• 제목/요약/키워드: Asian dusts

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사계절 황사단기예측모델 UM-ADAM2의 2010년 황사 예측성능 분석 (Performance Analysis of Simulation of Asian Dust Observed in 2010 by the all-Season Dust Forecasting Model, UM-ADAM2)

  • 이은희;김승범;하종철;전영신
    • 대기
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    • 제22권2호
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    • pp.245-257
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    • 2012
  • The Asian dust (Hwangsa) forecasting model, Asian Dust Aerosol Model (ADAM) has been modified by using satelliate monitoring of surface vegetation, which enables to simulate dusts occuring not only in springtime but also for all-year-round period. Coupled with the Unified Model (UM), the operational weather forecasting model at KMA, UM-ADAM2 was implemented for operational dust forecasting since 2010, with an aid of development of Meteorology-Chemistry Interface Processor (MCIP) for usage UM. The performance analysis of the ADAM2 forecast was conducted with $PM_{10}$ concentrations observed at monitoring sites in the source regions in China and the downstream regions of Korea from March to December in 2010. It was found that the UM-ADAM2 model was able to simulate quite well Hwangsa events observed in spring and wintertime over Korea. In the downstream region of Korea, the starting and ending times of dust events were well-simulated, although the surface $PM_{10}$ concentration was slightly underestimated for some dust events. The general negative bias less than $35{\mu}g\;m^{3}$ in $PM_{10}$ is found and it is likely to be due to other fine aerosol species which is not considered in ADAM2. It is found that the correlation between observed and forecasted $PM_{10}$ concentration increases as forecasting time approaches, showing stably high correlation about 0.7 within 36 hr in forecasting time. This suggests the possibility that there is potential for the UM-ADAM2 model to be used as an operational Asian dust forecast model.

2006 ~ 2008년 황사기간 중 천안시 대기 입자의 특성 변화 (Changes in aerosol characteristics during 2006 ~ 2008 Asian dust events in Cheonan, Korea)

  • 오세원
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제10권7호
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    • pp.1642-1647
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    • 2009
  • 황사기간 중 천안시 대기 입자의 특성 변화를 파악하기 위해, Cascade Impactor를 장착한 High Volume Air Sampler를 이용하여 대기 시료를 채취하여, 대기 입자의 입경별 질량농도 및 이온, 금속 성분의 농도를 황사기간과 비황사기간에 비교 측정하였다. 황사기간 중 일평균 TSP, PM10, PM2.5 평균 농도가 각각 214.9, 160.3, 95.9${\mu}\;g/m^3$으로, 비황사기간에 비해 각각 평균 3.08, 2.58, 1.95배 증가하였으며, 최대 농도는 TSP, PM10, PM2.5가 각각 850.1, 534.4, 233.3${\mu}\;g/m^3$으로, 비황사기간에 비해 각각 12.19, 8.60, 4.76배까지 증가하였다. 황사기간 중 농도의 증가는 미세입자보다는 조대입자에서 현저하였으며, 미세입자와 조대입자 모두 수용성 이온성분의 증가는 미미한 반면, 토양의 주요 구성 성분인 Fe, Al, Ti의 증가가 뚜렷이 관측되어, 토양구성 금속성분이 황사기간 중 입자 농도 증가의 주요원인 물질임을 확인할 수 있었다.

WRF-SMOKE-CMAQ(MADRID)을 이용한 한반도 봄철 황사(PM10)의 농도 추정 (An Estimation of Concentration of Asian Dust (PM10) Using WRF-SMOKE-CMAQ (MADRID) During Springtime in the Korean Peninsula)

  • 문윤섭;임윤규;이강열
    • 한국지구과학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.276-293
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    • 2011
  • 본 연구에서는 한반도 황사 사례 동안 WRF 기상모델과 SMOKE 배출량모델, CMAQ 및 CMAQ-MADRID 대기질 모델을 이용하여 다양한 황사 발생량 경험식에 대한 $PM_{10}$의 농도를 추정하였다. 특별히 Wang et al.(2000), US EPA 모델, Park and In(2003), GOCART 모델, DEAD 모델의 5가지 황사 발생 경험식이 중국과 몽골 등의 황사 발생량을 추정하기 위해 WRF-SMOKE-CMAQ(MADRID) 모델에 적용되었다. 일기도, 후방궤적 및 위성이미지 분석에 따르면 한반도로의 황사 수송은 절리저기압(위성에서 콤마형 구름)과 관련된 지상 전선의 뒤쪽에서, 그리고 상층 제트류의 발달에 기인한 파의 정체현상과 함께 상층 골에서의 풍속이 하층으로 전이되는 풍하 바람에 의해 생성되었다. 그리고 WRF-SMOKE-CMAQ 모델링 결과, 황사의 시 공간적 분포에 있어서는 Wang et al.(2000)의 경험식이, 평균 편의 및 평균 제곱근 오차에서의 정확도 부분에서는 GOCART 모델의 경험식이 관측값을 보다 잘 모사하는 것으로 나타났다. 또한 Wang et al.의 경험식을 이용한 황사의 연직분포 분석 결과에서 강한 황사 사례(2007년 3월 31에서 4월 1일 $800\;{\mu}g/m^3$ 이상)의 경우는 황사 수송이 한반도 상공 대기 경계층 내를 통과하였기 때문으로, 약한 황사 사례(2009년 3월 16일과 17에 $400\;{\mu}g/m^3$ 이하)의 경우는 황사 수송이 경계층 위를 통과하였기 때문으로 나타났다. 또한 CMAQ 모델과 CAMQ-MADRID 모델에서의 미세먼지($PM_{10}$) 민감도 분석 결과에서는 CMAQ-MADRID 모델이 CMAQ 모델에 비해 한반도를 포함한 동아시아 지역에서 최대 $25\;{\mu}g/m^3$ 정도가 높게 모사되었고, 모델 내 구름 액상과정에 의해서는 최대 $15\;{\mu}g/m^3$ 정도가 제거되는 것으로 나타났다.

대전지역 황사(아시아 먼지)내 희토류원소 분포도의 지구화학적 특성-근원지 규명을 위한 초기연구 (Geochemical Implication of Rare Earth Element from Yellow sand (Asian Dust) at Daejeon Area, Korea: A Preliminary Study for Clarifying Source Area of Yellow Sand)

  • 이승구;염승준
    • 암석학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.44-50
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    • 2008
  • 대전지역에 날아온 황사의 근원지를 규명하기 위해 희토류원소 지구화학적 연구방법을 적용하였다. 대전지역 황사의 채집은 2007년 3월 31일에서 4월 2일 그리고 5월 25일에서 5월 27일 사이와 같이 총 2회에 걸쳐 수집되었다. 그리고 비교를 위해 한국지질자원연구원 주변의 토양을 채취하였다. 연구결과, 대전 지역 황사먼지의 경희토류(La-Gd) 분포도는 편평한 양상을 갖고 있고 Gd을 기점으로 중희토류(Gd-Lu)는 결핍되어 있으며 Eu의 이상은 관찰되지 않는다. 토양시료의 경우 경희토류의 경우 약간 부화된 경향을 보여주고, 중희토류의 분포도가 현저하게 결핍되어 있으며, Eu의 약한 부(-)의 이상을 보여준다. 이와 같이 대전지역 토양시료와 다른 양상을 갖는 대전 지역 황사먼지의 희토류원소 분포도의 특성은 중국의 오도스 사막 남동부의 풍성퇴적물과 매우 유사하다. 초기연구결과를 토대로 볼 때, 대전지역 황사의 주 근원지는 중국의 오도스 사막 남동부일 가능성이 매우 높은 것으로 나타났다.

전국 주요 행정구역별 PM10 성분의 시·공간적 농도분포의 특성조사 (The Spatial and Temporal Distribution Patterns of PM10 in Major Cities and Provinces in Korea)

  • 안지원;김기현;김성천
    • 한국지구과학회지
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    • 제26권7호
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    • pp.652-660
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    • 2005
  • 본 연구에서는 전국에 산재한 총 152개 지점의 측정망으로부터, 6년 동안 월 단위로 요약 정리한 PM10 농도 자료를 이용하여 대한민국 주요 행정구역(7개시와 9개 도)에 대한 PM10 성분의 시공간적 분포 특성을 진단하였다. 16개 행정구역에 대한 PM10의 농도분포를 조사한 결과, PM10의 농도는 황사의 영향이 두드러지는 봄철에 가장 높은 농도를 나타내고 있었다. 그리고 강수의 양이 많은 여름철에 농도가 줄어드는 결과를 보이는데, 이는 배출원의 강도와 습식침적이 왕성하게 나타나는 기상환경 등의 영향을 반영한 결과라 할 수 있다. 지역적으로 PM10의 농도를 비교하면, 서울에서 $68.2{\mu}g/m^3$로 최고 농도를 보인데 반면, 제주도가 $39.2{\mu}g/m^3$로 최저 농도를 나타내었다. 전체 지역별로 보면, PM10의 농도는 대도시 지역으로 갈수록, 높은 농도를 나타내고 있는 것을 확인할 수 있었다. 상관분석을 통하여 지역간 PM10 농도 분포의 공간적 상관성을 비교한 결과, 이를 통해 PM10 농도는 근접한 거리에서는 서로 영향을 주고 있다는 것도 확인하였다. 결과적으로 PM10 농도는 기상조건과 인위적인 배출원의 영향을 많이 받고 있다고 할 수가 있다.

2009년 서울지역 황사 및 고농도 미세먼지 사례 시 미세먼지의 화학성분 특성 (Chemical Characteristics of Ambient Aerosol during Asian Dusts and High PM Episodes at Seoul Intensive Monitoring Site in 2009)

  • 박승명;문광주;박종성;김현재;안준영;김정수
    • 한국대기환경학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.282-293
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    • 2012
  • This study aimed to show the chemical characteristics of $PM_{10}$ and $PM_{2.5}$ during Asian dust (AD) events and high PM episodes observed in Seoul. Time-resolved chemical composition of $PM_{10}$ or $PM_{2.5}$ was monitored in 1 hour interval using ambient ion monitor, semi-continuous carbon monitor, and on-line XRF spectrometer at Seoul intensive monitoring site in 2009. Considering that AD events were classified into three different cases according to the source area and pathway, the concentrations of ammonium-sulfate and trace metal components were relatively high when the AD were occurred in Gobi and inner-mongolia and transported across the Bohai bay. In addition, the influence of alkaline dust, which carried from saline land located in the northeastern China, was observed when the AD was originated from Gobi, inner-mongolia, and Manchuria. Except AD events, the high PM episodes observed in Seoul were impacted by various anthropogenic sources such as biomass burning, motor vehicle, oil combustion and road dust.

입도 분포 특성을 이용한 동해 남한국대지 시추 퇴적물 중 화산재와 황사의 구분 (Discrimination of Volcanic Ash and Asian Dust (Hwangsa) in Core Sediments from the South Korea Plateau (East Sea) Using Characteristics of Grain-size Distributions)

  • 이홍원;장준호;박장준
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제26권2호
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    • pp.135-144
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    • 2021
  • 동해 남한국대지 IODP Site U1430 시추 퇴적물 쇄설성 성분의 입도 자료에 대한 구성 성분 분해 결과 황사 입자와 화산재 입자를 대표하는 4개 구성 입도 집단이 구별되었다. 이 중 화산재 입자를 대표하는 2개 구성 입도 집단은 다양한 형태의 세립 및 조립 유리질 샤드들로 이루어져 있으며, 전체 입도 분포에서 0-82% 범위의 비율을 차지하고 있다. 분석된 입도 자료 중 화산재 유입 영향을 받은 자료를 제거하고 황사 입경 변화의 경향을 추출하기 위한 기준으로 화산재 구성 입도 집단 비율 33%가 적정한 것으로 판단된다.

2000~2002년 우리나라에서 관측된 황사의 화학 조성 및 특성 (Chemical Composition and Features of Asian Dust Observed in Korea (2000~2002))

  • 신선아;한진석;홍유덕;안준영;문광주;이석조;김신도
    • 한국대기환경학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.119-129
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    • 2005
  • The ambient TSP data measured at Seoul, Incheon. Taean, Daegu, Busan in Korea were used to explain the chemical composition and general features of Asian Dust (AD) observed in Korea. 9 episodes out of 19 were sampled from 2000 through May 2002, and measurements were conducted covering ionic and metal components with mass concentration. The results showed that daily averaged mass concentration (TSP) during the AD episodes was 458 $\mu\textrm{g}$/㎥, and ionic and metal concentrations were 27.93 $\mu\textrm{g}$/㎥ and 71.7 $\mu\textrm{g}$/㎥, respectively, accounting for 6.1 % and 15.5% of the total aerosol mass. TSP concentrations during episodes were varied from 120 to 1742 $\mu\textrm{g}$/㎥ according to the impact of Asian Dusts and had a tendency of showing higher values at sites in the west side of Korea, which can be explained by the effect of diffusion and deposition. In this study, ionic components like Ca (NO$_3$)$_2$, CaSO$_4$, NaNO$_3$, Na$_2$SO$_4$ were prominent types in secondary aerosol during AD periods and also indicated that V, Co as well as soil elements such as Ca, Fe, Mg, Mn, K correlated well with Al, while Cu, Cd, Pb, Zn didn't agree well with it. In addition, enrichment factors (EFs) for each metal component were obtained to provide simple information about source contribution of Asian Dust, and the results were compared with those from other AD studies. In this study, the results showed that aerosol properties in Korea during the Asian Dust were considerably different from those of general atmospheric condition and specially varied from case to case rather than site to site, which implies that there are certain variations in the soil of source region, pathways of air mass, and meteorological condition. For the enhanced study, those factors should be combined with the features of Asian Dust resolved from this study.

2007년 봄철 대전지역에서 발생한 황사 및 대기부유물의 지구화학적 특성 및 중 금속의 오염도 (Geochemical Characteristics and Pollution Level of Heavy Metals of Asian Dust in Daejeon Area, 2007 (spring season))

  • 이평구;염승준;배법근
    • 자원환경지질
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    • 제45권3호
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    • pp.217-235
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    • 2012
  • 본 연구에서는 2007년도 봄철 대전 지역에서 발생한 황사(황사 기간) 및 대기부유물(비황사 기간)의 미량원소의 지구화학적 특성과 정량적 오염정도를 평가하였다. 황사 내 미량원소의 함량은 황사발원지 토양의 평균 함량에 비하여 수십에서 수백 배 높은 함량을 보여주고 있으며, 비황사 시기의 대기부유물에서도 유사한 특성을 보이고 있어, 황사 시기뿐만 아니라 비황사 시기에도 중국으로부터 이동되는 오염물질의 영향을 받고 있음을 지시하고 있다. 입도별 미량원소의 함량은 $PM_{2.5}$에서 Cr, Cu, Pb, Zn, V, S, As, Cd, Co, Ni, Mo, Sb, Cs, Rb, Th, Sc, Y 등이, 그리고 TSP에서는 Zr, Sr, Ba, Li, Th, U 등의 함량이 가장 높은 것으로 나타났다. 황사의 S, Cd, Mo, Zn, Pb, Sb, Cu 및 Zr 함량은대기부유물과 큰 차이를 보이지 않으나, 대기오염으로 부화가 발생하지 않는 Li, Cs, Co, U, Cr, Ni, Rb, V, Th, Y, Sr, Sc 등은 황사에서 2-4.2배 높아졌다. 그러므로 이들 원소들을 황사발생의 지시원소로 사용할 수 있으며, 특히 Sr, V, Cr 및 Li 등은 황사 발생을 판단하기 위한 지시원소로 사용하기에 적합한 것으로 보인다. 한편 황사의 이동경로에 따른 미량원소의 함량을 살펴본 결과, 중국의 대도시 및 산업단지를 경유하여 국내 유입된 황사가, 북한을 경유하여 국내에 도달한 황사에 비해서, S, Cd, Zn, Pb, Cu, Mo 및 As 함량이 높게 나타나, 황사의 이동경로가 이들 미량원소 오염 여부 및 오염도를 결정하는데 중요한 역할을 하는 것으로 판단된다. 황사 및 대기부유물 내 미량원소의 부화지수(Enrichment factor)을 기준으로 오염정도를 분류한 결과, 환경재해 측면에서 가장 문제가 되는 미량원소는 S, Zn, Cu, Pb, As, Mo, Cd이며, 이들은 인간의 건강 뿐만 아니라, 오랜 기간 토양과 수계환경에 퇴적될 경우 환경오염으로 인한 주변 생태계에 해로운 영향을 미치게 될 것으로 판단된다.

한국에 강하한 황사의 토양학적 특성 (Pedological Characteristics of Asian Dust in Korea)

  • 장용선;김유학;손연규;이계준;김명숙;김선관;원항연;좌재호;엄기철;김상효;곽한강;김한명
    • 한국토양비료학회지
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    • 제38권6호
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    • pp.301-306
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    • 2005
  • 황사가 토양환경에 미치는 영향을 평가하고 우리나라 풍적모재 토양의 기원을 해석하기 위하여 2002년부터 2004년 사이에 채취한 국내 황사를 중국 북부건조지대 및 황토지대 토양의 광물조성과 물리 화학적 특성을 비교하였다. 중국 북부 건조지대 및 황토지대 토양의 화학적 특성은 pH 8.3-9.0, 유기물 $11-23g\;kg^{-1}$, CEC $7.1-18.4cmol_c\;kg^{-1}$으로 채취지역별로 차이를 보였다. 토양의 광물조성은 석영과 장석류를 주광물로하고 석회석, 백운석, 점토광물을 소량으로 수반하고 있었다. 국내에 강하한 황사의 입자 크기는 $50{\mu}m$ 이하 이었으며, 황사의 주요한 점토광물은 illite로 우리나라 일반농경지 토양에 비하여 illite 함량이 많고 kaolin은 적었다. 황사의 염기포화도가 약 260%로 과포화를 보이는 것은 황사 중 탄산염광물의 영향으로 생각된다. 황사의 미세형태는 국내 밭토양 (본량사양토, 수원)에 비하여 원마도 및 분급도가 양호한 구형의 형태를 띠고 있었으며, 강하 황사 중의 광물조성과 성분함량은 채취시기 및 지역별로 큰 차이가 없었다. 우리나라 강하 황사의 입경분포, 치환성 양이온 등 이화학적 특성은 중국 북부 건조지대 토양과는 차이가 있었으나 광물조성과 화학적 조성은 중국 황토지대 토양과 유사한 경향을 보였다.