Ⅰ. 연구의 배경 및 목적
o 환경영향평가에서 대기질 평가에 주로 활용하고 있는 대기질 모델은 가우시안 플룸 모델 중 하나인 AERMOD 모델임
ㅇ AERMOD는 PC에서 간편하게 수행할 수 있으며, 모델링 수행시간이 짧고 다양한 오염원을 대상으로 모델링 수행이 가능

o 다만 AERMOD 모델은 모델링 대상 지역의 대기오염물질 배출로 인한 대기 중 화학반응의 영향, 외부로부터의 유입 등은 고려하기 어려움
ㅇ 대상 지역 내 화학반응으로 생성되는 2차 대기오염물질 평가는 3차원 기상장 모델, 대기질 모델링 수행으로 가능함

o 본 연구에서는 AERMOD의 한계점 개선을 위해 3차원 광화학 모델인 CMAQ(Community Multiscale Air Quality)을 AERMOD와 연계하여 Hybrid 시스템을 구축하여 그 적용 가능성을 살펴봄
ㅇ 2차 대기오염물질의 화학반응을 고려하지 못하는 가우시안 플룸의 단점을 보완하고, 이를 가우시안 플룸 모델의 격자 형태로 고해상도의 결과를 도출하여 국지적인 자료 지원이 힘든 3차원 광화학 모델의 해상도 측면의 단점을 보완하는 효과 기대

Ⅱ. CMAQ-AERMOD Hybrid 시스템 소개
o CMAQ-AERMOD 모델의 Hybrid 모사는 고해상도인 AERMOD의 결과 값을 격자 변환을 통해 해당 좌표의 CMAQ 격자 농도와 계산을 수행함
o 해당 격자의 2차 생성물질, 생물성 연소에 의한 영향 등은 별도로 계산하여 식에 추가함으로써 기존 AERMOD의 고해상도 격자를 가지면서 CMAQ의 3차원 화학반응 계산이 고려된 결과 값 산출 가능

Ⅲ. 유해대기오염물질의 Hybrid 모델링 적용
o 유해대기오염물질 Hybrid 모델링 적용지역으로 여수 국가산업단지를 선정하였으며, 2018년 11월에 대한 AERMOD 결과, CMAQ 결과, Hybrid 결과를 비교하는 연구를 수행
ㅇ AERMOD 모델링 분석 결과 면오염원의 영향으로 35㎍/m3 이상의 벤젠 농도가 도출되었고, 선오염원의 경우 비교적 낮은 0.1~0.15㎍/m3 수준의 농도가 모사됨
ㅇ CAPSS 2016년 배출량을 바탕으로 한 CMAQ-toxic 모델링 결과는 약 6㎍/m3 수준으로 비교적 낮게 나타남
ㅇ Hybrid 모사 결과 CMAQ의 농도가 AERMOD의 농도 구배에 보정이 되며 전체적인 농도가 낮아지면서 면오염원의 중심농도가 약 15㎍/m3 수준으로 감소하고, 이는 광화학 측정망 일평균 관측자료와 유사한 범위 내에서 모델이 모사하는 것으로 확인됨

Ⅳ. 일반대기오염물질의 Hybrid 모델링 적용
o 일반대기오염물질의 Hybrid 모델 적용지역으로는 신규 주거지역이 형성되어, 주거시설, 교통 등의 영향으로 NOx, 미세먼지 등의 배출이 예상되는 내포신도시를 선정함
ㅇ AERMOD 분석 결과 지역 특성상 뚜렷한 점오염 배출이 존재하지 않고 낮은 농도의 선·면 오염원에 의한 영향으로 NOx는 약 2.5ppb, PM2.5는 약 1.5㎍/m3 수준의 농도가 모사됨

o 이러한 결과는 AERMOD 모델링이 분석지역 내의 배출만으로는 정확한 대기질을 모사하는 데 일부 한계가 있는 것으로 설명됨
ㅇ Hybrid 결과로 NOx의 경우 최대 45ppb, PM2.5의 경우 20~50㎍/m3 수준의 농도를 도출하였음