표제지
목차
전체 개요 12
제1장 서론 19
1.1. 배경 19
1.2. 관측 자산 22
1.2.1. 지상 관측 23
1.2.2. 항공 관측 24
1.2.3. 위성 관측 24
1.3. 연구 비행 실시 25
1.4. 연구 중 한국의 대기질 상태 26
1.5. 맺는 말 28
제2장 미세먼지 오염 29
주요결과 29
2.1. 종관 기상조건에 따른 한반도의 PM₂.₅ 농도 변화 30
2.2. 2차 생성 메커니즘에 의한 미세먼지 생성 31
2.3. 종관 기상조건에 따른 2차 화합물 생성 34
2.4. 국지적 VOCs 배출로 인한 정체기간 SOA 생성 36
2.5. 이동/연무 기간의 SIA 생성과 기상 조건의 연관성 38
2.6. 미세먼지 생성 기여 요인의 모델 반영 44
2.7. 진행 중인 연구 45
2.8. 맺는 말 46
제3장 오존 오염 47
주요결과 47
3.1. 한국에서의 장기 모니터링 결과 48
3.2. 다양한 등급의 VOCs에 대한 오존 민감도 49
3.3. 배출 감소에 대한 오존 민감도의 모델 평가 51
3.4. 오존 생성에 유리한 전구체 및 조건에 관한 지표 54
3.5. 맺는 말 56
제4장 배출 57
4.1. 서론 57
4.2. 상향식 배출 인벤토리 개발 및 평가 57
핵심 요점 57
4.2.1. 배출 인벤토리 개발 과정 58
4.2.2. 배출 인벤토리 및 배출량 모델링의 변화 59
4.2.2. 다양한 대기질 모델을 활용한 상향식 배출 평가 61
4.3. VOC 배출에 대한 관측 기반 분석 64
핵심 요점 64
4.3.1. VOC 배경 이론 및 KORUS-AQ 동안의 측정 64
4.3.2. 서울 내 VOC 조성 65
4.3.3. 오존 생성에 대한 VOC의 영향 67
4.3.4. 서울 내 VOC 배출원 69
4.3.5. 서울에서의 VOC 저감을 위한 권고사항 71
4.4. 점 배출원 배출 평가 72
핵심 요점 72
4.4.1. 대산공단의 VOC 배출원 72
4.4.2. 서해안 점 배출원에서의 SO₂ 및 NOₓ 76
4.5. 진행 충인 평가에 대한 권고사항 80
제5장 대기질 모델링 82
핵심 포인트 82
5.1. 배출가스 평가 83
5.2. 오존 관측 결과 통합에 대한 모델링의 역할 84
5.3. 미세먼지(PM) 관측 결과 통합에 대한 모델링의 역할 85
5.4. 배출원 영향의 상관관계 파악 86
5.5. 결론 88
제6장 위성 원격 측정 89
핵심 포인트 89
6.1. 항공 분광 영상기 측정 결과를 통한 원형 GEMS 관측 결과 90
6.2. 서울 내 오존 생성 : NOₓ 제한 또는 VOC 제한 94
6.3. 서해안의 대규모 점 오염원 측정 97
6.4. 지역, 대륙, 반구 범위에 따라 배출원에서 발생하는 미세먼지 대기 오염 이동 99
6.5. 결론 106
제7장 정책 제언 108
7.1. 한국의 대기질 관리 활동 108
7.1.1. 한국의 대기질 및 배출 저감 목표 108
7.1.2. 한국의 새로운 미세먼지 규제 - 미세먼지 계절관리제 109
7.2. KORUS-AQ 연구 결과의 정책 적용 110
7.3. 향후 계획 112
7.3.1. 모니터링 112
7.3.2. 배출 목록 113
7.3.3. 모델링 113
7.3.4. US-KOREA 협력의 다음 단계 114
References 115
Appendix 125
용어 및 약어 134
표 2-1. KIST에서 측정된 PM₁ 미세먼지 성분과 기상 파라미터 및 ALW. 본 수치는 괄호 안에 표시된 수의... 35
표 2-2. 표 2-1의 각 기상 기간 동안 관측된 평균값과 캠페인 전체 기간에 대한 평균값 사이의 차이. 정체기간... 36
표 2-3. 그림 2-4에서 사용된 화합물의 종 정의. 나열된 VOC는 모두 DC-8에서 측정됨 38
표 3-1. GEOS-Chem의 배출 저감 시나리오에 대한 오존 화학반응 민감도 53
표 5-1. KORUS-AQ 기간 동안 다양한 오염물질 및 측정지표에 따라 배출원이 한국 오염에 미친 영향 88
그림 1-1. KORUS-AQ의 연구 목표를 달성하고 지상, 항공 및 우주로부터 수집된 다양한 관점의 관측... 22
그림 1-2. KORUS-AQ에서 실시한 지상 기반 관측에는 (a) 대기오염측정망을 구성하는 측정소 및 (b) 현장... 23
그림 1-3. KORUS-AQ 항공기 각각의 비행 경로를 나타낸 Google Earth 이미지. 비행 접근에 영향을... 26
그림 1-4. KORUS-AQ 기간 동안 대기오염측정망 전역에 걸쳐 관측된 PM₂.₅ 및 오존에 대한 일일 통계.... 27
그림 2-1. 왼쪽 패널 : 대기오염측정망 지도를 5개 지역으로 나눈 것. 서울 수도권(SMA)은 서울, 인천,... 31
그림 2-2. KORUS-AQ 기간 동안 4개의 기상 기간에 대해 서울 KIST 지상 관측소에서 관측한 평균... 32
그림 2-3. 상단 패널 : 캠페인 기간 중 KIST AMS 자료의 시계열 자료. 상단에 기상 기간이 주석으로 표시.... 33
그림 2-4. KORUS-AQ 기간 동안 SOA 생성 계산. SOA 전구물질의 종류는 표 2-3에 정의. 단, 톨루엔은... 37
그림 2-5. 정체기간 및 상반기 이동/연무기간 동안 올림픽 공원에서의 T 및 RH의 시계열(상단 패널) 및... 39
그림 2-6. KORUS-AQ 기간 동안 서울 대기오염측정망 관측소에서 시간당 평균 PM₂.₅ 시계열(상단 패널).... 40
그림 2-7. KORUS-AQ 기간 동안 서울시 대기오염측정망 관측소에서의 시간당 평균 PM₂.₅ 농도 시계열.... 41
그림 2-8. a) 2016년 6월 1일부터 6월 30일까지 서울 중심지 및 서해 연안 대비 백령도 관측소(서울... 43
그림 2-9. DC-8의 관측에 따르면 계산된 H⁺(미세먼지) 농도와 SO₄²⁻ 농도 사이의 관계는 미세먼지 내 SO₄²⁻의... 45
그림 3-1. 서울 남동쪽 태화산 학술림 부근에서 DC-8이 52건의 고도별 관측을 진행하는 동안 관측한... 49
그림 3-2. 서울에서의 순 오존 발생량(P(O₃)) 분포 모델링. 해당 VOC 유형을 제외했을 때의 계산값(각... 51
그림 3-3. OPE, O₃, 및 NOₓ 수명 변화 모의 값의 공간적 분포. 배출량 변화에 대한 반응으로 지표면에서의... 53
그림 3-4. (a) 정체기간(C1), (b) 차단기간(C2) 및 (c-d) 이동기간(C3 및 C4) 등 다양한 기상 조건과 관련해... 55
그림 3-5. 오존 및 HONO 사이의 상관관계. 시간별 평균 자료(열린 원)는 음의 상관관계를 보여줌.... 56
그림 4-1. 아시아(왼쪽) 및 한국(오른쪽) 지역의 NOₓ 배출량에 대한 KORUS v5 모델 입력 배출량.... 59
그림 4-2. KORUS 배출량 모델링 버전 변화에 따른 중국(왼쪽) 및 한국(오른쪽)의 연간 평균 배출량 변화 61
그림 4-3. KORUS-AQ 기간 동안 서울 대도시권 상공 저층에서 SO₂(왼쪽), NOₓ(중앙) 및 톨루엔(오른쪽)에... 62
그림 4-4. MAPS-SeouI 및 KORUS-AQ 캠페인 기간 중 측정 결과 함유량이 가장 풍부한 상위 15종의... 65
그림 4-5. KORUS-AQ 중 (a) 툴루맨 및 (b) 카르보닐 황화합물(COS)의 공간적 분포. 툴루엔은 서울... 66
그림 4-6. (a) KORUS-AQ 기간 동안 서울 저고도(〈0.5㎞) 상공에서 측정된 함유량 기준 가장 풍부한... 67
그림 4-7. (a) OH 반응성 계산(Simpson 등, 2020) (b) 광화학적 박스 모델링 계산(Schroeder 등, 2020)을... 68
그림 4-8. KORUS-AQ 동안 서울시 상공에서 측정한 선택된 VOC에 대한 소스 할당 결과. 색상으로... 70
그림 4-9. 2016년 6월 5일 오전 약 10시 50분(현지 시간) 약 300m 고도에서의 비행 경로. 대산 단지는... 73
그림 4-10. (A) 대산에서의 연간 총 VOC 배출량 하향식 추정치 및 비교를 위한 상향식 인벤토리 추정치.... 74
그림 4-11. 2016 KORUS-AQ 연구 중 대산의 VOC 배출 인벤토리 계산 요약 인벤토리... 75
그림 4-12. 대산 오염기단에 대해 3일의 샘플링 기간 동안 DC-8에서 수행한 생플링 결과를 토대로 산출한... 77
그림 4-13. (A) DC-8에서 샘플링을 실시한 한국 서해안 주변의 점 배출원(A: 현대제철, B: 당진 PP, C:... 78
그림 4-14. 당진 PP에서 모델 및 A측정치의 상호 비교 : (a) NOₓ (b) SO₂농도. '모델 1'은 1~4번 굴뚝만... 79
그림 5-1. DC-8 항공기에서 관측한 해발 고도 별(bin, 검정색으로 표시) 서울 플룸 측정치(남서부 끝:... 83
그림 5-2. 서울시, 부산시, 인천시, 광주시, 여수시, 강원도에 위치한 대기오염측정망 지상 측정소의 낮... 84
그림 5-3. 캠페인 기간 중 다양한 종관적 상황에 따른 지표면 공기의 PM₁ 화학 성분의 평균 시뮬레이션과... 86
그림 6-1. 2016년 6월 9일 GeoTASO의 NO₂(좌) 및 HCHO(우) 대류권 수직 기주농도 관측 결과 이른... 92
그림 6-2. 2016년 5월 17일 GeoTASO의 NO₂(좌) 및 HCHO(우) 대류권 수직 기주농도 관측 결과. 오전(위)... 93
그림 6-3. 태화산 학술림 지역에서 측정 시간에 따른 NO₂, HCHO/NO₂ 기주농도에 대한 DC-8 관측 결과,... 96
그림 6-4. 충남 북부 지역에서의 GeoTASO SO₂ 관측 결과 확대 모습, 이 지역에서 7회, 즉 (a) 5월 11일... 98
그림 6-5. KORUS AQ 캠페인 기간 중 AHI 융합 AOD 평균(좌측 상단 : 순환기간(dynamic period), 우측... 100
그림 6-6. 2016년 5월 25일 서해 상 남북 절단면을 통한 소멸도(extinction) 수직분포의 항공 LIDAR 측정... 101
그림 6-7. KORUS-AQ 기간 중 백령도, 올림픽 공원, 안면도 지역에서 AOD가 가장 높았던 5일(위)과... 102
그림 6-8. 2016년 (a) 5월 25일과 (b) 6월 5일 경도 0.25도 간격으로 측정한 서해 및 한반도(35-38˚N,... 103
그림 6-9. (a) 2016년 5월 1 일부터 6월 10일까지 부피 반경 중앙값의 AERONET 고도권 산출 결과... 105
그림 6-10. 대기질에 대한 위성 관측 결과 적용의 프레임워크... 107