강수의 미세먼지 세정효과 : 서울지역을 중심으로 :Analysis of the scavenging effects of PM2.5 and PM10 by precipitation based on long-term observation measurements in Seoul, Korea

한수지

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자료유형: 학위논문

저자정보: 한수지 (부산대학교 )

지도교수: 엄준식

발행연도: 2023

저작권: 부산대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수30

이 논문의 연구 히스토리 (6)

2023

서울지역 장기간 강수와 미세먼지의 특성 분석에 기반한 미세먼지 세정효과

한수지 , 엄준식 대기 2023.08 학술저널

강수의 미세먼지 세정효과: 서울지역을 중심으로

한수지 , 엄준식 , 이승수 외 1명 한국기상학회 학술대회 논문집 2023.04 학술대회자료

강수의 미세먼지 세정효과 : 서울지역을 중심으로

한수지 지구환경시스템학부 2023.01 학위논문

2022

서울지역 강수 및 미세먼지의 장기간 시공간 분포 및 상관관계 분석

한수지 , 엄준식 , 이승수 외 1명 한국기상학회 학술대회 논문집 2022.10 학술대회자료

서울지역 미세먼지-구름-강수 상호작용 분석 기초 연구

한수지 , 엄준식 , 이승수 외 1명 한국기상학회 학술대회 논문집 2022.04 학술대회자료

2021

구름-미세먼지-강수 상호작용: 서울지역의 장기간 변화를 중심으로

한수지 , 엄준식 , 이승수 외 1명 한국기상학회 학술대회 논문집 2021.10 학술대회자료

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서울특별시를 대상으로 강수와 미세먼지(PM2.5와 PM10)의 장기간 변동 및 특징과 강수로 인한 미세먼지 세정효과의 장기간 특징을 분석하였다. 강수와 PM10은 21년간(2001~2021년), PM2.5는 7년간(2015~2021년)의 자료를 사용하였다. 강수와 미세먼지의 장기간 변동을 파악하기 위해 기간별(연별, 월별, 계절별) 분석을 수행하였다. PM2.5와 PM10 질량농도는 2021년까지 감소하였으며 PM10 질량농도의 감소율이 PM2.5보다 크게 나타났다. 강수강도는 21년간 뚜렷한 증감 추이를 보이지 않았으며, 연 누적 강수량은 감소 추이를 보였다. 연 누적 강수량 중 여름 누적 강수량이 61.10±12.77% 기여하였으며, 7월 누적 강수량이 연 강수에 31.05±14.49% 기여하였다. 강수로 인한 미세먼지 세정효과 분석을 위해 강수량 자료 사이에 2시간 이상의 시간 간격이 존재하면 독립적인 강수 이벤트로 정의하였다. 강수 이벤트별로 나타나는 미세먼지 세정효과를 세 가지 강수 특성(지속시간, 강수강도, 누적 강수량)의 함수로 정량화 하였다. 모든 지속시간의 강수 이벤트에 대해 미세먼지 세정효율은 PM2.5와 PM10 각각 평균 35.51±71.10%와 39.59±55.68%를 나타냈다. 모든 강수 이벤트에 대해 개별적 이벤트에서 나타나는 PM2.5와 PM10의 세정효과를 도출하고 세 가지 강수 특성을 동시에 정량화 하였다. 강수 이벤트 발생으로 PM2.5와 PM10의 세정효과가 동시에 발생하는 사례가 전체 이벤트의 42.24%로 가장 높은 비중을 차지하였으며, PM2.5와 PM10 모두 세정효과가 발생하지 않는 사례가 전체 이벤트의 19.88%로 두 번째로 높은 비중을 차지하였다. PM2.5와 PM10의 세정효과가 동시에 나타날 때의 평균 세정효율은 약 43%를 보였다. 이에 해당되는 강수 이벤트들에서 산출된 강수 특성의 평균은(강수강도의 평균; 지속시간; 누적 강수량)은 2.42±2.84 mm hr-1, 5.51±5.45 hr, 15.44±23.58 mm 이었으며, PM2.5와 PM10 모두 세정효과가 발생하지 않는 경우의 강수 특성의 평균(1.67±2.74 mm hr-1, 2.46±2.93시간, 4.42±9.21 mm)보다 높은 값을 보였다. 정리하면, 강수의 발생은 항상 PM2.5와 PM10의 세정효과를 야기하는 것은 아니며, 미세먼지 세정효과가 발생하더라도 PM2.5와 PM10이 세정되는 정도가 다르다. 또한 PM2.5와 PM10의 세정효과가 동시에 발생하였을 때의 강수 특성이 세정효과가 발생하지 않았을 때보다 상대적으로 강한 강수 특성을 보였다.

Long-term variabilities and characteristics of precipitation and particulate matters(i.e., PM2.5 and PM10) and the scavenging effect of PMs by the precipitation were analyzed. Precipitation and PM10 measurements for 21 years (2001~2021) and PM2.5 measurements for 7 years (2015~2021) were used. Statistical analysis was performed by period (i.e., yearly, monthly, and seasonally) to identify long-term variabilities in the precipitation and PMs. PM2.5 and PM10 mass concentrations decreased until 2021, and the decreasing rate of PM2.5 mass concentration was lower than that of PM10. There was no significant change in precipitation intensity over 21 years, but the annual precipitation amount tended to decrease. The contribution of the summer precipitation amount (July precipitation amount) was 61.10±12.77% (31.05±14.49%) to the annual precipitation amount. Analysis of the scavenging effect by the precipitation was performed using measurements for 7 years (2015~2021) when PM2.5, PM10, and precipitation data exist simultaneously. The precipitation events were defined based on a time interval(i.e., 2 hours) between hourly precipitation data. The scavenging effect for each precipitation events was quantified as a function of three precipitation characteristics (duration, precipitation intensity, and precipitation amount). The average scavenging efficiency of PM2.5 (PM10) calculated was 35.51±71.10% (39.59±55.68%), The precipitation events that the scavenging effects of PM2.5 and PM10 were occurred simultaneously, and also cases in which the scavenging effect did not occur for both PM2.5 and PM10, accounted for 42.24% and 19.88% of the total precipitation events. The average scavenging efficiency when the scavenging effects of PM2.5 and PM10 appear simultaneously was about 43%. The precipitation characteristics (precipitation intensity; duration; precipitation amount) were calculated from the corresponding precipitation events were 2.42±2.84 mm hr-1, 5.51±5.45 hours, and 15.44±23.58 mm. And the precipitation characteristics that the PMs scavenging effect were not occurred simultaneously were showed a lower values (1.67±2.74 mm hr-1, 2.46±2.93 hours, 4.42±9.21 mm) than the previous characteristics. In other words, precipitation events didn’t inevitably result in the scavenging effect of PMs, and even if the scavenging effect occurs, different variation trends in PM2.5 and PM10 have been shown in some precipitation events. In addition, the precipitation characteristics when the scavenging effect of PM2.5 and PM10 occurred simultaneously represented relatively stronger precipitation characteristics than when the scavenging effect didn’t occur.

#미세먼지 #강수 #미세먼지 세정효과

제 1 장 서론 1
제 2 장 연구자료 및 방법 4
2.1 사용한 자료 및 분석 기간 4
2.2 연구 방법 6
2.2.1 강수와 미세먼지의 장기간 변동 연구 방법 6
2.2.2 강수의 미세먼지 세정효과 연구 방법 7
제 3 장 연구 결과 10
3.1 강수와 미세먼지의 장기간 변동 및 특징 10
3.1.1 장기간 강수의 변동 및 특징 10
3.1.2 장기간 미세먼지(PM2.5와 PM10)의 변동 및 특징 19
3.2 강수로 인한 미세먼지 세정효과 분석 28
3.2.1 강수 이벤트 정의와 발생 분포 28
3.2.2 강수 이벤트 발생 후 미세먼지 세정효과 33
3.2.3 PM2.5와 PM10의 세정효과 비교 및 강수 특성 산출 49
제 4 장 요약 및 결론 55
감사의 글 58
참고문헌 59
Abstract 62

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