| 초록 |
연구개요 한반도가 위치한 동북아시아 지역은 전세계적으로 대기 중 에어로솔 농도가 높고 자연적, 인위적 요인에 의해 시공간적인 변동성이 커서, 미세먼지 예측에 불확실성을 가중시키고 있음. 본 연구에서는 위성 및 지상관측자료, 대기질 수치모델에 기반한 3차원 변분법 기반의 에어로솔 자료동화 시스템을 개발하고, 이를 바탕으로 고해상도의 에어로솔 분석자료와 예측자료를 생산하여 동북아시아의 황사 현상과 같은 미세먼지 수송 특성의 분석, 예측 가능성 등을 검증하였음. 대기질 수치모델은 WRF-Chem을 사용하였으며, 계절별로 다른 에어로솔 분포 특성과 예보 정확도 등을 비교 분석하였음 연구 목표대비 연구결과 1. 자료동화 및 에어로졸 예보 시스템 구축: 기상과 대기화학/에어로솔 과정간의 실시간 상호작용이 가능한 WRF-Chem 모델에 3차원 변분법 기반의 자료동화 기법을 구현하고, 인공위성과 지상 관측자료 입력체계를 개발하여 6시간 간격의 자료동화 시스템을 개발함. 자료동화 시스템으로부터 산출되는 분석장을 WRF-Chem 모델의 초기장으로 사용하여 동아시아-한반도 미세먼지 시험 예보 체계를 성공적으로 개발하였음. 2. 에어로솔 자료동화 시스템의 4계절 품질 검증을 위하여 2017년 1, 4, 7, 10월에 대하여 각각 1개월간 자료동화 시험자료를 생산하였으며, 지상 PM10, PM2.5 관측값과 비교를 통하여 자료동화 품질을 계절별로 평가하였음. 평균적인 자료동화 성능은 관측을 매우 잘 반영하는 것으로 나타남. 3. 각 계절 별 자료동화 및 예측 자료 분석 결과, 계절에 따라 미세먼지 농도의 시공간적 변화 특징이 다양하며, 각 계절별 예측성능이 크게 차이가 있음을 파악하였음. 예보 성능에 미치는 지역 대기순환의 계절적 특성을 이해함. 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 1. 현재 국가 대기질 예보는 기상장의 예측에 따라 미세먼지의 발생과 수송이 결정되는 2단계 예보체계로서, 본 연구에서 개발된 기상과 대기화학/에어로솔 과정의 실시간 상호작용이 가능한 예보 체계는 향후 대기질 예보기술의 향상과 피해 저감 대책 수립에 활용 가능할 것으로 기대함 2. 현재 개발된 자료동화 체계를 향후 보다 고도화된 앙상블 기반의 자료동화 기법으로 개선할 수 있는 기초연구로 활용이 가능하며, 혹은 변분법 기반과 앙상블 기반의 혼합 자료동화 체계로 고도화 할 수 있는 기반이 구축됨 3. 동아시아 미세먼지 장거리 수송 및 지역 배출에 따른 미세먼지 변동 특징을 이해하여 미세먼지 문제의 과학적 대응 기반을 마련함 (출처 : 요약문 2p) |
