근 아이슬란드, 일본 등 화산폭발에 대한 뉴스가 자주 보도되고 있으며, 소방방재청과 기상청의 연구결과에 따르면 백두산 화산이 가까운 미래에 폭발할 가능성이 있다고 전망하고 있다. 일본의 화산학자는 20년 안에 백두산이 다시 폭발하게 되고 그 폭발 지수는 VEI-5에 달할 것으로 예상하고 있다. 2011년 아이슬란드의 분화가 VEI-4임을 감안할 때 백두산 폭발 시 그 피해는 아이슬란드의 10배에 해당하게 된다. 이러한 위험에도 불구하고 현재 1, 2, 3차 산업에 대한 전반적인 피해 연구가 이루어지지 않고 있다. 우리나라의 식량 자급률은 ‘12년 45.3%로 화산재로 인한 피해 발생 시 그 파급 효과가 매우 클 것이다.<br>본 연구에서는 화산폭발로 인해 발생한 화산재가 1차 산업인 농작물 및 농업시설에 주는 영향과 대응방안에 대해 연구하였다. 화산재의 영향은 농작물의 종류, 성장 시기에 따라 매우 달라지며 농업시설의 경우에도 시설의 종류에 따라 영향이 달라진다. 농작물의 경우 작물별 관리기준을 1단계(5mm)이하, 2단계(5~50mm), 3단계(50~100mm), 4단계(100mm 이상)의 4단계로 나누어 진행하였다. 농업시설의 경우 눈과의 비교로 연구를 진행하였다. 건조한 화산재의 밀도가 1,000kg/m3이고 여기에 부피의 50%가 물로 포화 된다면 젖은 화산재의 밀도는 약 1.5배인 1,500kg/m3으가 된다(Johnston, 1997). 이 연구를 통해 눈과의 하중을 비교하고 우리나라 시설물의 적설심과 비교하여 퇴적된 화산재를 견딜 수 있는 시설물별 기준을 나타냈다.

그동안 우리나라는 화산재해에 대해 비교적 안전한 지역으로 인식되고 있었으나, 최근 백두산 지역의 다양한 화산분화 전조현상 발생 등 화산재해 위험성을 제기하는 전문가의 의견이 증가하고 있다. 이에 본 연구에서는 향후 발생가능한 화산재해에 대해 신속·정확하게 대응하기 위한 공간정보 기반의 화산재해대응시스템 개발방안을 제시하였으며, 실제 파일럿 시스템을 개발하여 상용화 시스템 개발을 위한 기반을 마련하였다. 향후 화산재해대응시스템이 소방방재청 국가재난관리시스템(NDMS) 체계에 탑재되기까지는 추가적인 연구 및 시스템 보완이 필요하나, 해당 시스템이 방재업무에 실용화 된다면 향후 백두산을 비롯하여 우리나라 인근지역에서 발생하는 화산재해로 인한 피해를 최소화 할 수 있음은 물론, 인도네시아를 비롯한 중남미 지역 등 화산재해발생 국가들까지의 수출도 가능할 것으로 기대된다.

백두산은 2002년 이후 화산활동 재개 가능성에 대해 주목받고 있는 화산으로서, 지리적으로는 중국과 북한령에 해당하나 실제 화산분화가 이루어질 경우 우리나라는 물론 아시아 지역의 여러 국가에 피해가 있을 것으로 예측되고 있다. 그러나 국내에는 화산 전문가가 부족한 실정이며, 국제적인 활동 및 국제적 네트워크 구축 또한 미비한 상황이지만, 화산재해에 관련된 자료를 확보하여, 백두산이 분화했을 때 국내뿐만 아니라 국제적 공동 대응에 필요한 인접 국가 및 주요 화산중심국들과의 국제협력 체계가 구축되어야 한다.본 연구에서는 화산재해 국제전문가 참여연구 기반, 국제전문가들이 이용할 수 있는 온라인 네트워크 시스템, 화산재해 국제전문가 네트워크 등의 구축을 위해 참여 연구방안을 수립하고 국제 전문가 참여 연구 체계를 구축한다.본 연구의 기대효과로는 선진 화산재해 대응 기술을 조기 도입할 수 있게 되며, 화산재해 대응기술 분야의 국제적 협력 능력을 높이게 되고, 온라인 네트워크를 통한 해당 분야의 국제 전문가 네트워크를 확보할 수 있다.

그동안 우리나라는 화산재해에 대해 비교적 안전한 지역으로 인식되고 있었으나, 최근 백두산 지역의 다양한 화산분화 전조현상 발생 등 화산재해 위험성을 제기하는 전문가의 의견이 증가하고 있다. 이에 본 연구에서는 향후 발생가능한 화산재해에 대해 신속·정확하게 대응하기 위한 공간정보 기반의 화산재해대응시스템 개발방안을 제시하였으며, 실제 파일럿 시스템을 개발하여 상용화 시스템 개발을 위한 기반을 마련하였다. 향후 화산재해대응시스템이 소방방재청 국가재난관리시스템(NDMS) 체계에 탑재되기까지는 추가적인 연구 및 시스템 보완이 필요하나, 해당 시스템이 방재업무에 실용화 된다면 향후 백두산을 비롯하여 우리나라 인근지역에서 발생하는 화산재해로 인한 피해를 최소화 할 수 있음은 물론, 인도네시아를 비롯한 중남미 지역 등 화산재해발생 국가들까지의 수출도 가능할 것으로 기대된다.

화산재해대응을 위하여 화산분화의 전조를 모니터링하고 분화 시 피해규모 및 범위를 사전에 예측하는 것이 중요하다. 그러나 최근에 이슈가 되고 있는 백두산의 경우 공간적으로 중국과 북한의 접경지역이며, 정치적인 이유로 접근이 불가능하여 해당 국가의 공조가 전제되지 않은 상태에서는 직접적인 모니터링이나 관측 및 대응을 위한 정보를 확보할 수가 없다. 따라서 본 연구에서는 백두산 분화에 대비 대응에 활용하기 위한 목적으로 Landsat TM과 ETM＋적외선 위성영상을 이용하여 백두산의 온도변화를 관측하는 것이 가능한지를 확인하였다. 1988년부터 2012년까지 Landsat TM과 ETM＋영상 102장(TM 30장, ETM＋72장)중에서 구름이 없고 눈으로 덮히지 않은 영상 4장을 본 연구를 위하여 선택하였다. 선택된 자료는 백두산에 이상이 있다고 알려진 시기와 그렇지 않은 시기의 영상을 각각 2장씩 포함한다. Landsat 영상의 3번 밴드와 4번 밴드를 이용하여 우선 정규식생지수(NDVI, normalized difference vegetation index)를 계산하고 이로부터 복사율(emissivity)을 유추하였고, 6번 밴드를 이용하여 지표 온도를 계산하였다. 본 연구에서는 관측된 네 장의 지표온도자료로부터 백두산 외곽지역에서 내부로의 온도변화를 확인한다.

겨울철 한반도 인공위성 영상을 보면, 백두산을 지나는 공기의 흐름이 동해 해상에서 시·공간적으로 다양한 형태의 구름을 발달시킴을 볼 수 있다. 구름 형태의 다양성은 백두산의 표고(2.7km)와 대기의 안정도에 기인한다. 만약, 백두산 화산 분화가 발생할 경우 백두산의 산악효과에 의해 화산재의 시공간 분포도 구름처럼 다양한 형태를 보일 것이다. 본 연구에서는 백두산 풍하측에 발달하는 산악파가 화산재의 시공간적 분포에 미치는 영향을 고분해능 수치모델을 사용하여 연구하였다. 즉, 수치모델을 사용하여 산 높이가 화산재의 풍하측 확산에 미치는 영향을 시뮬레이션 하여 그 특징을 분석하였다. 수치 시뮬레이션의 초기 조건으로서 백두산 주변의 대기흐름은 Froude 수로서 정의하였다. 여기서, Froude 수 (Fr ≡ U/NH)는 유입풍속(U), 산 높이(H), 그리고 부력 진동수(N)의 함수이다. 연구의 결과에 의하면, 백두산 풍하측에서 발생하는 산악파에 의한 공기 소용돌이 세기가 화산재의 장거리 전송을 결정하며, 그 소용돌이 세기는 Froude 수에 의해 결정된다. 즉, Fr < 0.2 일 때 Karman vortex가 형성되어 화산재의 풍하측 확산은 저해한다. 그러나, Fr가 1에 가까울수록 화산재는 풍하측으로 멀리 확산될 수 있다.

우리나라는 화산재해의 안전지대로 여겨졌으나 최근 백두산의 분화 가능성이 고조됨에 따라 백두산 분화 전조 및 분화 시나리오, 화산재 확산 연구 등이 발표되고 있으며, 이에 대한 대응 수립 방안이 논의되고 있다. 본 연구는 국내 대기 환경관리 기준 제시와 방향을 설정하기 위한 기초연구로 백두산 화산재 성분 조사와 화산재 성분의 위험성을 평가하였고, 국내외 대기관리 기준을 비교·분석하였다. 추가적으로 백두산 분화시 화산재의 확산 범위와 거리별 확산 농도, 이동 중 성분변화 등의 연구가 진행된다면, 화산재 피해에 대응할 수 있는 지역별 대기 관리 기준이 수립될 수 있을 것으로 판단된다.

최근 10년간의 중국과 북한 접경지역에 위치하고 있는 백두산 인근의 지각변동, 화산성 가스의 분출 등의 화산 활동성의 증대는 마그마 챔버의 압력을 변화시키는 마그마의 충전에 대한 증거가 발견되고 있다. 이는 백두산의 화산의 휴면기가 활동기로 전환하였음을 의미하는 것으로 화산의 분화 가능성을 시사하고 있다. 백두산 화산의 폭발은 인접한 국가에 다양한 피해를 줄 수 있으나 직접적으로 백두산의 폭발적 분화로 인한 피해는 화산재의 확산, 화쇄류, 화산성 홍수, 화산이류의 형태로 피해가 발생하게 된다. 인접한 지역에 발생하는 피해 중 화산이류는 화쇄류보다 밀도가 적어 이에 의한 피해범위가 더 클 것으로 예상된다. 화산 폭발 시, 화산폭발지수에 비례하여 칼데라 호의 수위가 상승하며, 범람된 칼데라 호의 물과 화산분출물이 섞인 화산이류가 유출될 것으로 예상된다. 이와 같은 피해발생을 예측하기 위해서는 발생되는 밀도류의 진행을 모의해야 하는데, 유체의 중력과 밀도에 지배적인 흐름은 지형에 결정적인 영향을 받는다. 본 연구에서는 화산이류의 발생을 모의하기 위해서 미국지질조사국의 수치지형모형(50 m × 50 m)를 사용하여 분석을 수행하였다. 분석도구로는 미국지질조사국의 LAHARZ 프로그램을 이용하였다. 수치지형분석과정은 수치지형의 선처리 과정(sink 및 flat 격자처리)을 수행한 후, 경사비를 분석하고, 단방향 흐름 알고리즘에 입각하여 흐름 방향을 이도백하방향으로 설정하고 흐름 격자를 도출한다. 분출물의 부피를 고려한 입력계수가 산정되면 화산이류의 범람 대상지역이 도출되는 방식으로 진행된다. 백두산 정상부에 위치한 칼데라 호의 수위(해발고도 2,189 m)가 화산활동에 의해서 각각 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 m 상승한 시나리오를 모의한 결과, 수위상승에 따른 이도백하 상부유역에서의 칼데라호 유출수의 범람면적은 수위상승의 범위가 1 m에서 9 m까지는 완만한 증가세를 보였으나, 10 m의 수위상승에는 급작스런 범람지역의 확대가 발생했다. 물과 화산성 고체의 합성류의 경우는 그 비율을 1：1로 가정하고 모의를 실시한 결과, 화산분화에 의해 칼데라 호의 수위가 5 m이상 상승 시, 유출된 화산이류가 백두산 북북동쪽 골짜기의 최대 통수능 수위를 초과하여 범람지역이 급격하게 확장되는 모의 결과를 확보하였다. 이와 같은 결과는 현재의 백두산지형에서 화산활동으로 인한 화산이류의 발생시 사회 간접자본 및 대피설비의 건설에 필요한 정보를 제공하고 있으며, 비상상황 발생시 주민 대피지역의 결정에도 기여할 것으로 판단된다.

백두산은 1만년 이내에 여러 차례 분화한 경험을 가진 젊은 화산으로 역사시대의 분화 기록을 가진 활화산이다. 최근 새로이 발굴한 조선왕조실록 제 35책 효종13권에는 "至於黑氣, 則臣所目見也. 其氣若雨非雨, 若烟非烟, 自北而來, 聲若風驅, 臭若腥臊, 轉頭之頃, 彌滿山谷, 掩翳三光, 咫尺不때牛馬, 吁亦異哉! 近則積城 長湍之間, 遠則咸鏡南道之界, 無處不然云"라는 기록이 나온다. 이를 번역하면, "흑기(黑氣)의 경우는 신이 목격한 것입니다. 그 기운은 비 같기도 하면서 비도 아니고, 연기 같기도 하면서 연기도 아닌 것이 북쪽에서 오는데 소리는 바람이 몰아치듯, 냄새는 비린내 같기도 한데 잠깐 사이에 산골짜기에 가득 차서 빛을 가려 지척에 있는 소와 말도 분별을 못할 정도였으니, 아, 역시 괴이한 일입니다. 가까이는 적성(積城)과 장단(長湍) 사이와 멀리는 함경도의 남쪽 경계까지 모두 그러하였다고 합니다." 이는 1654년 10월 21일에 백두산에서 분화된 화산재와 화산가스가 북풍~북동풍의 바람을 타고 낮은 고도로 운반되어 화산재 구름과 함께 남쪽으로 내려온 화산재(wind-modified fallout ash)로 해석할 수 있으며, 화산재와 화산가스로 인한 대기오염, 시정저해 등 화산재해를 발생시킨 것으로 평가된다. 그 영향지역이 북쪽으로 함경도(咸鏡南) 남쪽 경계부에도 출현하였다는 것은 그 북쪽 즉 백두산에서 화산재가 풍하 측으로 남하하여 한반도 남쪽으로 확산 이동한 것으로 해석된다. 본 연구에서는 유사한 바람장에서 시뮬레이션을 통하여 이를 확인 검증하였다.