아주대학교

환경안전공학과

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환경안전 문제 해결을 위한 핵심 인재 양성
아주대학교 환경안전공학과

연구

대기환경 연구실

연구실 소개

아주대학교 환경공학과의 대기환경연구실은 2009년도에 신설되어 대기질 관리를 위하여 대기질 모델링을 바탕으로 다양한 연구를 수행하고 있다. 주요 연구로는 동북아시아 장거리이동 대기오염물질의 영향평가, 도시규모 미세먼지 예보를위한 고해상도 기상 및 대기화학 모델링 구축 연구, 대기질 모델링 가이드라인(안) 마련 연구, 대기질 모델링을 위한 배출량 산정 프로그램 개발, 도시지역 유해대기오염물질(HAPs) 관리전략 수립 연구 등이 있다. 그 밖에 국내외 다양한 학회 참가를 통하여 대기환경과 관련된 폭넓고 깊은 지식을 함양하고있다.

지도교수 소개

김순태

학력

  • 1995년 아주대학교 환경공학과 (학사)
  • 1997년 아주대학교 환경공학과 (석사)
  • 2002년 아주대학교 환경공학과 (박사)

경력/활동

  • 1997년 10월 ~ 1998년 6월 Idaho State Univ. - Visiting Scientist
  • 2002년 10월 ~ 2005년 7월 Univ. of Houston - Post-doc.
  • 2005년 8월 ~ 2007년 4월 Univ. of Houston - Research Associate II
  • 2009년 3월 ~ 아주대학교 환경건설교통공학부 조교수

연구분야

Long-range Transboundary Air Pollutants in Northeast Asia
Long-range Transboundary Air Pollutants in Northeast Asia
Long-range Transboundary Air Pollutants in Northeast Asia
Long-range Transboundary Air Pollutants in Northeast Asia
Long-range Transboundary Air Pollutants in Northeast Asia

대기층 하부에 존재하는 대기오염물질은 보통 수 백-수 천 km까지 이동하게 되므로 오염물질들의 장거리 이동은 국가 간의 매우 커다란 관심사이다. 특히, 동북아 지역에서의 급속한 산업화는 이 지역의 대기오염을 심화시키고 있을 뿐만 아니라, 기류의 이동에 의한 대기오염물질의 장거리이동 현상은 한 국가의 문제에서 인접 국가들 간의 문제로 광역화되고 있다. 특히, 편서풍대에 위치한 우리나라는 기후학적으로 봄, 가을철에는 주로 서풍 계열의 바람이 불고, 겨울철에는 북서풍이 주류를 이루고 있으며, 여름철에는 남풍 또는 남서풍의 바람이 많이 부는 것으로 조사되고 있다. 이는 동북아시아에서 배출되는 대기오염물질이 주로 봄, 가을 및 겨울에 서풍을 타고 우리나라로 장거리 이동되어 올 수 있음을 의미한다. 이런 대기오염물질의 배출과 장거리이동에 따른 우리나라의 대기오염에 대한 영향이 상당할 것으로 예상된다.

본 연구의 주된 내용은 대기오염물질의 장거리이동에 대한 배출원-수용지 관계(Source-receptor relationship)를 한·중·일 3국간 상호영향을 주고받는 대기오염물질의 농도와 기여도를 정량적으로 파악하는 것이다. 이는 국가 간의 상호영향 등을 정확히 파악하여 동북아시아지역에서의 대기질 개선을 위한 국가 간 협정체결을 위한 근거자료로서 사용될 수 있기 때문에 그 중요성이 매우 높다. 이러한 대기오염물질의 배출원-수용지 관계를 도출하기 위해서는 대기오염모델링을 이용한 방법이 가장 적절하고 효과적인 방법으로 보고되고 있다. 이에 한?중?일 3국이 동일한 배출량 자료를 이용하여 각자 다른 방법으로 모델링을 수행하고, 대기오염물질의 장거리 수송 과정에 의해 영향을 받는 산성 침적 및 대기질 악화 문제는 국가 간의 이해관계가 복잡하여 이를 해결하기 위해서는 수치모형을 이용한 정확한 대기오염 물질들의 배출원-수용지 관계가 밝혀져야 하므로 다양한 배출원-수용지 관계 계산 방법론의 정립과 이를 통한 정확한 계산 결과를 도출한다. 그리고 동북아 모니터링 자료를 이용한 고농도 에피소드 현상을 모델링 분석을 통해 동북아시아 대기 환경 문제 해결 전략 도출에서 정확하고 심층적인 원인 규명을 제공한다. 따라서 본 연구를 통해 우리는 장거리 이동하는 대기오염물질의 영향을 정량적으로 평가하여 동북아 대기질 개선을 위한 한?중?일 3국간 국제협력을 지원하고자 한다.

미세먼지 예보시스템 운영 및 예보결과 평가
전국의 미세먼지 연평균농도는 51㎍/㎥로 대기환경기준을 상회하고 있는 것으로 나타나며, 단기기준을 적용하는 경우 환경기준을 초과하는 횟수는 더욱 늘어나고 있는 실정이다(환경부 보도자료). 현재 수도권 및 5대 광역시에의 미세먼지 예?경보제를 는 운영 중에 있으나, 주로 통계모델을 이용하여 급격한 외부요인의 변화를 고려하기 어려운 단점이 있다. 또한, 배출원과 영향지점의 상관관계가 규명되어 있지 않아 대기오염 원인분석 및 개선방안 도출에 한계가 있다. 격자 수치 예보 모델는 이러한 통계 모델의 한계점을 극복하고 효과적인 대기질 관리를 위한 대기정책 수립 시 이용할 수 있으나, 방대한 입력자료의 요구와 입력자료의 불확실성이 클 경우 모사결과를 신뢰하기 어려운 점이 있어 이러한 단점을 최소화 하기 위한 노력이 필요하다.
격자 수치 예보 모델을 통한 미세먼지 예보를 위하여 입력자료 생성 및 대기질 모사를 위한 기본틀을 구축하였으며, 단기 에피소드에 적용하여 예보시스템에 대한 검토 및 평가를 수행하는 연구를 진행하였으며, 이와 관련하여 올해부터는 장기운영을 통하여 구축한 미세먼지 예보시스템에 대한 다양한 분석 및 평가를 수행 중에 있다. 예보 정확도 향상을 위해 통계값을 통한 평가, forecasting scoring 뿐만 아니라 HDDM 등과 같은 기여도 분석틀을 이용한 입력 자료의 개선, 위성자료를 이용하여 wild fire, SST를 실시간으로 업데이트 하여 급격한 외부 변화요인을 효과적으로 시스템에 적용하고 있다. 기상자료의 경우 WRF/UCM 모델을 통하여 도심지역의 특수한 지리적 특성을 반영하여 기상자료의 정확도를 개선하는 등 전반적인 입력자료의 개선을 위한 연구를 진행 중이다. 또한 보다 신뢰성 있는 예보결과를 위해 복수의 대기 화학 모델(앙상블 모델)을 적용하고자 연구 중에 있으며, 이와 함께 미세먼지의 인체 위해도 산정체계를 구축 및 외부 사례에 대한 조사를 통하여 예보 시스템을 다각도로 활용하고자 한다.