2011~2016년에 한반도에서 관측된 다양한 연무 사례에 따른 에어로졸-기상 연관성 분석
- 발행기관 강릉원주대학교 일반대학원
- 발행년도 2019
- 학위수여년월 2020. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 대기환경과학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/kangnung/000000010620
- UCI I804:42001-000000010620
- 본문언어 한국어
초록/요약 도움말
Analysis of Aerosol-Meteorology Relationship During Haze Event in Korea for 2011~2016 Sung Min Park Department of Atmospheric and Environmental Sciences, Gangneung-Wonju National University, Gangneung, Korea Haze occurring on the Korean Peninsula can be distinguished by whether the aerosol is originated from abroad and domestically. Aerosol and meteorology can influence each other in the occurrence of haze. a proper understanding of these aerosol-meteorology interactions can improve the predictability of precipitation and aerosol. Many previous studies have conducted research regarding the effects of meteorological conditions on aerosols and the effects of aerosols on climate conditions (the direct and indirect effects of aerosol). Nowadays, the importance of understanding the change in meteorology and the concentration of aerosol by aerosol-meteorology interaction is emerging. However, understanding and research on the interactions are not sufficient. Understanding and research on aerosol-meteorology interactions on the Korean Peninsula, where high concentrations of haze cases occur frequently, are especially lacking. In this vein, this study analyzed the characteristics of meteorological condition of haze cases on the Korean Peninsula through a long-term analysis continued for 6 years (2011~2016). And the possibility of aerosol-meteorology interaction was investigated through an intensive analysis of extreme haze cases (January 10, 2013 to January 18, 2013). Hazes that occurred in Seoul and Baengnyeogdo from 2011 to 2016 were classified into long-range transported haze (LH), yellow sand (YS), and urban haze (UH). Changes in stability (lower-tropospheric stability; LTS), boundary layer height; BLH), wind speed at 850hPa; WS850), and relative humidity; RH) were investigated in the occurrence of haze. Long-range transported haze (yellow dust) accompanied weak LTS, high BLH, and high wind speed. On the other hand, urban haze accompanied strong LTS, low BLH, and low wind speed. Through those results, it was confirmed that the meteorological condition for long-range transported haze (yellow sand) and urban haze are different. This study confirmed the possibility of aerosol-meteorology interaction by analyzing the long-term case of high concentration of aerosol. By autocorrelation (r) analysis, a representative case was selected. The haze case occurred from January 10 to 18, 2013, in which time scales were larger than the average of hazes occurred within six years were analyzed. In the case, high concentrations of aerosols persisted for a long time after a long-range haze. Since there were only small changes in synoptic conditions, examining the possibility of aerosol-climate interaction was easy. Cloud cover increased during the period of high concentration aerosols, which was due to aerosol-cloud interactions. After that, it was confirmed that urban aerosols could not be diffused and accumulated since the amount of insolation reaching the surface was decreased, the stability was increased, and the BLH was decreased. While there are limitations in the research because the analysis was done with observational data and the only single case was considered, this study may contribute to improving the predictability of precipitation and aerosol by analyzing aerosol-meteorology interaction in the Korean Peninsula, where haze phenomenon occurs frequently. Further understanding of the aerosol-climate interaction is needed through additional case analysis and numerical simulation.
more초록/요약 도움말
한반도에서 발생하는 연무 현상은 국외에서 유입된 에어로졸과 국내 자체에서 발생한 것으로 구별할 수 있다. 연무 현상 발생 시 에어로졸과 기상은 서로 영향을 줄 수 있으며 이러한 에어로졸-기상조건 연관성의 이해는 강수 및 미세먼지 예보도 중요하다. 기존 선행 연구에서 기상조건이 에어로졸에 미치는 영향, 반대로 에어로졸이 기상조건에 미치는 영향(에어로졸 직/간접 효과)에 대한 연구가 수행한 바 있으나 최근에는 에어로졸-기상 상호작용의 역할에 대한 중요성이 대두되고 있다. 하지만 에어로졸-기상 상호작용에 대한 이해와 연구는 미미한 실정이며 특히 고농도 에어로졸 사례가 빈번히 발생하는 한반도에서의 에어로졸-기상조건 상호작용 이해와 연구는 여전히 부족하다. 따라서 본 연구는 6년간의(2011~2016) 장기간 에어로졸-기상변수 분석을 통하여 한반도에서 발생한 연무 사례들의 기상조건 특징을 분석하였으며, 극심한 연무사례(2013.01.10.~18)의 집중 분석을 통하여 에어로졸-기상 상호작용 가능성을 분석하였다. 2011년~2016년 서울과 백령도 지역에서 발생한 연무 현상을 장거리 이동 연무(Long-range transported haze; LH), 황사 (Yellow sand; YS), 도시 연무(Urban haze; UH)로 각각 분류하였으며 연무시의 하층 안정도(Lower-tropospheric Stability; LTS), 혼합고(Boundary layer height; BLH), 경계층에서의 풍속(Wind speed at 850hPa; WS850), 상대 습도(Relative humidity; RH)의 변화를 조사하였다. 장거리 이동 연무(황사)는 약한 안정도, 높은 혼합고, 강한 풍속을 동반한 반면에, 도시연무는 상대적으로 강한 안정도, 낮은 혼합고, 약한 풍속을 동반하였다. 흥미롭게도 장거리 이동 연무(황사)와 도시 연무가 발생하기 위한 기상조건이 상이함을 확인하였다. 또한 고농도의 에어로졸이 장기간 지속된 사례를 통하여 에어로졸-기상조건 상호작용 가능성을 확인하였다. 대표사례 선정은 자기상관(Autocorrelation; r) 분석을 통하여 6년간 발생한 연무의 평균 시간규모보다 큰 2013년 1월 10일 ~ 18일 사례를 분석하였다. 장거리 연무가 발생한 이후 고농도의 에어로졸이 장기간 지속되었으며, 종관 강제력이 약해 에어로졸-기상 상호작용 가능성을 살펴보기 용이한 사례로 판단된다. 사례 중 고농도 에어로졸이 발생한 기간에 운량이 증가되었으며 이는 에어로졸-구름 상호작용에 의한 것으로 추정된다. 이후 지표에 도달하는 일사량이 감소하고 안정도는 증가하여 혼합고는 낮아지면서 도시 에어로졸이 확산되지 못하고 축적되는 경향을 확인할 수 있었다. 본 연구는 관측 자료 분석과 단일 사례 분석이라는 한계점을 가지고 있으나, 연무 현상이 빈번히 발생하는 한반도에서 에어로졸-기상 연관성을 분석함으로써 강수 및 미세먼지 예보 개선에 기여할 수 있을 것으로 생각된다. 향후 추가적인 사례분석과 수치모의실험을 통한 에어로졸-기상 상호작용에 대한 정량적인 이해가 요구된다.
more목차 도움말
감사의 글 ⅰ
목 차 ⅲ
표 목 차 ⅳ
그 림 목 차 ⅳ
국문 요약 ⅵ
1장. 서론 1
2장. 분석 자료 및 연구 방법 4
2.1. 자료 4
2.2. 연구방법 6
3장. 연구결과 8
3.1. 연무 발생 특징 8
3.2. 연무 발생 시 기상조건 특성 10
3.3. 연무 시간규모 분석 13
3.4. 2013년 1월 10~18일 사례 분석 16
4장. 요약 및 결론 21
5장. 참고 문헌 23
영문 요약 25
