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봄, 겨울 블로킹이 한국 PM10 농도에 끼치는 영향

Title
봄, 겨울 블로킹이 한국 PM10 농도에 끼치는 영향
Other Titles
The Effects of Spring and Winter Blocking on PM10 Concentration in Korea
Authors
윤숙경
Issue Date
2019
Department/Major
대학원 기후·에너지시스템공학과
Publisher
이화여자대학교 대학원
Degree
Master
Advisors
유창현
Abstract
블로킹은 국지적으로 발달하는 악기상 현상과 밀접한 관련을 갖는 것으로 알려져 있으며 한반도 한파에 끼치는 영향에 대한 국내 연구 또한 다수 이루어졌다. 그러나 블로킹이 한반도 미세먼지에 끼치는 영향에 대한 연구는 부족한 상황이다. 이 연구에서는 블로킹과 한국 PM10 농도의 상관성을 분석하였다. KMA (Korea Meteorological Administration)의 일일평균 PM10 농도를 바탕으로 전국적으로 농도가 나쁜 날을 선정하였다. 블로킹은 Hybrid index (Dunn-Sigouin et al., 2013)를 이용하여 탐지하였다. 500-hPa 지위고도, 850-hPa, 200-hPa 풍속 분석과 블로킹 지수 작성에는 ECMWF ERA-interim (The European Centre for Medium-Range Weather Forecasts reanalysis data)가 사용되었다. 블로킹 월간 발생빈도와 국내 고농도 이벤트의 발생 빈도의 피어스 상관계수, 고농도 이벤트의 발생빈도와 기상 변수의 월간 아노말리의 상관계수, 그리고 실제 블로킹이 일어났을 때의 PM10과 기상장을 분석하였다. 겨울 서태평양에서 높은 양의 상관, 우랄-시베리아에서 음의 상관을 기록하였으나 봄에는 겨울보다 상관성이 낮았다. 월간 기상장과 블로킹의 상관계수 지도에 따르면, 고농도 이벤트에 영향을 주는 기상장은 겨울에는 선행연구와 일치하였으나 봄에는 상반된 특징을 갖는다. 이를 고려하여 고농도 이벤트를 국내 850-hPa 아노말리가 양의 값일때와 음의 값인 경우로 나누어 다시 블로킹 월간 빈도와 상관관계를 보았을 때, 풍속 아노말리가 음일 때 일어난 고농도 이벤트는 태평양 블로킹과 더 뚜렷한 관계를 가지나, 봄은 여전히 관계성이 낮다. 태평양 블로킹, 우랄 블로킹, 한국 블로킹이 일어났을 때 태평양과 한국 블로킹이 발생하면 사막 북쪽에 형성된 저기압으로 인해 먼지 발생이 증가하여 PM10 농도가 증가한다. 세 블로킹이 발생하는 동안 사막 북쪽에 고기압이 형성되거나 기압 경도가 약해져 먼지 발생이 감소한다. 또한 고농도 이벤트가 일어났을 때 극동아시아 해안의 SST 아노말리 남북경도의 역전과 겨울의 높은 500-hPa 지위고도 상관성의 정확한 인과관계를 파악하기 위해 SST가 역전하였을 때 태평양 블로킹을 검사하였다. 결과 극동아시아 해안에서 SST가 역전하면 블로킹이 평년보다 서쪽에서 일어나며, 태평양 블로킹이 국내 블로킹과 독립적으로 발생한 현상임을 증명하였다. ;Blocking is known to be related to the locally developed abnormal climate, and several studies have also been found the effects of the cold wave on the Korea. However, there is no study of the effects of blocking on the Korea dust. This study analyzed the correlation between blocking and PM10 concentration in Korea. Based on KMA's daily PM10 data, days with a high PM10 concentration nationwide (a high PM10 event) were selected. Blocking are detected by Hybrid index (Dunn-Sigouin et al., 2013). The European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF ERA-Interim) reanalysis data were used as 500-hPa Geopotential height and 850-hPa, 200-hope wind speed analysis and making the blocking index. The correlation between the monthly blocking frequency at each grid point, the monthly frequency of high PM10 events, PM10 and the weather system when blocking occurred are analyzed. The high and positive correlation between blocking and PM10 event was recorded in the western Pacific in winter, and also Ural-Siberia blocking has a high negative correlation. But in the spring there was less correlation. Monthly correlation of Atmospheric systems affecting high PM10 events were consistent with previous studies in winter, but have opposite characteristics in spring. Considering this, When a high PM10 event was analyzed again by dividing the Korea 850-hPa daily wind speed anomaly into positive and negative cases, a high PM10 event that occurred when the wind speed anomaly was negative had a more significant relationship with the Pacific blocking, but spring is still less relevant. When Pacific blocking, Ural-Siberia blocking and Korea blocking occur, the PM10 concentration increases due to the low pressure formed in the north of the desert. During the all three blockings, high pressure forms in the north of the desert or geopotential height gradient decreases, reducing dust generation. In addition, Pacific blocking was examined when the SST was reversed coast in order to understand the exact relationship between the reversal of the SST Anomaly near Korea and the high correlation of Z500 and blocking in winter when the high PM10 event occurred. Results show that Pacific blocking has occurred more western than average year when Far East SST gradient reversed and also is independent with Korea blocking.
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