따뜻한 대륙성 공기가 고농도 미세먼지 유발

GIST 연구진 포함 한미공동연구팀. 기상패턴에 따른 미세먼지 변화 규명

윤진호 GIST 지구‧환경공학부 교수. GIST 제공

차가운 공기보다 따뜻한 대륙성 공기가 한반도 주변 미세먼지 농도를 상승시켜 대기질을 악화시키는 것으로 나타났다.

광주과학기술원(GIST)은 윤진호 지구‧환경공학부 교수 연구팀, 이다솜 차세대융합기술연구원 선임연구원, 국립환경과학원 대기질예보센터, 서울기술연구원, 전남대 및 부경대, 미국 국립해양대기청(NOAA), 메릴랜드대 연구진 등으로 구성된 한·미 공동 연구팀이 지난 30여년 간 계절별 기상 패턴에 따른 미세먼지 농도의 관계를 규명한 연구결과를 국제학술지 '지구물리학연구저널:대기'에 지난달 게재했다고 25일 밝혔다. 

미세먼지의 배출량과 장거리 수송량 변화로 인한 미세먼지 농도 변화에 대해 그동안 많은 연구가 진행됐지만 주요 요인으로 지목되고 있는 기상 패턴에 대한 체계적인 연구는 부족한 실정이다. 

연구팀은 1988년 이후 30여년 동안의 종관기상패턴 분류(SSC) 자료를 사용해 계절별 종관기상패턴과 미세먼지 농도의 관계를 체계적으로 분석했다. 종관기상은 1000제곱킬로미터(㎢) 이상의 공간에서 며칠 정도의 시간 동안 나타나는 기상상태를 말한다. 

연구 결과 겨울철 고농도 미세먼지는 고기압성 순환 발달과 북풍 계열 바람을 약화시키는 대륙성 온난 기단(온난건조한 날씨)과 관계가 깊고 저농도 미세먼지는 북풍 계열 바람을 강화시키는 대륙성 한랭 기단과 밀접한 관련이 있는 것으로 확인됐다. 

봄철 고농도 미세먼지는 고기압성 순환 발달 및 대기 안정도를 강화시키는 대륙성 온난 기단과 이보다 더 더운 대륙성 열대 기단과 밀접한 관련이 있었다. 특히 대륙성 열대 기단은 대기 안정도를 매우 강하게 발달시켜 매우 높은 농도로 미세먼지를 발생시킨다는 사실을 확인했다. 

윤진호 교수는 “과거 자료를 분석해 날씨와 미세먼지의 관계를 체계적으로 규명했으며 특정 날씨 패턴이 어떻게 겨울철과 봄철 미세먼지를 악화시키는지 확인했다”며 “연구 성과는 일상에서 미세먼지 농도를 예측하는 데 활용될 수 있을 것"이라고 밝혔다. 

겨울철과 봄철 미세먼지 농도 범위에 따른 종관기상패턴 분류 발생 빈도(위)와 1988년부터 2018년까지 한반도 지역 미세먼지 농도 분포(아래). GIST 제공

[윤영혜 기자 yyh@donga.com]