Lagrangian-Eulerian Hybrid System을 이용한 대기오염물질의 Chemical History 추적 - 배민아 (The Graduate School, Ajou University, 2017)
현재 대기질 예보에 사용되고 있는 Community Multiscale Air Quality(CMAQ) 모델은 대기 중 많은 화학 반응을 고려할 수 있으나, 자세한 공기궤 이동분석, 풍상지역 농도변화에 따른 풍하지역의 민감도 검토를 위한 반복적인 실험 및 과정분석을 수행하기에 시간적 제한이 존재한다. 반면에 NOAA ARL에서 개발된 Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory(HYSPLIT)는 쉽게 공기궤 이동을 파악할 수 있으며, 신속한 결과를 얻을 수 있으나 대기 중의 자세한 화학반응 고려는 어렵다. 이에 본 연구에서는 라그란지안 모델과 오일러리안 모델의 장점을 이용하여 국내 미세먼지 예보 시스템에 대하여 Lagrangian-Eulerian Hybrid System을 구축하였다. 이를 통해 선택된 공기궤의 이동에 따른 대기오염물질의 농도변화 및 물리·화학 과정의 특성을 파악하였다. 본 시스템에서 HYSPLIT의 유적선상의 CMAQ 격자를 파악하기 위하여 multi-dimensional polyline clipping 기법을 이용하였다. 이는 HYSPLIT의 출력자료로부터 한 시간 단위의 공기궤 위치를 파악하고 다음 시간까지 이동한 일직선상의 모든 격자를 파악하여 이동거리 및 체류 시간을 파악하는 방법으로. 이로부터 한 시간 동안 이동한 격자의 정보를 파악할 수 있다. 본 정보를 이용하여 CMAQ 격자에 대한 다양한 변수를 추출하고, 분석하여 공기궤 이동 과정에서 나타나는 오염물질의 농도 변화 특성과 변화 과정 파악에 사용하였다. 본 시스템을 장거리 이동 사례와 국내 순환 사례에 대하여 적용하여 각 사례에 대한 이동과정의 농도 변화 및 특성을 분석하였다. 본 분석은 농도 변화의 보다 자세한 분석을 위하여 process analysis(PA), sulfate tracking을 활용하여 설명하였다.
학위논문(석사)--아주대학교 일반대학원 :환경공학과,2017. 2
Keywords: Lagrangian-Eulerian Hybrid System; CMAQ; HYSPLIT; IPR; Sulfate tracking