대륙성 온난·열대 기단, 겨울철 미세먼지 농도 높인다

한반도 종관기상 자료 30년 치 분석
대륙성 온난·열대 기단, 북풍 계열 바람 줄여
대기안정도 올라가며 미세먼지 농도 짙어져

겨울철과 봄철 미세먼지 농도 범위에 따른 종관기상패턴 분류 발생 빈도 그래프(위). 1988년부터 2018년까지 한반도 지역 종관기상패턴 분류에 따른 미세먼지 농도 공간분포(아래). /광주과학기술원

따뜻한 대륙성 공기가 한반도 주변 미세먼지 농도를 높여 대기질을 악화시킨다는 연구 결과가 나왔다.

광주과학기술원(GIST)은 지난 30년간의 계절별 기상패턴과 미세먼지 농도를 분석해 대륙성 온난 기단(Dry Moderate, DM)과 대륙성 열대 기단(Dry Tropical, DT)이 미세먼지 농도를 높인다고 25일 밝혔다. 대륙성 온난 기단은 온난건조한 날씨를, 대륙성 열대 기단은 온난 기단보다 더운 날씨를 유발하는 공기 덩어리다.

이번 연구는 윤진호 GIST 지구환경공학부 교수 연구팀을 포함해 차세대융합기술연구원, 국립환경과학원, 서울기술연구원, 전남대, 부경대 국내 연구진과 미국 국립해양대기청, 메릴랜드대가 공동으로 진행했다.

고농도 미세먼지는 아직까지 정확한 발생 원인이 밝혀지지 않았다. 앞서 미세먼지 배출량이나 장거리 수송량 변화를 중심으로 한 미세먼지 농도 관련 연구는 있었지만, 기상에 대한 체계적인 연구는 부족하다는 게 연구팀의 설명이다.

연구팀은 한반도 주변 30년 정도의 종관기상(1000㎞ 규모 공간에서 며칠 정도 이어지는 기상상태) 자료를 미세먼지 농도와의 관계를 고려해 분류했다. 그 결과, 겨울철 고농도 미세먼지는 고기압성 순환 발달과 북풍 계열 바람을 약화시키는 대륙성 온난 기단과 관계가 있는 것으로 나타났다. 반대로 북풍 계열 바람을 강화시키는 대륙성 한랭 기단은 미세먼지 농도를 낮췄다.

미세먼지 농도가 급격히 높아지는 봄철에는 대륙성 온난 기단과 대륙성 열대 기단이 영향을 미쳤다. 특히 대륙성 열대 기단은 대기안정도를 강하게 발달시켜 매우 높은 농도의 미세먼지 현상을 유발하는 것으로 확인됐다.

윤진호 교수는 “과거 자료의 분석을 통해 특정 날씨 패턴이 어떤 이유로 겨울철과 봄철 미세먼지를 악화시키는지 확인했다”며 “이번 연구는 일상 날씨 예보를 미세먼지 농도 예측에 활용할 수 있음을 보여준다”고 말했다.

이번 연구 결과는 대기과학 분야 국제 학술지 ‘지구 물리 연구저널: 대기(Journal of Geophysical Research: Atmosphere)’에 지난달 15일 온라인으로 게재됐다.

[참고 자료]

Journal of Geophysical Research: Atmosphere, DOI: https://doi.org/10.1029/2022JD037517

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