이 연구의 목적은 일기도, 850 hPa 면의 유선, 후방궤적과 기상, 그리고 대기질 모델을 이용하여 비황사기간 동안 청주시 미세먼지 PM2.5의 고농도 원인을 분석하는 것이다. 청주시 PM2.5 고농도 사례일 동안 시계열과 일기도를 분석한 결과, 중국 또는 주변 지역으로부터 PM2.5의 장거리 수송과 관련된 기상 패턴을 나타내었다. 실제로 PM2.5 시계열 에서 자체 기여 농도보다 2-3배 이상 증가한 60-80 μg m−3가 장거리 수송과 관련된 배경농도로 관측되었다. PM2.5의 고 농도는 대체로 상층 제트류가 한반도를 통과하면서 지상 고기압과 저기압의 발달 위치에 따라 분포하였다. 결과적으로 청주시 PM2.5 고농도 발생 원인은 중국 북경이나 기타 인근 지역에서 산업, 가정 및 에너지 연소 기원으로 발생한 스모그 형태의 대기 오염물질 덩어리가 장거리 수송의 기압배치에 따라 빠른 풍속 대를 타고 이동했기 때문이다. PM2.5를 포함한 대기오염물질이 지상 고기압 확장역이나 절리저기압 또는 지상저기압 배치에 따라 벨트나 띠 형태의 오염 덩어리로 북쪽에서 남쪽으로 청주시 분지 지형을 통과하는 M자형 패턴을 나타내거나, 강줄기 형태의 띠들이 바람의 영향을 받아 U자형으로 변하는 점진적 증가형 패턴으로 나타난다.

Until comparatively lately, the annual time series of the SO2 concentration had been shown in a decreasing trend in Ulsan as well as other Korean cities. However, the high concentration of SO2 was frequently found in the specific countermeasure region including the national industrial complex such as Mipo and Onsan in the Ulsan city for the period of 2001∼2004. There are many conditions that can influence the high concentration of SO2 at monitoring sites in Ulsan, such as: First, annual usage of the fuel including sulfur increased in comparison with the year before in spite of the fuel conversion policy which wants to use low sulfur oil less than 3% and LNG. Second, point source, such as the power plants and the petroleum and chemistry stacks, was the biggest contributor in SO2 emission, as a analyzed result of both the air quality modeling and the stack tele-monitoring system (TMS) data. And third, the air pollutants that occurred in processes of burning and manufacturing of the fuel including sulfur were transported slow into a special monitoring site by accumulating along the frontal area of see-breeze. It was concluded that Ulsan's current environmental policy together with control methods should be changed into the regulation on total amount of emission, including a market-based emission trading with calculating of atmospheric environmental critical loads, for the SO2 reduction like the specific countermeasure for the O3 and PM10 reduction in the Seoul metropolitan area. And this change should be started in the big point sources of 1∼3 species because they are big contributors of Ulsan's SO2 pollution. Especially it is necessary to revitalize of the self-regulation environmental management. Other control methods for sustaining the SO2 reduction are as follows: maintenance of the fuel conversion policy, reinforcement of the regional stationary source emission standard, and enlargement of the stack TMS.

최근 정확한 대기오염 및 황사이동예보를 위하여, 대기역학모형과 확산모형의 결합을 통한 수치실험이 실시되고 있다. 본 연구에서는 3차원 대기역학모형( RAMS)과, 확산모형(PDAS)에 사용되는 기상장의 시간분해능이 대기확산장에 미치는 영향을 조사하였다. 그리고 여러 가지 시간분해능의 기상자료를 확산모형에 적용하여 황사입자의 분포 특성과 차이를 수치실험을 통하여 비교분석하였다. 수치실험 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 1) RAMS에 의한 바람장 예측결과, 지면과 상층의 바람장이 동조될 수도 있고, 그렇지 않을 수도 있다. 상하층의 바람장이 동조되지 않을 경우 황사의 예측은 황사의 상승고도예측과 밀접하게 관련된다. 2) 황사의 연직분포에서 초기에는 상층의 황사가 먼저 이동을 하게 되며, 시간이 지남에 따라 하층의 황사도 이동을 시작한다. 본 연구에서는 최고 고도 3.9km 까지 도달한다. 3) 수치실험에서 초기(24시)의 경우, 시간해상도에 따른 확산의 차이는 크지 않다. 그러나 시간이 경과함에 따라 입자확산분포의 차이가 크게 나타난다. 4) 3시간 이하의 높은 시간해상도의 경우, 입자분포의 차이가 크지 않다. 그러나 6시간보다 간격이 큰 자료를 이용할 경우, 황사입자분포의 양적측면에서 큰 차이를 나타내며, 밀도 분포의 차이에 일정한 경향성을 가진다 5) 입력 바람장의 시간분해능이 작은 경우 즉 입력시간 간격이 큰 경우, 황사입자는 지역의 주풍성분(동아시아의 경우 편서풍)을 따라 분포한다. 그러나 시간분해능이 큰 경우, 중규모적인 기상현상을 잘 재현되며, 여기에 의하여 주풍의 직각성분인 남북성분의 효과가 크게 나타난다. 이상의 결과에서 확산모형의 입력자료로 사용되어지는 바람장은 보고자하는 기상현상을 잘 표현할 수 있는 시간분해능 내의 자료를 이용하여야하며, 이를 무시할 경우 입자의 농도예측에 많은 오차를 발생시킬 수 있다. 그러므로 확산예보에 앞서 시간분해능에 관한 검증이 필요하다고 판단된다.

We calculated dose rate using radiative transfer equations to consider radiative processes distinctly. The dose rate at Pohang(36°02'N, 129°23'E) was calculated using measured ozone and meteorological data and two-stream approximations(quadrature, Eddington, delta Eddington, PIFM(practical improved flux method), discrete ordinate, delta discrete ordinate) are used in solving equation. The purpose of this study is to determine the most compatible radiative transfer approximation for simulating the radiative and photochemical processes of atmosphere through comparision between calculated and measured values. Dose rate of the biologically effective irradiance in the region 0.28-0.32μm showed the highest value when quadrature and Eddington was used and lower value on condition that delta scaling was applied. Correlation coefficient between dose rate at surface using radiation transfer equation and measured UV-B at Pohang was 0.78, 0.79 and 0.81 when detla Eddington, PIFM and delta discrete ordinate were used. Also, in case of above approximations were used, MBE(Mean Bias Error) was within -0.3MED/30min and RMBE(Relative Mean Bias Error) was below 10% between 1200 LST and 1400 LST. Approximations which are compatible in estimating radiative process are detla Eddington, PIFM and delta discrete ordinate. Especially, in case that radiative process is considered more detail, delta discrete ordinate increased the number of stream is proper.

For the efficient control of atmospheric quality, it is so important to predict the influence accurately of which the air pollutant emitted into the atmosphere. Atmospheric dispersion model enables to simulate and grasp the atmospheric condition occurred due to the emission of pollutants. The result of model is largely affected by the amount of emission, the characteristics of physical and chemical process, meteorological input data, and the receptor which the concentration is calculated. The aim of this research, therefore, is to suggest more suitable model in Pusan area than other areas by performing TCM2, CDM2.0 and ISCLT2 models. As the basic work for executing the model, we computed the amount of emission of air pollutants in Pusan at 1992 and analyzed the occurrence frequency of atmospheric stability for recent decade(1985∼1994). CDM2.0 showed the similar result relatively with observed value in the case of full year(1992), fall and winter, and ISCLT2 brought more suitable result in spring for Pusan area. As the result of this research, in future, it is necessary for us to develop the numerical model considering the topographical characteristics, to select the proper observation site and to increase the observation site for Pusan.