대기안정도와 혼합층고도는 보통 대기의 난류 상태를 정의하거나 대기의 확산 정도를 묘사하는데 사용하는 중요한 파라미터로써 대기오염 확산모델 연구에 많이 이용되고 있다. 현재 많은 Gaussian 대기오염 확산모델에 대부분 Pasquill 안정도 계급 또는 fumer 안정도 계급을 이용하여 오염물질의 수평확산폭($\sigma$y)와 수직확산폭($\sigma$z)을 계산하고 있다 그러나 이러한 대기안정도 산출방법은 실제의 대기안정도와 많은 차이를 나타낼 수 있으므로 이를 개선할 필요성이 있다. (중략)
현대 산업 사회의 급속한 발전으로 인해 대기 중에는 다양한 오염원을 통해서 많은 오염물질이 배출됨에 따라 이를 평가하고 방지할 대책이 필요하게 되었다. 이러한 대책 중의 하나로 배출원에서 배출되는 오염물질의 경로 및 발생량을 예측하는 방법이 있는데, 대기 상에 배출되는 오염물질의 농도를 예측할 경우 보통 대기 확산 모델링을 통하여 배출원 주변의 오염물질 확산 및 농도값을 산정한다. 현재 국내에서는 주로 가우시안 확산 모델인 ISC, CALPUFF 모델 등을 사용하여 모델링을 계산하게 된다. (중략)
공장 굴뚝이나 차량과 같은 오염원에서 배출된 오염물질은 대기 중에서 확산과정을 거쳐 수용체(Receptor)에 도달하여 영향을 미치게 되는데, 확산을 결정하는 주요인자로는 오염물 배출조건 및 농도, 대기 기상조건, 주변지형조건, 오염물의 반응성 및 침착성 등이 있다. 대기환경 영향평가 및 대기질 관리성책수립 등을 위해서 복잡한 대기확산 과정을 거쳐서 수용체에 도달하는 오염물질의 농도에 대한 정량적인 값의 추정이 필요하다. (중략)
한국 환경부가 지원하는 대기오염확산모델 SKYi는 통합환경관리의 일환으로서 대기오염배출규제강화와 미래 대기질의 예측뿐만 아니라 환경관리의 입법적인 수행을 목적으로 개발 중에 있다. SKYi는 기상과 배출 그리고 지형에 대한 전처리과정의 서브프로그램과 연결되는데, 본 연구는 기상전처리과정의 모듈 SKYME 개발에 중점을 둔다. 이는 기상전처리모듈에서 산출된 혼합고도와 같은 기상인자가 대기오염확산의 물리적인 특성으로서 효율적인 대기오염농도예측에 중요한 역할을 하기 때문이다. (중략)
산업이 발달함에 따라 대기 환경의 중요성이 강조되면서 대기 확산 모델을 이용하여 오염물질의 영향을 파악하는 일이 많아졌다. 그러나 대기 확산 모델은 수치계산으로 나온 값으로 자연현상의 모든 영향을 파악하기 어렵다는 한계점을 가지고 있다. 이러한 대기 확산 모델이 자연현상을 어느 정도 반영하는가를 평가하기 위해서는 추적자 물질을 이용하여 대기 오염물질의 확산 농도를 측정한 실측자료를 통하여 기존 모델을 평가하고 개선하는 것이 일반적인 방법이다. (중략)
최근 들어 인체에 무해하고 대기 중에서 화학반응을 일으키지 않는 추적기체를 이용한 확산실험을 통해 기존의 대기오염 확산모델 등에 대한 평가 및 개선이 많이 이루어지고 있으며, 특정 지형을 대상으로 한 확산실험도 종종 이루어지고 있다. 도시지역에서의 오염물질의 이동과 확산은 오염물질의 농도뿐만 아니라 인근 도시에까지 영향을 미치게 되므로 매우 중요한 과정이다. (중략)
도시지역에서의 오염물질의 이동과 확산은 오염물질의 농도뿐만 아니라 인근 도시에까지 영향을 미치게 되므로 매우 중요하다. 이에 최근 들어 인체에 무해하고 대기 중에서 화학반응을 일으키지 않는 추적기체를 이용한 확산실험을 통해 기존의 대기오염 확산모델 등에 대한 평가 및 개선이 많이 이루어지고 있으며, 특정 지형을 대상으로 한 확산실험도 종종 이루어지고 있다. (중략)
대기오염이 심화됨에 따라 미치는 영향에 대한 관심이 날로 증가하고 있고, 이러한 영향은 대기확산모델을 이용하여 예측하고 있다. 현재 우리나라에서 주로 사용되는 ISCST3는 우수한 모델이나 지형적 조건의 반영이 취약하다는 단점을 가지고 있다. 그래서 복잡지형인 우리나라의 경우에는 좀 더 정확한 예측을 하기에 아쉬운 감이 있다. 이러한 ISCST3의 단점을 보완하여 개발된 AERMOD는 ISCST3보다 지형적 조건의 반영이 탁월하여 본 연구의 대상지역의 경우처럼 높은 산이 자리하고 있는 지역에서 대기오염의 확산을 잘 예측할 것으로 사료된다.
도시화가 발달하면서 변화한 토지이용에 따른 대기오염확산의 정도를 분석하기 위하여 도시화가 되기 이전의 1963년과 도시화가 발달한 2002년을 대상으로 선정하였다. 각 두 해의 여름 중에 가장 쾌청한 하루를 대상으로 기상조건들을 분석하여 대기오염확산의 정도를 비교해 본 결과, 1963년과 2002년의 확산의 범위는 비슷했다. 농도값에 있어서는 1963년의 평균농도 값이 2002년 평균농도 값보다 1.2배 정도 더 컸으며, 최대농도는 2002년의 최대 농도 값이 1963년의 최대농도 값보다 $1.1{\sim}1.5$배 정도 더 크게 산출되었다. 이는 수평 확산에 있어서는 1963년과 2002년 사이에 큰 차이가 없으나, 도시화의 발달에 따른 토지이용변화로 인해 도시 내 대기 상태가 변화하여 연직확산의 차이가 생긴 이유 때문인 것으로 유추된다.
발전소, 공상, 지방자치단체 통 국내 대부분의 대기실 관리기관에서 활용할 수 있는 전산기가 개인용 컴퓨터(PC)인 점을 고려하여 위와 같은 여건의 기관들도 쉽게 현업 운영할 수 있도록 KRM 대기확산모델을 개발하였다. 또한, 위의 기관들이 대기오염 수치모델에 대한 전문 지식을 소유한 전문가를 확보하기 어려운 점을 고려하여 대기오염 관리와 Windows O/S에 관한 기본 지식만을 소유한 담당자도 시스템을 사용할 수 있도록 GUI(Graphical User Interface)기법을 활용, KRM 대기확산모델링 시스템을 개발하였다.(중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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