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자료명/저자사항
한국형 대기질 수치모형 개발 기획연구 [전자자료] = A study on development plan of Korean air quality mathematical model : 최종보고서 / 국립환경과학원 인기도
발행사항
인천 : 국립환경과학원, 2016
청구기호
전자형태로만 열람가능함
자료실
전자자료
내용구분
연구자료
형태사항
1 온라인 자료
출처
외부기관 원문
총서사항
NIER-SP ; 2016-239
면수
104
제어번호
MONO1201753551
주기사항
연구기관: 인하대학교
연구책임자: 조석연
원문

목차보기더보기

표제지

목차

요약문 5

1. 서론 16

1.1. 연구배경 및 연구목적 16

1.2. 연구추진방법 19

2. 국내적용 대기질 모형의 문제점 조사 20

2.1. 기준성 오염물질 20

2.1.1. 서울 도시대기 측정소 정합도 분석 20

2.1.2. 미세먼지 예보 정확도 평가 21

2.2. 미세먼지 성분 농도 정합도 평가 24

2.3. 국외 예보모형과 비교 검토 25

2.3.1. 유럽지역 25

2.3.2. 국내 26

2.4. 대기질 모형의 문제점과 개선 방향 26

3. 한국형 대기질 수치모형의 개념정리 29

3.1. 한국형 대기질 수치 모형의 정의 29

3.2. 한국형 대기질 수치모형의 개발 목표 29

3.3. 한국형 대기질 수치 모형 개발범위 30

4. 한국형 대기질 수치모형 주요 개발 내용 31

4.1. 배출량 프로세싱 시스템 개발 31

4.1.1. 배출량 프로세싱 시스템 개발 배경 및 필요성 31

4.1.2. 배출 프로세싱 시스템 개발 목표 및 범위 33

4.1.3. 배출 프로세싱 시스템 개발 내용 및 방법 34

4.1.4. 배출 프로세싱 시스템 개발 기간 35

4.1.5. 예상결과물 36

4.2. 대기질 모형 입력 기상인자 산정 모듈 개발 36

4.2.1. 대기질 모형 입력 기상인자 산정 모듈 개발 필요성 36

4.2.2. 연구 방법, 내용 및 추진 전략 39

4.2.3. 연구 기간 및 소요 자원 41

4.2.4. 예상 결과물 42

4.3. 모형 프레임 워크 개발 42

4.3.1. 모형 프레임 워크 개발 범위와 방향 42

4.3.2. 모형 프레임 워크 주요 개발 내용 45

4.3.3. 모형 프레임 워크 개발 기간 및 소요자원 51

4.3.4. 예상 결과물 51

4.4. 화학 및 비균질 과정 모사 52

4.4.1. 서론 52

4.4.2. 기체화학 53

4.4.3. 에어로졸 다이나믹스 56

4.4.4. 기체/입자 분배 58

4.4.5. 건식 및 습식 침적 60

4.4.6. 활용 분야 62

4.5. 모형 결과해석 및 기여도 산정 모듈 개발 65

4.5.1. 기여도 산정 방법 65

4.5.2. 기여도 분석의 복잡성 71

4.5.3. 우리는 어디에 기여도 분석이 필요한가 72

4.5.4. 대기질 모사결과 분석 방법 73

4.5.5. 종합 패키지 마련 및 관리 76

4.6. 자료동화 및 혼성 예보 77

4.6.1. 서론 77

4.6.2. 개발 필요성 78

4.6.3. 연구 방법 및 내용 79

4.6.4. 추진 전략 84

4.6.5. 연구 기간 및 소요 자원 84

4.6.6. 예상 결과물 및 예보 정확도 향상 86

5. 한국형 대기질 수치모형 개발 추진안 88

5.1. 국내외 대기질 수치 모형 개발과 운영 사례 88

5.1.1. 미국의 대기질 수치모형 개발과 운영 사례 88

5.1.2. 유럽의 대기질 수치모형 개발과 운영 사례 89

5.1.3. 프랑스의 대기질 수치모형 개발과 운영 사례 93

5.1.4. 한국 기상수치예보 모델 94

5.2. 한국형 대기질 수치모형 추진체계안 96

5.2.1. 한국형 대기질 수치 모형 개발 기간 및 예산 96

5.2.2. 사업단 형태 97

5.3. 한국형 대기질 수치모형 개발의 단계별 추진전략안 98

5.4. 한국형 대기질 수치모형 개발 단계별 추진 사업안 99

5.5. 한국형 대기질 수치모형 개발단계별 소요 예산안 100

6. 결론 102

7. 활용방안 및 향후계획 103

8. 참고문헌 104

〈표 1-1〉 과제 세부내역별 전문인력 참여현황 19

〈표 2-1〉 서울지역 대기오염물질 측정값과 모델링 결과의 통계분석 21

〈표 2-2〉 2014년도 PM10 측정치와 예보치의 정합도 분석결과 22

〈표 2-3〉 2014년도 PM10 측정치와 예보치의 예보성능 평가결과 23

〈표 2-4〉 배출량 변경에 따른 모델별 사례 24

〈표 2-5〉 2013년 수도권집중측정소에서 배출량변화에 따른 미세먼지성분별 정량평가결과 24

〈표 4-1〉 자료동화/자료처리 기법의 장점 및 단점 비교 83

〈표 4-2〉 1단계 연구계획 85

〈표 4-3〉 2단계 연구계획 86

〈표 5-1〉 MACC-III 전구 대기질 예보에 사용되는 인공위성자료 90

〈표 5-2〉 유럽에 국가별 예보 모형의 종류와 자료동화 내역 93

〈표 5-3〉 한국형 대기질 수치모형의 사업단 형태에 따른 장단점 97

〈표 5-4〉 한국형 대기질 수치모형의 단계별 추진 사업안 99

〈표 5-5〉 한국형 대기질 수치모형의 단계별 예산안 100

〈그림 2-1〉 2015.12.1.~2016.3.1.간에 유럽지역에서 PM10 예보 정합도 평가결과 25

〈그림 2-2〉 2016년도 1월과 8월 KAQFS 예보모형의 정합도 평가결과 26

〈그림 3-1〉 한국형 대기질 수치모형의 개발대상 주요 모듈 30

〈그림 4-1〉 대기 모델링 지원을 위한 배출량 시스템의 개요 32

〈그림 4-2〉 SMOKE 프로세싱 예시 32

〈그림 4-3〉 기상인자 산정모듈과 기상모델, 대기질 모델간의 프로세스 37

〈그림 4-4〉 여러 기상모델 결과를 취합하여 최적의 기상자료 산정 필요 37

〈그림 4-5〉 기상모델에서 매 시간 도출하지 않는 변수 생산 및 선행 분석된 오차 수정을 통한 기상변수 불확실성 감소 38

〈그림 4-6〉 1단계 개발 전략 (1~4차년도) 41

〈그림 4-7〉 대기오염물질의 배출/생성부터 소멸까지의 과정을 보여주는 개략도 52

〈그림 4-8〉 PSAT의 개념 (Koo et al., 2009) 66

〈그림 4-9〉 (a) 배출량삭감에 따른 기여도 차이 (b) 배출량 변화에 따른 농도변화와 영향범위를 정확하게 예측 67

〈그림 4-10〉 CMAQ-DDM의 개념 68

〈그림 4-11〉 Forward, backward 민감도 분석의 개략도(Pinder and Hakami, 2011) 69

〈그림 4-12〉 Sulfate tracking의 예시 69

〈그림 4-13〉 Primary Carbon Apportionment 예시 70

〈그림 4-14〉 서울의 2010년 6월 24일~26일 오존에 대한 IPR 결과 71

〈그림 4-15〉 확산모델 수용모델의 교차분석 과정 72

〈그림 4-16〉 기여도 분석의 복잡성 72

〈그림 4-17〉 시계열을 이용한 PM2.5 모사값과 관측값의 비교 예시 74

〈그림 4-18〉 시계열을 이용한 PM10 모사값과 관측값의 비교 예시 75

〈그림 4-19〉 산포도를 이용한 PM10 모사값과 관측값의 비교 예시 75

〈그림 4-20〉 공간분포를 이용한 PM10 모사값과 관측값의 비교 예시 76

〈그림 4-21〉 종합패키지 마련의 구성 77

〈그림 4-22〉 GOCI-I (Geostationary Ocean Color Imager-I) AOD (Aerosol Optical Depth) 예시 79

〈그림 4-23〉 상대습도(RH; Relative Humidity)에 따른 wet Mass Extinction Efficiency(MEE) 값의 변화 80

〈그림 4-24〉 2012년 5월 5일 03 UTC 자료. Kriging 방법을 적용하여 GOCI AOD를 내삽에 활용한 결과 예시 81

〈그림 4-25〉 2008년 8월 5일 주간 O3 농도 (수도권 지역). 4-D VAR 기법을 적용하여 지상 관측 자료와 CMAQ O3 농도를 자료동화한 결과 예시 82

〈그림 5-1〉 CMAQ 개발 및 운영을 위한 조직 89

〈그림 5-2〉 대기질 감시와 모델링을 활용한 유럽의 대기질 예보 개념도 89

〈그림 5-3〉 전구 대기질 부터 도시규모 대기질 예보까지 연계 개념도 92

〈그림 5-4〉 프랑스 대기질 모형 CHIMERE의 개략도 93

〈그림 5-5〉 한국형 기상 수치예보 모델 개발 단계별 연구 내용 95

〈그림 5-6〉 한국수치예보모델사업단 조직도 96

〈그림 5-7〉 대기질 수치예보 모형 플랫폼 101

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