남한 지역의 대기오염물질(O₃, CO, NO₂, SO₂, PM10)에 대한 여름철 강수의 세정효과

Abstract

본 연구에서는 환경부의 대기오염물질(O3, CO, NO2, SO2, PM10) 및 기상청의 AWS 강수 강도의 시간별 자료를 이용하여 남한 지역의 85개 지점의 0.25° X 0.25° 공간 격자에서 2002-2011년의 여름철에 대기오염물질에 대한 강수 세정효과를 조사하였다. 강수 메커니즘에 따른 세정효과 차이를 조사하기 위하여 전체 기간(Period 1), 그리고 Period 1에서 태풍 및 장마 기간을 제외한 Period 2에 대하여 각각 분석하였다. Period 1의 강수 강도(8.7 mm/hr)은 Period 2 (2.8 mm/hr)에 비하여 ∼3배 이었다. 대기오염물질에 대한 강수 세정효과(i.e., 두 변수 간의 유의미한 음의상관)는 O3를 제외한 대기오염물질에서 나타났다. 세정효과의 상대적인 세기는 PM10 〉 SO2 〉 NO2 〉 CO 순으로 나타났다. NO2에 대한 세정효과는 CO에 비하여 대체로 컸으나, 강수 강도가 큰 Period 1에는 작았다. CO 농도 감소는 세정효과 뿐만 아니라, 강수 시에 대류 활동에도 의존하는 것으로 추정되었다. 지표 부근의 O3 농도는 강수 시에 대류활동으로 인한 하부 성층권의 고농도 오존과 하층의 저농도 오존의 혼합으로 인하여 증가하였다. 강수 세정효과를 종합할 때, NO2에 대한 강수 세정효과의 변동은 다른 대기오염물질에 비하여 컸다. 산성비 또는 이차 대기오염물질과 관련된 SO2, NO2, PM10 그리고 O3에 대한 강수 세정효과를 분석한 본 연구는 대기질 감시 및 개선에 유용하다.;The washout effect of summertime rainfall on the air pollutants (O3, CO, NO2, SO2, PM10) has been investigated over the 85 spatial grids of 0.25° X 0.25° in South Korea during 2002-2011, based on the hourly surface observations of air pollution from the Ministry of Environment and the Automatic Weather Station (AWS) rainfall from the Korea Meteorological Administration. In order to examine the effect under different rainfall mechanisms, the analysis has been carried out for the total period (Period 1), and the period excluding Changma and Typoons (Period 2). The rain rate (8.7 mm/hr) for Period 1 is ~3 times as large as the rain rate (2.8 mm/hr) for Period 2. The scavenging of air pollutants (PM10, SO2, NO2, CO) by rainfall (i.e., negative correlation between the two variables) has been significant except for O3. The relative intensity of the rainfall washout is shown in the order of PM10 〉 SO2 〉 NO2 〉 CO. The washout is generally more effective on NO2 than on CO, except for the heavy rainy Period 1. The CO concentration may be reduced due to both the washout and convective activity in the rainy condition. The surface O3 has been increased due to more active, vertical mixing during the convective rain, leading to downward influx of high O3 concentration from low stratosphere. The variability of the washout on NO2 is the largest among the four pollutants (PM10, SO2, NO2, O3). This study can be useful to monitor and improve air quality in view of the acid rain and secondary air pollutants.