서울과 춘천의 대기오염 농도와 기상요소의 상관성 연구(1997~2006)

Abstract

본 연구의 목적은 대도시(서울) 및 중·소도시(춘천)의 대기오염 농도와 두 지역의 기상요소에 대한 상관성을 고찰·분석하고자 하였다. 연구에 사용한 기상자료는 1997~2006년까지 기상청의 매시간 기상관측 및 목측 관측 자료를 이용하였고, 대기오염 자료는 1998~2006년까지 환경부 소속 국립환경과학원의 매시간 대기오염 측정 자료를 사용하였다. 1977년~2006년까지 30년 동안 서울은 연평균최저기온의 상승폭이 가장 컸으나, 춘천은 연평균최고기온의 변화가 가장 크게 나타났다. 이는 두 도시 모두 기온상승은 지속되었지만 이를 주도한 요소는 다른 것으로 분석되었다. 서울의 시정은 1980년부터 급격하게 나빠져 1990년대 중반까지 10㎞ 부근에서 유지되다가, 이후에는 조금씩 좋아지는 경향을 보이고 있다. 춘천의 시정은 1977년부터 지속적으로 나빠지는 경향을 보이고 있으며, 2001년 이후에는 15㎞ 이내로 급격한 감소가 나타나, 2005년부터는 서울과 거의 같은 시정거리를 보이고 있다. 서울의 CO 농도는 매년 지속적인 감소 추세를 보이고 있으나, 계절적 변화와 시계열적인 양상이 차츰 둔화되고 있다, 반면 춘천은 겨울철동안 CO의 농도가 높아지는 전형적인 계절적 변화 경향을 보이고 있다. NO₂의 농도는 서울과 춘천 두 도시 모두 규제치보다 훨씬 낮게 나타 났으나, 서울은 조금씩 증가하는 경향을 보이고 있고 춘천은 꾸준하게 감소하고 있다. O₃농도는 서울과 춘천 모두 계절적으로 여름에 농도가 높은 유사한 경향을 보이고 있으나, 서울은 감소하는 반면 춘천은 증가하는 경향을 보이고 있다. 이는 서울을 비롯한 수도권의 규제가 강화된 반면, 수도권의 풍하측에 위치하면서 이동된 양과 자체적으로 생산된 양이 누적되고, 춘천은 O₃을 소멸시키는 NO₂의 농도가 점차 감소하는 추세를 보임에 따라 O₃의 소멸작용이 원활하게 이루어지지 않았기 때문이다. 서울·춘천의 PM_(10) 농도에 대한 시계열적인 변화 경향은 겨울에서 봄까지 증가하고, 여름에서 가을은 감소하는 경향을 보이며, 두 지역이 거의 유사하나 서울은 조금씩 감소하는 추세인 반면, 춘천의 경우는 증가하는 경향을 보이고 있다. 시정에 직접적으로 영향을 미치는 미세먼지가 서울에서는 NO₂, O₃, SO₂과 높은 정상관의 관계를 보였고, 춘천은 CO, O₃, SO₂과 정상관의 관계를 나타내었다. 또한, 서울은 기상요소 중 기온, 습도, 운량 등이 시정과 역상관을 보인 반면, 춘천은 풍속과 운량이 약하나마 관계가 있는 것으로 나타났다. 서울의 시정에 영향을 미치는 요인 1에는 NO₂, O₃, SO₂, PM_(10)과 같은 대기오염 물질이 상호적으로 크게 작용하였고, 요인 2로는 기온과 습도 그리고 운량이 영향을 주었다. 춘천의 시정에 영향을 주는 요인 1은 5개 대기오염 물질 모두와 기온이 상호적으로 작용을 하였고, 습도와 풍속이 2차 요인으로 분석되었다.; The purpose of this study is to study and analyze correlation between Air Pollution Concentration and Meteorological Factors in Seoul and Chuncheon. The meteorological data to use this study were meterological observations and observations by naked eyes at regular intervals of every hour from 1997 to 2006, which was carried Korea Meteorological Administration. It were used Air pollution data from 1998 to 2006 which were air pollution data at regular intervals of every hour observed by the National Environmental Institute of Ministry of Environment. Extension of increasing annual average minimum temperature in Seoul from 1977 to 2006 was highest than that of any other intervals. But Chuncheon showed changes of annual average minimum temperature was much higher. Both two cities continued increasing temperature. However it was analyzed that main factors to rising temperature were different from each other. Visibility in Seoul has been very low as approximate 10 Km from 1980 until in the middle of 1990. After the period the visibility has slowly improved. Visibility in Chuncheon continued a low trend from 1977. Very decreasing trend to 15Km started after 2001. The visibility of both cities have been a similar pattern since 2005. The CO₂ concentration in Seoul was continuously decreasing trend. But seasonal changes and time-series pattern were slowly disappearance. However Chuncheon showed a pattern of typically seasonal change, increasing CO concentration in winter season. The NO₂ concentration was far less than limited values of NO₂ concentration in all of both Seoul and Chuncheon. But Seoul showed increased trend and Chuncheon decreased steadily The O₃ concentration in Seoul and Chuncheon showed similar patterns with higher concentration in the Summer season. But there were trends which Seoul decreased and Chuncheon increased in terms of concentration Seoul. While restrictions in Metropolitan area including Seoul intensified Seoul is located at lee side of Metropolitan area, The moving and produced volumes by itself in Seoul was accumulated and The NO₂ concentration which lapsed O₃ in Chuncheon showed slowly decreasing trend. This phenomenon was because the process of extinction was not properly worked. The time-series trend of PM_(10) concentration in Seoul and Chuncheon was increased from Winter to Spring and was decreased from Summer to Autumn. The PM_(10) concentration in two locations were similar trends. But PM_(10) concentration in Seoul was a slightly decreasing trend and in case of Chuncheon PM_(10) concentration was a increasing trend. Particulate to impact visibility directly showed positive correlation among NO₂, O₃, and SO₂ in Seoul and positive correlation between among CO, O₃, and SO₂ in Chuncheon respectively. While temperature, humidity and amount of cloud indicated negative correlation with visibility in Seoul, wind speed and amount of cloud in Chuncheon showed weak correlation with visibility. Air pollution such as NO₂, O₃, SO₂, and PM_(10) worked highly interactive each other as the first primary factor in Seoul to impact visibility and temperature, humidity and amount of cloud as the second primary factor. The first primary factor in Cuncheon to impact visibility worked interactively with five air pollutions plus temperature. Humidity and wind speed was analyzed as the second factor.