지표 관측을 이용한 하향식 동북아 배출량 산정과 대기질 모사를 통한 활용 방안
Top-Down Emission Estimation Using Ground-Based Observations and Its Application to Air Quality Modeling in Northeast Asia
- 주제(키워드) PM2.5 , 대기질 모델링 , 하향식 배출량
- 주제(DDC) 628
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 김순태
- 발행년도 2025
- 학위수여년월 2025. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 환경공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000034773
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
최근 대기질 개선을 위한 배출 저감 정책의 시행과 COVID-19과 같은 사회경 제적 요인으로 동북아 지역의 배출량이 급격히 변동하고 있다. 특히 PM2.5 농도 에 영향을 미치는 가스상 및 입자상 오염물질의 시간 및 지역별 배출량에 큰 변화를 초래하고 있다. 이러한 배출량 변화를 신속히 반영하기 어려운 상향식 배출목록의 한계를 보완하기 위해 지표 관측자료를 활용한 하향식 배출량 추정 방식이 주목받고 있다. 본 연구에서는 지표 관측자료가 존재하는 중국과 한국 을 대상으로 2015년부터 2023년까지 가스상 및 입자상 배출량을 하향식으로 추 정하였으며, 이를 통해 장기적인 동북아 배출량 변화를 분석하였다. 또한, 추정 된 하향식 배출량을 활용하여 대기질 모사를 수행한 결과를 상향식 배출목록 기반 대기질 모사 결과와 비교하여 국내외 대기질 모사의 재현성 차이를 분석 하였다. 배출량 보정 시에는 국내의 주풍향이 편서풍인 점을 고려하여, 선행연 구와 유사하게 풍상지역인 중국에 대해 배출량을 우선 추정한 후, 풍하 지역인 국내 배출량을 추정하는 단계적 접근 방식을 적용하였다. 본 연구에서는 기존 선행연구와는 달리, 가스상 물질뿐 아니라 입자상 물질까지 하향식으로 배출량 을 보정하였다. 연구 결과, 하향식 추정 배출량을 활용한 대기질 모사가 상향식 배출목록을 기반으로 한 모사보다 CO, NO2, SO2, PM2.5의 관측 농도에 더 근접 한 농도를 모의하였다. 상향식 배출목록 기반 모사에 비해 하향식 추정 배출량 기반 모사에서는 관측 농도와 모사 농도 간 상관계수 및 편차가 유의미하게 개 선되었다. 이는 본 연구에서 적용한 하향식 배출량 추정법이 동북아 지역에서 신뢰성 높은 배출량 자료를 제공할 수 있음을 입증하며, 대기질 모사와 배출량 분석의 타당성과 활용 가능성을 제시한다. 본 연구는 관측 농도를 설명할 수 있는 배출 수준을 제시하는 하향식 배출량 추정 방법을 고안함으로써 동북아시 아의 대기질 개선을 위한 정책 수립과 효과적인 대기오염물질 관리에 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
more목차
제 1장. 서론 2
1.1 연구의 배경 및 필요성 2
1.2 연구의 목표 5
제 2장. 문헌 연구 8
2.1 위성 관측자료를 이용한 배출량 추정 8
2.2 지표 관측자료를 이용한 배출량 추정 10
2.3 풍상-풍하 관계를 고려한 지표 관측자료 기반 배출량 추정 12
제 3장. 연구 방법 16
3.1 대상 기간 및 영역 16
3.2 지표 관측자료 17
3.3 기상-배출-대기질 모델링 시스템 20
3.3.1 기상 입력자료 21
3.3.2 배출량 입력자료 22
3.3.3 3차원 광화학 대기질 모사 22
3.4 하향식 배출량 추정 24
3.4.1 하향식 배출량 추정식 24
3.4.2 대상물질 28
3.4.3 대상지역 29
3.5 하향식 추정 배출량 기반 대기질 모사 30
제 4장. 연구 결과 32
4.1 지표 관측자료 기반 하향식 배출량 추정 결과 32
4.1.1 상향식 배출목록 대비 하향식 배출량 변화 32
4.1.2 2015년 대비 2016-2023년 하향식 추정 배출량 변화 38
4.2 하향식 추정 배출량 기반 대기질 모사 결과 42
4.2.1 국외 42
4.2.2 백령도 49
4.2.3 국내 52
제 5장. 결론 56
제 6장. 참고문헌 59
