지구온난화에 따른 지역규모 대기질 영향평가 II

DC Field Value Language
dc.contributor.author 문난경 -
dc.date.accessioned 2017-07-05T01:35:33Z -
dc.date.available 2017-07-05T01:35:33Z -
dc.date.issued 20101231 -
dc.identifier A 환1185 연2010-20 -
dc.identifier.uri http://repository.kei.re.kr/handle/2017.oak/19492 -
dc.identifier.uri http://library.kei.re.kr/dmme/img/001/003/001/기본2010-20문난경.pdf -
dc.description.abstract Accumulated data obtained from satellite, surface, and upper air observations have shown that atmospheric concentrations of greenhouse gases affecting the earth's climate system have increased significantly since the Industrial Revolution. Over the last 250 years, concentrations of long-lived greenhouse gases such as carbon dioxide, methane, and nitrous oxide have increased 35%, 143%, and 18%, respectively, propelling global warming more aggressively than ever before. For example, the radiative forcing due to increased carbon dioxide emissions from fossil fuel consumption and cement manufacture have risen nearly 20% in the last 30 years. As is well known, the ongoing climate change(global warming) has been causing natural disasters such as floods, landslides, heat waves and wildfires while the earth's mean surface temperature has reached the highest level in the first half of 2010. Although research into climate change and its relationship to air quality has been vigorously pursued in some countries, few such studies have been undertaken in South Korea. Accordingly, the first year of study in 2009 was focused on building a down-scaling modeling system used to predict a three-dimensional meteorological field and its influences on regional scale air quality caused by climate changes. Subsequently, the impact of climate change on regional scale air quality was evaluated under the SRES A1B climate change scenario. Anthropogenic and natural emissions were fixed at the current value in forecasting current and future air qualities in order to closely investigate climate change effects alone. The results showed that the number of days exceeding national standard for 8-hour ozone concentration would increase by about 9 days in South Korea in 2055 as compared to 1995. In other words, the deterioration of air quality due to global warming would be certain even in the unlikely scenario that emissions remain at the current levels. Based on the results of the first year of the study, the current study, the second year, estimated changes in future air quality considering changes in both climate and emissions. Emissions of the projection year are based on 1) SRES A1B, 2) the maximum and 3) the minimum level of China's emissions. Moreover, the effects of climate change alone was measured with emission rate calculated at the present level. Simulation results for three summers current (from 1994-1996) and future (2054-2056) each in East Asia using the down-scaling meteorological modeling system indicated that the north pacific anticyclonic will strengthen and the seasonal rain front will move to the north in the future. The mean temperature in South Korea, Japan, and the north pacific area will increase by approximately 2℃, while precipitation will increase except for the eastern part of Tibetan Plateau and the north pacific area. In South Korea, the mean temperature will rise by 1.51℃, with the Youngnam area experiencing the largest increase of 1.75℃. In addition, the mean accumulated precipitation is expected to increase, with the Kangwon area experiencing the largest increase of 140mm. The mean PBL height decline of 24m on average is predicted overall in South Korea; however, the daily maximum mean PBL height increase of 18m and 8m in Youngnam and Honam areas respectively is expected, areas where a relatively dramatic increase of the mean temperature will likely materialize. The current study also examined the fluctuations in ozone concentration on the Korean peninsula, calculated using the regional air quality model (CMAQ). Results showed that even if emissions are maintained at the current levels, ozone concentration will certainly increase due to global warming. The effects of climate change alone in South Korea account for an increase of 7ppb in summertime daily average of maximum 8-hour ozone concentration. In particular, Youngnam and Honam areas, with predicted dramatic increases in average temperatures, will experience significant increases of approximately 8ppb. Taking China's emissions into consideration, the combined effect on air quality due to changes in both climate and emissions was investigated. The results showed that the daily average of maximum 8-hour ozone concentrations increase of around 16ppb under the SRES A1B, about 19ppb in the scenario of maximum future Chinese emissions, and about 5ppb with minimum Chinese emissions. Based on the results above, the study predicted that up to 22 additional days each year will exceed the 8-hour ozone concentration limit of 60ppb in the future in South Korea under the future climate and SRES A1B emission scenario. The contributions of different processes were assessed by means of the Process Analysis(PA) available within the CMAQ model. Providing the effects of all the physical processes and net effect of chemistry on model predictions, the process analysis indicated that the increased ozone concentration for the future in South Korea is mainly due to horizontal and vertical transport phenomena originating from China's wind flow. Following, the mortality effect of increased ozone concentration on the population of South Korea was calculated using the Concentration-Response function. It was estimated that the total number of premature deaths due to increased ozone concentrations in 2055 compared with 1995 is 4,160 under climate change and SRES A1B emission scenario, and 2,294 under climate change alone. Nor surprisingly, it is also expected that the number of premature deaths for the year 2055 might increase more significantly if future population and age distribution caused by extension of the average life expectancy is taken into consideration in this study. In conclusion, air quality will indubitably deteriorate if human activities continue as they are, not to mention under the SRES A1B emission scenario. Worse yet, the results presented here imply that the impacts of climate change on air quality in East Asia are more serious than any other region in the world. Accordingly, the policies related to emission reduction and strengthening of environmental standards enabling sustainable management of future air quality should be thoroughly prepared . Last but not least, adaptation strategies for public health also need to be considered carefully. -
dc.description.tableofcontents 제1장 서 론 <br> 1. 연구 배경 및 필요성 <br> 2. 연구 목표 <br> <br>제2장 기후변화 전망 <br> 1. 수치모의 설계 <br> 가. 초기조건 및 경계조건 <br> 나. 수치모의 기간 <br> 2. 기후변화에 따른 기상장의 변화 고찰 <br> 가. 동아시아 기상장 평가 <br> 나. 한반도 기상장 평가 <br> 3. 기상장 변화 요약 <br> <br>제3장 지구온난화에 따른 대기질 평가 <br> 1. 대기질 수치모의 설계 <br> 가. 기상자료 <br> 나. 경계조건 <br> 2. 동아시아 장래 배출량 전망 <br> 가. 인위적 배출량 산정 <br> 나. 자연적 배출량 산정 <br> 다. 중국 배출량 전망 <br> 3. 대기질 변화 <br> 가. 배출량 시나리오별 오존 농도 변화 <br> 나. 오존 농도에 따른 환경기준치 비교 <br> 다. 대기질 변화 요약 <br> 4. 대기질 변화에 따른 조기사망자 수 전망 <br> <br>제4장 정책적 제언 및 활용 방안 <br> <br>제5장 결론 <br> <br>참고 문헌 <br> <br> <br> <br>Abstract <br> <br> <br> <br> -
dc.description.tableofcontents <br> 제1장 서 론 <br> 1. 연구 배경 및 필요성 <br> 2. 연구 목표 <br> 제2장 기후변화 전망 <br> 1. 수치모의 설계 <br> 가. 초기조건 및 경계조건 <br> 나. 수치모의 기간 <br> 2. 기후변화에 따른 기상장의 변화 고찰 <br> 가. 동아시아 기상장 평가 <br> 나. 한반도 기상장 평가 <br> 3. 기상장 변화 요약 <br> 제3장 지구온난화에 따른 대기질 평가 <br> 1. 대기질 수치모의 설계 <br> 가. 기상자료 <br> 나. 경계조건 <br> 2. 동아시아 장래 배출량 전망 <br> 가. 인위적 배출량 산정 <br> 나. 자연적 배출량 산정 <br> 다. 중국 배출량 전망 <br> 3. 대기질 변화 <br> 가. 배출량 시나리오별 오존 농도 변화 <br> 나. 오존 농도에 따른 환경기준치 비교 <br> 다. 대기질 변화 요약 <br> 4. 대기질 변화에 따른 조기사망자 수 전망 <br> 제4장 정책적 제언 및 활용 방안 <br> 제5장 결론 <br> 참고 문헌 <br> Abstract <br> -
dc.format.extent 88 p. -
dc.language 한국어 -
dc.publisher 한국환경정책·평가연구원 -
dc.title 지구온난화에 따른 지역규모 대기질 영향평가 II -
dc.type 기본연구 -
dc.title.original The impact of climate change on regional scale air quality II -
dc.title.partname 연구보고서 -
dc.title.partnumber 2010-20 -
dc.description.keyword 기후변화대응 -
dc.description.bibliographicalintroduction 국문요약 지구의 기후시스템에 영향을 미치는 온실가스의 대기 중 농도는 최근 위성관측기술의 발달과 함께 지표면, 해양, 그리고 상층 관측의 누적된 자료를 이용하여 분석한 결과 산업혁명 이후로 그 농도가 현저하게 증가하고 있음이 밝혀졌다. 특히, 이산화탄소, 메탄, 그리고 아산화질소와 같이 상대적으로 수명이 긴 온실가스의 농도는 지난 250년 동안 각각 35%, 143%, 그리고 18% 정도 증가하였다. 그중에서 대표적인 인위적 온실가스인 이산화탄소의 경우 화석연료의 연소와 시멘트 제조과정에서의 배출량이 지난 30년 사이에 약 70% 증가하였고, 그로 인해 복사강제력이 약 20% 증가하는 등 인위적 요인에 의해 배출된 온실가스로 인하여 지구온난화가 급격하게 진행되고 있는 추세이다. 지구온난화로 인하여 2010년 상반기 지구표면의 평균기온이 관측이 시작된 1880년 이래로 가장 높은 수치를 보이는 등 지구촌 곳곳에서 홍수, 산사태, 혹서, 산불 등과 같은 자연재해를 일으키고 있다. 이에 1차 연도(2009년) 연구에서는 지구온난화(기후변화)에 따른 대기질 전망 시스템을 구축하고, SRES A1B 시나리오에 대한 국내 대기질 변화를 평가하였다. 이때, 지구온난화에 따른 한반도의 기상변화로 인한 대기질 변화를 살펴보기 위하여 미래의 대기오염물질 배출량을 현재의 값으로 고정한 후 대기질 변화를 살펴보았다. 그 결과, 현재보다 미래의 대기질이 악화되어 여름철에 8시간 평균 오존농도의 환경기준치를 초과하는 일수가 현재 대비 한반도 평균 약 9일 증가하는 것으로 나타났다. 이는 현재의 산업활동과 인간활동이 유지될 경우 기후변화로 인한 기상환경 변화만으로도 건강에 미치는 영향이 큰 오존의 경우 현재 대비 환경기준치 초과 일수가 증가하므로 미래의 대기환경을 대비하여 배출허용량 또는 환경기준치 강화 등의 대기정책을 수립할 필요가 있음을 시사하였다. 이러한 1차 연도 연구 결과를 토대로 본 연구(2차 연도)에서는 기후변화로 인한 기상환경 변화와 미래의 배출량 변화를 함께 고려하여 미래의 대기질을 전망하였다. 이때 배출량 시나리오는 1) IPCC SRES A1B 시나리오에 따른 미래 배출량 적용, 2) 미래에서의 중국 배출량이 최대인 경우, 3) 미래에서의 중국 배출량이 최소인 경우의 세 가지에 대하여 적용하였다. 또한 1차 연도 연구에서 실시한 현재와 동일한 배출량을 적용하여 지구온난화에 따른 기상변화로 인한 영향을 함께 비교해 보았다. 다운 스케일링 기법을 적용하여 기후변화를 예측한 결과, 현재 대비 미래에 1) 동아시아 영역에서 북태평양 고기압의 강화와 장마전선의 북상이 전망되며, 2) 하층대기의 기온은 전반적으로 상승하는 가운데 한반도, 일본 및 북태평양 지역의 기온이 2℃ 이상 상승하고, 3) 강수는 티벳고원 동쪽과 일본의 남쪽 해상을 제외한 모든 지역에서 전반적으로 증가할 것으로 예측되었다. 한반도 영역에서는 현재 대비 미래에 남한 지역 평균으로 지표면 기온이 1.51℃ 증가하며 그중에서도 영남권에서 1.75℃ 증가하는 등 한반도의 남쪽 지역에서 상대적으로 크게 증가하는 것으로 전망되었다. 여름철 평균 누적강수는 남한 지역 전체에서 증가할 것으로 전망되는 가운데 강원권이 140mm 증가로 가장 크게 증가하며, 평균 PBL 고도는 남한 지역 전체 평균으로 24m 감소하는 등 모든 권역에서 감소하지만 일최고 평균 PBL 고도는 다른 권역에 비하여 상대적으로 기온이 많이 상승할 것으로 예측된 영남권과 호남권에서 각각 18m와 8m 정도 증가할 것으로 전망되었다. 남한 지역에서 CMAQ 모델로 예측된 현재와 미래의 오존 농도 변화를 살펴보았다. 미래의 기후변화만을 고려했을 때 일최고 8시간 평균 오존 농도는 남한 지역 평균으로 약 7ppb 증가하였다. 그중에서도 기온이 상대적으로 많이 상승할 것으로 예측된 호남권의 경우 약 8ppb 증가하여 타 권역에 비해 상대적으로 증가량이 크게 나타났다. 중국의 배출량을 함께 고려한 경우 남한 지역 평균된 일최고 8시간 평균 오존 농도는 A1B 시나리오에서 약 16ppb, 중국 배출량 최대 시나리오에서 약 19ppb, 중국 배출량 최소 시나리오에서 약 5ppb 만큼 증가하였다. 미래기후에서 증가된 오존 농도로 인한 환경기준치 초과 일수는 SRES A1B 시나리오의 경우 남한 지역 평균으로 약 22일 이상 증가하는 것으로 나타났다. Process Analysis(PA) 분석을 통하여 살펴본 결과, 수평 수송, 연직 수송, 광화학 반응, 구름 및 건성 침적에 의한 영향 가운데 중국으로부터의 수평 및 연직 수송이 미래기후에서 오존 농도 증가에 가장 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. 이러한 미래의 오존 농도 증가가 인체에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 오존 농도와 관련된 C-R 함수를 이용하여 조기사망자 수를 전망해 본 결과, SRES A1B 시나리오에서 증가된 오존 농도로 인하여 1995년 대비 2055년에 남한 전체에서 4,160명의 조기사망자 수가 예상되었으며, 배출량의 변화 없이 기상만 변화하는 경우에도 증가된 오존 농도로 인하여 2,294명의 조기사망자 수가 예측되었다. 하지만 본 연구에서는 평균 수명 연장으로 인한 미래의 인구 및 연령분포를 적용하지 않아 실제 미래의 조기사망자 수는 훨씬 증가할 것으로 예상됨에 따라 미래의 대기질 악화에 대비한 보건대책 마련이 필요할 것으로 판단된다. -
dc.contributor.authoralternativename Moon -
dc.contributor.authoralternativename NanKyoung -
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