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.

Air mass recirculation is a common characteristic in the coastal area as a result of the land-sea breeze circulation. This study simulates the recirculation of air mass over the Gwangyang Bay using WRF-FLEXPART and offers a basic information about the effective domain size that can reflect recirculation. For this purpose, WRF is set up four nested domains and three cases are selected. Subsequently FLEXPART is operated on the basis of WRF output. During the clear summer days with weak wind speed, particles that emitted from Yeosu national industrial complex and Gwangyang iron works flow into emission sources because of the land-sea breeze. When land-sea breeze is strengthen, the recirculation phenomena appears clearly. However particles aren't recirculated under weak synoptic condition. Also plume trajectory is analyzed and as a consequence, the smallest domain area have to be multiplied by 1.3 to understand recirculated dispersion pattern of particles.

Enormous apartment complexes in urban areas, temporary inversion state and heat island effect occur due to the strong sunshine and weak wind speeds which hinders the dispersion of air pollutants that are emitted from neighboring areas of apartment complexes. In this study, analysis were conducted by using the Fluent code based on the CFD(Computation Fluid Dynamics), including building layout, material, building height from the ground surface, the heat, analysis of flow field in the apartment complex. It was estimated that the temporal radiation inversion phenomenon during the daytime, which was caused by the weak wind speed and higher temperatures in the upper level, contributed to the stagnation of the air pollutants in the lower layer of the apartment complex.

Recently air quality modeling studies for industrial complex and large cities located in the coastal regions have been carried out. Especially, the representation of atmospheric flow fields within a model domain is very important, because an adequate air quality simulation requires an accurate portrayal of the realistic three- dimensional wind fields. Therefore this study investigated effect of using high resolution terrain height data and FDDA with observational data to reflect local characteristics in numerical simulation. So the experiments were designed according to FDDA and the detail terrain height with 3sec resolution or not. Case 30s was the experiment using the terrain height data of USGS without FDDA and Case 3s was the experiment using the detail terrain height data of Ministry of Environment without FDDA and Case 3sF was experiment using the detail terrain height data of Ministry of Environment with FDDA. The results of experiments were more remarkable. In Case 3s and Case 3sF, temperature indicated similar tendency comparing to observational data predicting maximum temperature during the daytime and wind speed made weakly for difference of terrain height. Also Case 3sF had more adequate tendency than Case 3s at dawn.

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.

비보존성 오염물질의 종확산에 관한 수치모형을 개발하였다. 계산기법으로는 종확산 방정식을 이송, 감쇠 및 확산 방정식으로 분리하고, 이들 방정식을 1/3 시간 간격에 대하여 번갈아 계산하는 단계분리 유한차분기법을 사용하였다. 이송방정식에 대해서는 Holly-Preissmann 기법을, 감쇠방정식에 대해서는 해석적 방법을, 확산방정식에 대해서는 Crank-Nicholson 기법을 각각 사용하였다. 오염물질이 불균일 흐름 내로 연속적으로 유입되는 경우 및 균

The two-stage numerical model was used to study the relation between three-dimensional local wind model, advection/diffusion model of random walk method and second moment method in western coastal area for Korean peninsula. The first stage is three dimensional time-dependent local wind model which gives the wind field and vertical diffusion coefficient. The second stage is advection/diffusion model which uses the results of the first stage as input data. First, wind fields on Korean peninsula for none synoptic scale wind showed typical land and sea breeze circulation, and the emitted particles were transported by sea breeze for daytime, emissions return to sea by land breeze for nighttime.

To predict diffusion and movement of air pollutants in coastal urban region a numerical simulation shoud be consider atmospheric flow field with land-sea breeze, mountain-valley wind and urban effects. In this study we used Lagrangian particle dispersion method in the atmospheric flow field of Pusan coastal region to depict diffusion and movement of the pollutants emited from particular sources and employed two grid system, one for large scale calculating region with the coarse mesh grid (CMG) and the other for the small region with the fine mesh grid (FMG). It was found that the dispersion pattern of the pollutants followed local circulation system in coastal urban area and while air pollutants exhausted from Sasang moved into Baekyang and Jang moutain, air pollutants from Janglim moved into Hwameong-dong region.

이송항에는 5차 보간다항식을 사용하는 Holly-Pressmann 기법을, 확산항에는 Hobson 등이 제안한 양해법을 사용하는 연산자 분리기법을 사용하여 1차원 이송-확산방정식의 수치모형을 제안하였다. 제안된 모형을 검정하기 위하여 일정한 유속과 종확산계수를 갖는 순간적으로 부하된 오염원의 경우와 상류단에 연속적인 오염원을 갖는 경우에 대하여 본 모형의 해를 해석해와 기존의 모형으로부터 구한 해를 비교검토하였다. Courant 수와 Peclet 수를

A Lagrangian dispersion model has been developed to study the transport of atmospheric pollutants over the southern Korean peninsula on sunny summer days. A mesoscale atmospheric model has been employed to provide the wind fields and information for turbulent diffusion for the calculation of trajectories using a conditioned particle technique. The model has been applied to the simulation of trajectories transport of atmospheric pollutants emitted from five sources in the coastal locations under various synoptic scale winds. Under calm synoptic scale condition, the particles emitted during daytime are mixed vertically and transported toward inland by sea-breeze, according to the model simulation. The particles are then transported upward at the sea-breeze front or by the upward motion over the mountain, and some particles show tendency of returning toward the coast by the return flow of the sea-breeze circulation. The particles are found to remain over the peninsula throughout the integration period under calm synoptic scale condition. When there is westerly synoptic scale wind, the particles emitted in the west coast can reach the east coast within a day or faster depending on the speed. With a synoptic scale southerly wind of 5 m/s, most of the particles from the five sources are advected toward inland during daytime. During nighttime, significant portion of particles released in the west coast remains over the land, while most particles released in the east coast move toward the sea to the east of the middle peninsula.