대기오염물질(O₃,CO, NO₂, SO₂, PM_(10))에 대한 강수 세정효과

Abstract

본 연구에서는 최근 12년(2002년 1월-2013년 12월) 기간에 남한 지역의 강수와 주요 대기오염물질(O3,CO, NO2, SO2, PM10)의 시간별 지상 자료 간에 상관을 분석함으로써 오염물질에 대한 강수 세정효과(Washout effect)를 여름 및 겨울철에 대하여 각각 조사하였다. 기상청 AWS (Automatic Weather Station) 강수와 환경부 대기오염물질(O3, CO, NO2, SO2, PM10)의 자료를 이용하여 세정효과(i.e., 강수량과 오염물질 농도 간의 유의적인 음의 상관)를 다음 조건 하에서 각각 분석하였다: ⅰ) 계절 (여름, 겨울) 또는 두 종류 강수 형태(대류형, 층운형), ⅱ) 공간 격자(0.25° × 0.25°, 0.1° × 0.1°), ⅲ) 유의수준(p < 0.01, 0.05), ⅳ) 상관 계산시 사용한 관측값(월평균, 시간별), 그리고 ⅴ) 관측값 빈도분포(초기값, log-transformed값). 시간별 관측값을 사용한 상관에서 대류성 강수가 지배적인 여름에 PM10 > SO2 > NO2 > CO > O3, 그리고 층운형 강수가 우세한 겨울에는 SO2 > PM10 > CO > O3 > NO2의 크기순으로 나타났다. 따라서 세정효과는 여름에는 PM10, 그리고 겨울에는 SO2에서 가장 뚜렷하였다. 이러한 순서는 조밀한 공간격자(0.1° × 0.1°), 높은 유의수준(p < 0.01) 그리고 정규분포에 가까운 로그전환 빈도분포에서 상대적으로 현저하였다. 이러한 경향은 월평균 관측값의 상관분석에서는 나타나지 않았다. 여름철 강수량에 비하여 약 1/10정도인 겨울철의 NO2 세정효과는 아마도 중국에서 한반도로의 수송 효과로 인하여 가장 작게 나타나는 것으로 추정되었다.;Washout effect of precipitation on surface major air pollutants (O3, CO, NO2, SO2, PM10) over South Korea in summer and winter during 2002-2013 has been examined by analyzing the correlation between hourly data of Automatic Weather Stations (AWS) precipitation of Korea Meteorological Administration(KMA) and pollutants of Ministry of Environment of Korea (MEK). Washout effect (i.e., the significant negative correlation between precipitation intensity and pollutant concentration) has been analyzed, based on the following conditions: ⅰ) Seasons (summer, winter) or two types of rainfall (convective, stratiform), ⅱ) Spatial grid boxes (0.25° × 0.25, 0.1° × 0.1°), ⅲ) Levels of significance (p < 0.05, 0.01), ⅳ) Different time scale inputs in correlation calculation (monthly average or hourly observation), and ⅴ) Frequency distributions (initial observation, its log-transformed value). In the correlation between hourly observations of precipitation and pollutants during summer of convective rain, the washout effects on the pollutants are as follows: PM10 > SO2 > NO2 > CO > O3. In winter when stratiform rain was dominant, the washout effects were SO2 > PM10 > CO > O3 > NO2. This orders were relatively noticeable in denser spatial grid (0.1° × 0.1°), high level of significance (p < 0.01) and log-transformed frequency distribution. This tendency was not clearly shown in the correlation between monthly averages of hourly observations of precipitation and pollutant. The washout effect on NO2 in winter when the precipitation is about one tenth compared to the one in the summer is almost negligible maybe due to the NO2 transportaion from northeast China to South Korea the effect of transportation.