• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권1호
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• pp.90-104
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• 2019

본 연구에서는 시간별 실제 기상데이터를 토대로 한 CALPUFF 모델링 수행을 통하여 민원지역에 대한 신뢰성이 있는 모델링 결과를 도출하였다. 무창형 계사 P1 및 P2의 방진망 구조물(chamber) 및 개방형 계사 P3로부터의 오염원 배출 및 확산거동을, 부피오염원으로서의 CALPUFF 모델링 또는 각 방향의 배출면적을 가중치로 한 수직 배기의 평균 선속도인 모델 배출 선속도($u^M_y$)를 적용한 점오염원으로서의 최종 CALPUFF 모델링으로 구현하였다. 또한 계사 P1, P2 및 P3에서의 배출되는 악취 및 분진오염원 배출량에 대한 각각의 제거효율(0, 20, 50 및 80%) 또는 각각 대응되는 emission rate (100, 80, 50 및 20%)에 따른 시나리오를 기본으로, CALPUFF 모델링을 수행하여 각각에 대한 민원지역의 농도예측을 수행하였다. 이러한 민원지역에 대한 암모니아, 황화수소, $PM_{2.5}$ 및 $PM_{10}$에 대한 농도예측과 악취방지법 및 대기환경법에서 요구되는 오염물질 농도와 비교하여, 계사 P1, P2 및 P3에 요구되는 암모니아, 황화수소, $PM_{2.5}$ 및 $PM_{10}$에 대한 제거율을 산정하였다. 그 결과로서, "P1, P2 및 P3에서 각각의 배출농도를 줄인 비율만큼 각각의 discrete receptor에서의 농도가 같은 비율로 감소한다"는 가정(a priori assumption)이 본 CALPUFF 모델링 범위 내에서 적용 가능함이 입증되었다. 한편 부피오염원을 적용한 CALPUFF 모델링을 수행한 경우에서 방지시설의 요구되는 제거효율은, 점오염원을 적용한 CALPUFF 모델링을 수행한 경우와 비교하였을 때에 P1의 경우에는 상호간에 유사하였으나, P2와 P3에서 암모니아와 $PM_{10}$의 경우에 더 높게 나타났다. 그럼에도 불구하고 민원해결을 위한 안전한 접근방법으로서 부피오염원으로서 CALPUFF 모델링을 선정하였다. 이에 따라서 본 연구에서는 암모니아, 황화수소, $PM_{2.5}$ 및 $PM_{10}$와 같은 오염원배출에 대하여 무창형 계사 P1 및 P2에 요구되는 정량적 방지수준을 타당하게 도출하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.1136-1140
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• 2020

미세먼지로 인한 대기오염이 심각해지면서 미세먼지의 확산과 대기질의 예측에 대한 관심이 높아지고 있다. 미세먼지의 원인은 매우 다양한데, 일부 미세먼지는 산불, 황사 등을 통해 자연적으로 발생하기도 하지만 대부분은 석유, 석탄과 같은 화석연료를 태우거나 자동차 매연가스에서 나오는 대기오염물질에서 유발되는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 미국 EPA에서 추천하는 CALPUFF 모델을 사용하고, CALPUFF에서 필요한 기상 요소인 3차원 바람장을 생성하는 기상 전처리 프로그램으로 CALMET 모델을 통해 바람장을 생성하여 CALPUFF 확산 모델링을 수행한다. 이를 통해 복잡한 지형을 반영한 미세먼지 확산모델링과 대기질 예측 시스템의 구조를 제안한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권1호
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• pp.22-35
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• 2016

본 연구에서는 CALPUFF 모델링을 수행하여 구미국가산업단지 공단지역에 악취로 인한 주민의 민원이 빈번한 지역과 아세트알데히드 배출 주요 점오염원인 구미국가산업단지 공단지역 합성섬유제조업체 악취배출시설과의 상관관계를 정립하고자 하였다. 본 연구의 CALPUFF 모델링 결과로서 T사 배출설비 개선 후에 구미공단의 아세트알데히드 농도의 최대값이 T사 배출설비 개선 전보다 O ($10^{-5}g/m^3$)에서 O ($10^{-6}g/m^3$)으로 저감되고 겨울(1월)과 봄(4월)에 구미 1공단의 아세트알데히드 농도가 개선되어서 구미 3공단에서 자주 아세트알데히드 농도의 구미공단 내 최대값이 도출되었다. 또한 T사 배출설비 개선 후에 도출된 아세트알데히드 농도의 구미공단 내 최대값 예측범위는 T사 배출설비 개선 전의 구미공단 내 최대값 예측범위보다 개선되었다. 이와 같은 총괄 점오염원의 아세트알데히드 기여도 평가 예측을 위한 CALPUFF 모델링 최대값은 '구미대구지역 HAPs 조사연구'의 측정 최대값 결과와 비교하였을 때에 상호 비교할 수 있는 비슷한 값을 보였고 민원추세와도 잘 일치하였다. 따라서 본 연구에서 총괄 점오염원의 아세트알데히드 기여도 평가 예측에 대한 유효성을 보여주었다. 한편 총괄 점오염원에서의 아세트알데히드 배출에 의하여 확산된 아세트알데히드 농도에 대한 T사 점오염원의 상대적 기여도가 T사 배출설비 개선 후에 개선 전보다 대부분 배 이상 낮아짐이 예측되었다. 반면에 이에 대한 W사 점오염원의 상대적 기여도는 T사 배출설비 개선 후가 T사 배출설비 개선 전보다 배 이상 증가하였다. 이것은 T사 배출설비 개선에 의하여 상대적으로 W사 점오염원의 아세트알데히드 기여도가 커졌음을 의미하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권2호
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• pp.187-199
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• 2016

구미공단 대규모합성섬유제조업체들의 총괄 점오염원 및 개별 점오염원에 의한 각각의 트리메틸아민 관련 기여도 평가예측을 위하여 CALPUFF 모델링을 수행하였다. 또한 개별 점오염원의 총괄 점오염원에 대한 트리메틸 관련 상대적 기여도를 산출하였다. T사 배출설비 개선 후 총괄 점오염원의 트리메틸아민 배출에 의한 본 연구 CALPUFF 모델링 결과로서 2011년 겨울(1월), 봄(4월)에는 주로 구미 3공단에서, 여름(7월), 가을(10월)에는 주로 구미 1공단에서 트리메틸아민 농도의 최대값이 도출되었다. 한편 T사 배출설비 개선 후에는 구미 1공단의 경우에 트리메틸아민 예측 최대값 범위가 매우 개선되었음이 확인되었다. 반면에 구미3공단의 경우는 T사 배출설비 개선 후에 오히려 트리메틸아민 예측 최대값의 상한치가 더욱 커졌으나 그 상한치를 제외하였을 때는 T사 배출설비 개선 전의 트리메틸아민 측정치의 상한치와 비슷하였다. 이와 같이 T사 배출설비 개선이 공단별 트리메틸아민 농도에 미치는 영향이 구미 1공단에서는 컸으나 구미 3공단에서는 미미한 수준이었다. 한편 본 연구 CALPUFF 모델링 결과로서 트리메틸아민 농도 예측치는 트리메틸아민 농도의 측정치 범주와 거의 일치하므로 본 연구의 총괄 점오염원에 의한 트리메틸아민 기여도 평가에 대한 유효성을 보여주었다.

• 한국환경보건학회지
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• 제47권3호
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• pp.267-278
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• 2021

Objectives: Using atmospheric dispersion representative models (AERMOD and CALPUFF), the emissions characteristics of each model were compared and analyzed in ready-mixed concrete manufacturing facilities that generate a large amount of particulate matter (PM-10, PM-2.5). Methods: The target facilities were the ready-mixed concrete manufacturing facilities (Siheung RMC, Goyang RMC, Ganggin RMC) and modeling for each facility was performed by dividing it into construction and operation times. The predicted points for each target facility were selected as 8-12ea (Siheung RMC 10, Goyang RMC 8, and Gangjin RMC 12ea) based on an area within a two-kilometer radius of each project district. The terrain input data was SRTM-3 (January-December 2019). The meteorological input data was divided into surface weather and upper layer weather data, and weather data near the same facility as the target facility was used. The predicted results were presented as a 24-hour average concentration and an annual average concentration. Results: First, overall, CALPUFF showed a tendency to predict higher concentrations than AERMOD. Second, there was almost no difference in the concentration between the two models in non-complex terrain such as in mountainous areas, but in complex terrain, CALPUFF predicted higher concentrations than AERMOD. This is believed to be because CALPUFF better reflected topographic characteristics. Third, both CALPUFF and AERMOD predicted lower concentrations during operation (85.2-99.7%) than during construction, and annual average concentrations (76.4-99.9%) lower than those at 24 hours. Fourth, in the ready-mixed concrete manufacturing facility, PM-10 concentration (about 40 ㎍/m³) was predicted to be higher than PM-2.5 (about 24 ㎍/m³). Conclusions: In complex terrain such as mountainous areas, CALPUFF predicted higher concentrations than AERMOD, which is thought to be because CALPUFF better reflected topographic characteristics. In the future, it is recommended that CALPUFF be used in complex terrain and AERMOD be used in other areas to save modeling time. In a ready-mixed concrete facility, PM-10, which has a relatively large particle size, is generated more than PM-2.5 due to the raw materials used and manufacturing characteristics.

• 대한원격탐사학회지
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• 제37권5_3호
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• pp.1461-1473
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• 2021

본 연구는 토지피복 자료의 공간 해상도가 미세먼지의 국지적 분포 및 확산 양상에 어떠한 영향을 미치는지 확인하는 데에 목적을 둔다. 이때 시공간적 지표상태 및 기상상태의 변화를 고려하는 CALPUFF 모델을 사용하여, 경기도 안양시의 평촌 신도시 지역에 대해, 미세먼지 모의를 진행하였다. 모델링의 입력 데이터로 20 m, 50 m, 100 m의 세 가지 해상도 토지피복도를 사용하여 비교하였다. 20 m 해상도의 토지피복 자료를 사용했을 경우 모의 영역의 풍속은 가장 크게 모의 되었으며 PM10 농도는 가장 낮게 모의 되었다. 본 연구를 통해 미세먼지의 국지적 분포 및 확산 양상에 토지피복 자료의 공간 해상도가 영향을 미칠 수 있으며 이는 CALPUFF 모의에 영향을 줄 수 있음을 확인하였다. 따라서 향후 CALPUFF를 사용하여 미세먼지를 모의할 때, 토지피복의 형태에 따른 공간 해상도에 대한 영향을 사전에 확인하고 모의를 진행하는 것이 더 정확한 결과를 확보할 수 있음을 제시해볼 수 있다.

• 한국대기환경학회지
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• 제23권4호
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• pp.405-419
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• 2007

A series of tracer experiments for the evaluation of atmospheric dispersion was performed over the urban area of Seoul using two inert, non-deposition perfluorocarbon (PMCH and m-PDCH) gases during three years campaign on 2002, 2003 and 2005. 30 sampling sites for collecting these tracers were located along two arcs of 2.5 and 5 kilometers downwind from the release point. About ten measurements which each lasted for 2 hours or 4 hours were made over the two consecutive days during each campaign. CALPUFF and MM5 meteorological model were applied to evaluate the urban dispersion in detail. Size of Modeling domain was $27\;km{\times}23\;km$ and the fine nest in the modeling domain had a grid size of 0.5 km. The results showed that CALPUFF dispersion model had a tendency to estimate tracer concentrations about $2{\sim}5$ times less than those of ambient samples under many conditions. These consistent inaccuracy in urban dispersion was attributed to inherent inaccuracy and lack of details in terrain data at urban area.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제32권4호
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• pp.649-660
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• 2015

Calpuff 역모델링 기법을 이용해 산출된 자료는 오염물질 발생량을 예측할 수 있으며, 여러 가지 자료 비교를 통해 감축 가능성 및 목표 수립이 가능해졌다. 본 연구에서는 동해항 주변지역을 대상으로 Calpuff 역모델링 기법을 이용하여 대기 중 미세먼지 저감량 설정하기 위한 기초자료 구축에 목적을 두었으며, 모델링을 이용한 동해항을 포함한 5개 지역 배출농도 산출결과는 다음과 같다. 대기환경기준인 $50{\mu}g/m^3$을 적용하여 대상 지역별 허용배출량 산출 결과 site-D에서 가장 많은 $4.95{\mu}g/m^2{\cdot}S$의 배출량 저감이 요구되었으며, $4.95{\mu}g/m^2{\cdot}S$의 배출량을 감소시킬 경우 영향예측지점(동해하수종말처리장)의 PM10 평균 예측농도는 $42.6{\mu}g/m^3$로 감소될 것으로 나타났다. site-A(동해항)에서 배출되는 오염물질만을 적용하여 모델링 진행 결과 동해항 주변 민가의 기여농도는 평균 $40{\sim}50{\mu}g/m^3$으로 나타났으며, 배경농도를 고려하면 대기환경기준인 $50{\mu}g/m^3$을 상회 할 것으로 예상됨에 따라 더 이상의 오염물질 배출량은 허용되지 않을 것으로 판단된다. site-B는 상가와 나대지로 차량 통행과 나대지에서 비산되는 먼지로 인해 $0.11{\mu}g/m^2{\cdot}S$의 배출량 저감이 요구되었으며, site-C와 E는 오염물질 저감량은 발생하지 않았으나 지속적인 관리가 요구된다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2003년도 International Symposium on Clean Environment
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• pp.69-72
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• 2003

The meteorological model, CALMET, and its plume dispersion model, CALPUFF, were used in order to simulate the dispersion of $SO_2$ emitted from Yatagan Power Plant and its effect on Yatagan district in the episodic event on December 2 and 3, 2000. It is found that south westerly and light winds and the nighttime surface inversion layers lead to accumulation of pollutants over Yatagan district. The results are compared with the measurements done by Local Environmental Authorities of Mu la. The simulation results indicate that the maximum ground level concentrations were found northeast from the source, which agrees with experimental measurement. On the other hand, the magnitude of results obtained with the model shows some differences compared with experimental measurements.

• 한국대기환경학회지
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• 제25권1호
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• pp.15-25
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• 2009

Donghae city is one of the most representative cement industrial city in Korea. The area is faced with the East Sea to the East and with high montane region of Tae-Back mountain range to the West. Many pollutant sources of air pollution are located near the coast, but the largest point sources of the region are located at the bottom of the mountain area in Donghae city. The local wind is highly affected by local topography and plays an important role in transport and dispersion of contaminants from the pollution sources. This study was designed to evaluate enhancement of MM5 predictions by using Four Dimensional Data Assimilation (FDDA), the SONDE data and the national meteorological station, data only. The alternative meteorological fields predicted with and without FDDA were used to simulate spatial and temporal variations of NOx in combined with Atmospheric Dispersion Models (CALPUFF). For the modeling domain, the alternative meteorological fields with 1.1 km spatial resolution were interpolated to the CALMET with 0.5 km resolution. The vertical layers set to have 35 and 12 layers for MM5 and CALPUFF, respectively. MM5 with the FDDA did not resulted in significant improvement of meteorological field prediction in Donghae region, which is primarily because of complex geography and wind scheme. The result of CALPUFF, however, showed reduction of uncertainty errors by using the interpolation scheme of the actual measurement data.