풍상 관측과 민감도 분석을 활용한 국내 오존 기여도 추정 기법 제안 : 중국 NOx 배출량과 경계조건 사례 연구
A Method for Estimating Ozone Contributions in South Korea Using Upwind Observations and Sensitivity Analysis: A Case Study of Chinese NOx Emissions and Boundary Conditions
- 주제(키워드) 오존 , NOx , 경계조건 , 기여도 , 민감도
- 주제(DDC) 628
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 김순태
- 발행년도 2026
- 학위수여년월 2026. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 환경공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000035989
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
지표 오존 (O3)은 장거리 수송과 국내 광화학 반응이 동시에 작용하는 2차 오염물질로서, 국외 요인 (배출·경계조건)의 불확도에 따라 국내 오존 기여도· 민감도 해석이 크게 달라질 수 있다. 그러나 기존 기여도·민감도 분석은 기준 모사 농도가 관측 농도와 불일치한 상태에서 수행되는 경우가 많아, 동일한 오존 변화라도 국외 영향이 과소·과대 평가될 가능성이 존재한다. 본 연구는 이러한 한계를 개선하기 위해 풍상 관측과 민감도 분석을 결합하여 국내 오존의 국외 기여도·민감도를 관측에 정합한 기준에서 정량적으로 추정하는 방법론을 제안하고, 중국 지역별 (NEC, BTH, NRB, YRD) NOx 배출량과 방향별 (W, N) 경계조건 O3를 대상으로 한 사례 연구를 통해 방법론의 적용성과 해석 유효성을 검증하였다. 분석은 2024년 4–9월 기간 월평균 MDA1 O3를 대표 지표로 설정하여 수행하였다. 제안 방법론은 (1) 풍상 관측을 활용해 오존 모사 불확도 요인의 관측–모사 농도 편차를 정량화하고, (2) 민감도 분석 결과를 활용해 조정계수 (CF)를 산정·적용함으로써 ‘실제 대기 화학 조건에 정합한 기준 모사’를 재구성한 뒤, (3) 재구성된 모사에서 국내 오존 기여도·민감도를 재해석하는 단계로 구성된다. 사례 적용 결과, 중국 NOx 및 경계조건 O3 현실화는 중국 NO2 및 경계 인근 지역 O3의 기간 평균 관측-모사 농도 편차를 ±0.1 ppb, 0.4~2.7 ppb 수준으로 개선하고, 상관계수를 각각 0.84~0.90, 0.72~0.82 수준으로 향상시키는 등, 관측 농도 수준과 일별 변동 재현성을 함께 개선하여 현실화 기준 모사 구축의 타당성을 확인하였다. 국내 해석 측면에서 중국 NOx 현실화는 중국 오존 농도장을 재조정하는 효과를 보였고, 경계조건 O3 현실화 는 국내외 오존 민감도를 전반적으로 증가시켜 반응성 평가에 유의미한 영향을 나타냈다. 결론적으로 본 연구는 불확도 요인을 현실화한 기준 모사를 출발점으로 설정함으로써 장거리 수송 영향 해석의 편향을 줄이고, 국외 영향 진단을 보다 현실화된 조건에서 수행할 수 있는 방법론적 프레임을 제공한다.
more목차
제 1장. 서론 1
1.1 연구의 배경 및 필요성 2
1.2 연구의 목표 6
제 2장. 문헌 연구 8
2.1 대기오염물질의 장거리 수송 영향 9
2.2 경계조건의 영향 12
2.3 오존 민감도 분석 14
제 3장. 연구 방법 16
3.1 대상 기간 및 영역 17
3.2 지표 관측자료 19
3.3 모델링 시스템 구성 20
3.3.1 기상 입력자료 21
3.3.2 배출량 입력자료 22
3.3.3 3차원 광화학 대기질 모사 23
3.4 풍상 관측과 민감도 분석을 이용한 기여도 추정 25
3.4.1 관측-모사 농도 편차 산정 27
3.4.2 조정계수 산정 및 불확도 요인의 현실화 29
3.4.3 현실화 전후 오존 기여도·민감도 평가 31
제 4장. 연구 결과 34
4.1 중국 NOx 배출 현실화 35
4.1.1 중국 NOx 배출 현실화에 따른 NO2 모사 재현성 개선 35
4.1.2 국내외 오존에 대한 중국 NOx 배출 기여도 재평가 39
4.1.3 중국 NOx 배출에 대한 국내외 오존 민감도 재평가 47
4.2 경계조건 O3 농도 현실화 51
4.2.1 경계조건 O3 농도 현실화에 따른 O3 모사 재현성 개선 51
4.2.2 국내외 오존에 대한 경계조건 O3 기여도 재평가 57
4.2.3 경계조건 O3 농도에 대한 국내외 오존 민감도 재평가 65
4.3 단일·복합 요인 현실화를 통한 오존 모사 재현성 개선 69
제 5장. 결론 73
제 6장. 참고문헌 76
부록 81
