본 연구에서는 K-means 군집 분석을 통하여 최근 5년간(2014-2018) 한반도 남동 지역의 고농도 미세먼지 발생에 영향을 미치는 주요 종관 기상 패턴을 분류하였다. 또한 고농도 미세먼지 사례일의 발생과 관련된 지역적 차이를 살펴보기 위하여 NCEP (National Centers for Environmental Prediction)/FNL (Final Operational Global Analysis) 재해석 기상자료를 이용하여 부산, 울산, 경남 지역의 미세먼지 발생 특성과 관련된 종관 규모 기상의 특성에 대한 비교 연구도 수행하였다. 한반도 남동 지역의 고농도 미세먼지 사례일과 관련된 종관 기상 패턴은 총 5개(C1-C5)로 분류된다. 각 군집의 발생빈도는 24.8% (C1), 21.3% (C2), 20.4% (C3), 17.3% (C4), 16.2% (C5)이다. 기상 패턴 분석을 통하여 제시된 남동 지역의 고농도 미세먼지를 유발하는 요인에는 지역 외부에서 장·단거리 수송(C1, C3, C5)에 의한 영향과 지역내 배출(C2, C4)에 의한 것임을 알 수 있었다. 또한 고농도 미세먼지 발생일에 대해 부산, 울산, 경남 세 지역의 기상장을 분석하였을 때, 500 hPa 지위 고도 및 풍속 등의 기상학적 특성이 지역별로 다르게 나타났다. 그리고 고기압 의 작은 위치 변화가 각 지역의 미세먼지 발원과 장거리 이동 경향성에 영향을 미치고 있었다.

2008년 동아시아 대륙에서 발생기원이 다른 먼지(황사)와 인위적 오염입자의 광역적 이동 사례를 NOAA위성 RGB 합성영상과 지상 입경별 분진(TSP, PM10, PM2.5)의 질량농도 관측으로 분석하였다. 또한 Terra/Aqua 위성 MODIS(Moderate resolution Imaging Spectroradiometer) 센서의 AOD(Aerosol Optical Depth)와 FW(Fine aerosol Weighting)를 통해 동아시아 지역에서 발생기원이 다른 대기 에어로졸의 분포와 입자 크기 특성을 분석하였다. 중국 북부와 몽골, 그리고 중국 황토고원에서 모래폭풍이 발생하여 광역적으로 이동하여 청원에 먼지입자(황사)로 영향을 주는 6 개의 사례분석을 실시하였다. 질량농도 TSP중 PM10은 70%, PM2.5는 16%로 조대입자(〉 2.5 μm)의 비율이 큰 것은 사막과 반사막의 자연적 발생원에서 생성되었기 때문이다. 그러나, 모래 폭풍이 이동 과정에서 중국 동부의 산업 지역을 거쳐 유입하는 사례에서는 TSP 중 PM2.5가 23%까지 증가하기도 했다. 중국 동부로부터 황해를 거쳐 한반도로 유입한 5개 다른 사례의 경우, TSP 중 PM10, PM2.5가 각각 82, 65%로 나타났다. 이와 같이 PM2.5의 상대적 비율이 증가한 것은 인위적 오염입자의 영향 때문이다. 동아시아 지역에서 인위적 오염입자의 광역적 이동 사례에 대한 평균 AOD는 0.42±0.17로 황사에 의한 AOD(0.36±0.13)와 비교하여 대기 에어로졸에 대한 비율이 높게 나타났다. 특히, 중국 동부에서 황해, 한반도, 동해에 이르는 광역적 지역에 AOD값이 높게 분포했다. 인위적 오염입자의 사례는 FW가 평균 0.63±0.16로 모래폭풍의 이동 사례의 0.52±0.13 보다 높은 값을 보였다. 이는 대기 에어로졸에 대한 인위적 미세 오염 입자의 기여도가 클 수 있음을 제시하고 있다.

2005년 1월부터 12월까지 지속적으로 몽골과 중국 북부의 사막과 건조지대에서 모래폭풍의 발생, 이동 그리고 한국에서 먼지침전(황사)을 모니터링하였다. NOAA 위성의 AVHRR(Advanced Very High Resolution Radiometer) 관측 자료를 직접 수신하여 false colour 합성영상을 만들어 모래폭풍의 발생과 이동 사례를 중점 분석하였다. 또한 모래폭풍 발원지의 풍하측에 위치한 한국 중부의 청원에서 PM10 농도가 190μg m-3 이상인 황사 사례에 대한 PM10, PM2.5농도와 시정 그리고 O3, NO2, CO, SO2 농도의 변동을 분석하였다. 2005년에는 발원지에 적설과 강력한 고기압, 저기압의 이동이 미흡하여 강한 모래폭풍의 발생이 적었고 한국에서도 황사의 발생 빈도가 1997-2005년의 평균과 비교하여 적었다. 한국에는 2005년 총 7회, 11일간의 황사 사례가 발생하였다. 여름에는 발원지가 습하고 바람이 약해 모래폭풍의 발생이 적었으며, 한국에서도 황사의 발생이 없었다. 발원지에서 발생한 모래폭풍이 중국의 대도시와 산업지대를 거치지 않고 한국으로 직접 이동할 경우, 먼지침전에 따른 PM2.5 농도는 PM10 농도의 20% 이하였다. 그러나 모래폭풍이 중국 동부의 산업지역을 거쳐 한국으로 이동할 경우 인위적 대기오염 물질이 함께 유입되어 PM2.5 농도가 증가하여 PM10농도의 25%이상을 나타내었다. 또한 2005년에는 사막에서 날아온 모래 먼지의 PM10농도가 190μg m-3 이하여서 황사로는 미흡한 5개 이상 사례를 관측 및 분석하였다.

Conidia of molds within the Asian dust were captured in the ambient air of mid-west Korea, in springtime of 2000~2002. An eight-stage Cascade impactor and 0.22 μm pore size membrane filters were used for the dust samples. Several kinds of mol

This research investigated the meteorologically relevant characteristics of high PM2.5 episodes in Busan. The number of days when daily mean PM10 concentration exceeded 100 ㎍/m3 and the PM2.5 concentration exceeded 50 ㎍/m3 over the last four years in Busan were 24 and 58, respectively. Haze occurrence frequency was 37.6% in winter, 27.4% in spring, 18.6% in fall, and 16.4% in summer. Asian dust occurrence frequency was 81.8% in spring, 9.1% in fall and winter, and 0% in summer. During summer in Busan, high PM2.5 episode occurred under the following meteorological conditions. 1) Daytime sea breeze. 2) Mist and haze present throuout the day. 3) Anti-cyclone located around the Korean peninsula. 4) Stable layer formed in the lower atmosphere. 5) Air parcel reached Busan by local transport rather than by long-range transport. These results indicate that understanding the meteorological relevance of high PM2.5 episodes could provide insight for establishing a strategy to control urban air quality.

The classification of airflow patterns during high ozone (O3) and PM10 episodes on Jeju Island in recent years (2009-2015), as well as their correlation with meteorological conditions according to classified airflow patterns were investigated in this study. The airflow patterns for O3 and PM10 were classified into four types (Types A-D) and three types (Types E-G), respectively, using the HYbrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory (HYSPLIT) model and synoptic weather charts. Type A was the most dominant airflow pattern for O3 episodes, being characterized by the transport of airflows from urban and industrial areas in China with the highest frequency (about 69%, with a mean of 67 ppb). With regard to the PM10 episodes, Type E was the most dominant airflow pattern, and was mostly associated with long distance transport from Asian dust source regions along northwesterly winds, having the highest frequency (about 92%, with a mean of 136 μg/m3). The variations in the concentration of O3 and PM10 during the study period were clarified in correlation with two pollutant and meteorological variables; for example, the high (low) O3 and PM10 concentrations with high (low) air temperature and/or wind speed and vice versa for precipitation. The contribution of long-range transport to the observed PM10 levels in urban sites for different airflow patterns (Types E-F), if estimated in comparison to the data from the Gosan background site, was found to account for approximately 87-93% (on average) of its input. The overall results of the present study suggest that the variations in O3 and PM10 concentrations on Jeju Island are mainly influenced by the transport effect, as well as the contribution of local emissions.

The exposed population of a vulnerable group to high ozone episodes (exceeding 60 ppb/8h) was estimated in Busan metropolitan city from 2000 to 2010. The frequency of high ozone days at monitoring sites and the number of the population aged over 65 were used to calculate the accumulated (total, seasonal, and yearly) number of the exposed older population (EOP) to high ozone episodes during the study period based on administrative areas, by interpolation and zonal mean methods in ArcGIS software. The older population in this city had increased significantly from 2000 to 2010 (representing over 10% of the total population in 2010). The vulnerable areas (e.g. the eastern area of the city) of the EOP to high ozone episodes were different from the areas with frequent high ozone episodes (e.g., the western area) due to the increase of the older population in particular areas. The difference was more significant in spring than in any other season, and in 2010 than in previous years (2000 and 2005).

This paper investigates the characteristics of high PM2.5 episodes occurred at Anmyeondo area in spring time, 2009. The monthly mean PM2.5 concentration during April was the highest in the year and especially, high levels of PM2.5 exceeding standard regulation level were sustained consecutively during 5 to 13 April. To analyze more detailed PM2.5 characteristics, numerical simulations were carried out using CMAQ(Community Multi-scale Air Quality) with IPR(Integrated Process Rate) and DDM-3D(Decoupled Direct Method). PM2.5 level was lower in daytime than that in nighttime due to vigorous vertical mixing during daytime. The chemical composition was showed that ratio of primary ion components such as sulfate(SO4 2-), nitrate(NO3 -) and ammonium(NH4 +) were nearly half of total amount of PM2.5. Aerosol and transport process dominantly contributed to PM2.5 concentration in Anmyeondo area and contribution rate of local emissions was nearly zero since Anmyeondo area has rare anthropogenic PM emission sources. DDM-3D analysis result showed that PM2.5 in Anmyeondo area was influenced by emissions from Shanghai and Shandong region of China.

The purpose of this study was to analyze the meteorological characteristics of wintertime high PM10 concentration episodes in Busan. PM10 concentration has been reduced for the past four years and recorded near or exceeded 100 ㎍/㎥ (national standard of PM10). High concentration episodes in Busan were 6 case, PM2.5/PM10 ratio was 0.36∼0.39(mean 0.55). High PM10 concentration occurred during higher air temperature, more solar radiation and sunshine, lower relative humidity, and smaller cloud amount. Synoptically, it also occurred when Busan was in the center or the edge of anticyclone and when sea breeze intruded. An analysis of upper air sounding showed that high PM10 concentration occurred when surface inversion layer and upper subsidence inversion layer existed, and when boundary layer depth and vertical mixing coefficient were low. An analysis of backward trajectory of air mass showed that high PM10 concentration was largely affected by long range transport considering that it occurs when air mass is intruded from China.

최근 계속되는 산업화와 도시화로 인해 많은 환경오염이 발생하고 있다. 특히, 대기 중 미세먼지(Particulate Matter, PM10)는 호흡 시 체내에 흡입되기 쉽고 큰 비표면적으로 인해 각종 유해성분을 많이 함유하고 있어 심장 및 폐기능 저하, 조기사망 등 인체뿐만 아니라 생태계까지 악영향을 초래할 가능성이 높은 오염물질로 알려져 있다. 따라서 국·내외적으로 PM10에 대한 연구가 활발하게 진행되어 왔으며, 주로 관측된 대기질 자료를 분석하거나 수치모델을 이용하였다. 본 연구에서는 2006년부터 2011년까지 연안 분지 지역인 김해지역을 대상으로 고농도 오염에 영향을 미치는 다양한 요인 중 고농도를 발생시키는 1차적인 요인이라고 할 수 있는 오염물질 양 이 외에 다른 부가적인 요인 중 중요한 요인으로 알려진 기상학적 요인에 의한 영향을 분석하고자 하였다. 김해지역으로 유입되는 PM10의 궤적을 살펴보기 위해 HYSPLIT 모델을 사용하였다. HYSPLIT 모델을 통한 군집 분석을 수행한 결과, 총 4개의 군집으로 분류되었으며, 대부분 중국으로부터 유입되는 수송 경로를 나타내었다. 본 연구에서는 김해지역의 일평균 PM10 농도가 전체의 95 분위수에 해당하는 80 ㎍/㎥ 이상인 날을 고농도 사례일로 정의하였으며, 사례일 선정 시, 황사, 연무, 박무와 같은 특이 기상일은 제외하였다. 그 결과, 연구대상기간 동안 고농도 사례일은 총 8일로 나타났다. 선정된 각 사례일의 WRF 수치모의 결과와 지상 일기도 분석을 통해 고농도 사례일은 전반적으로 바람이 약하게 나타났으며, 이로 인해 해륙풍, 산곡풍과 같은 국지순환계의 형성과 계절적 종관 기상장의 복합적인 작용으로 고농도가 유발된 것으로 판단하였다. 고농도 사례일을 대상으로 WRF/HYSPLIT 모델을 이용하여 역궤적 분석을 실시하였다. 선정된 고농도 사례일 8일은 모두 중국으로부터 발원하여 김해지역으로 유입되는 경로를 나타내었다. 특히, 재순환현상이 나타난 2008년 1월 10일의 경우, 고농도 사례일 중 가장 높은 농도를 보였는데, 이는 오염물질의 재순환과정이 연안 지역 오염물질의 농도를 상승시키는 주요 원인이라고 밝힌 여러 선행 연구의 결과와도 일치한다. 이처럼 중규모 기상장 수치모델과 역궤적 모델을 결합하여 분석해 본 결과, 김해지역과 같이 좁은 지역으로 유입되는 대기오염물질의 궤적과 이와 연관된 기상학적 특징을 상세히 살펴볼 수 있었다.