천리안 환경위성으로 지상 대기오염도 파악

환경부 소속 국립환경과학원(원장 김동진)은 12월 20일부터 환경위성센터 누리집(nesc.nier.go.kr)에서 정지궤도 환경위성(천리안 환경위성 2B호) 기반의 '지상 이산화질소(NO2) 추정농도 영상'을 실시간으로 공개한다.

이번에 공개하는 영상은 에어로졸* 및 이산화황 이동량, 지상 미세먼지 및 초미세먼지 추정농도에 이어 다섯 번째** 환경위성 활용산출물에 해당한다.

* 대기 중 떠다니는 고체 또는 액체상의 입자상 물질의 총칭으로, 미세먼지는 대표적인 에어로졸임

** 에어로졸 이동량('21.11.5.~), 지상 미세먼지 추정농도 및 지상 초미세먼지 추정농도('21.12.30.~), 이산화황 이동량('22.12.8.~), 지상 이산화질소 추정농도('22.12.20.~) 

이산화질소는 대표적인 대기오염물질 중의 하나로 오존과 초미세먼지 생성의 원인물질이자 반응성 기체로서 자동차 등 내연기관과 고온의 산업 연소시설 등에서 주로 발생한다.

위성 관측 이산화질소 농도는 지상에서부터 대기 상단까지의 이산화질소를 모두 포함하는데 인체에 직접 영향을 미치는 것은 지상에서의 농도이다.

기상, 굴뚝 배출 등 상황에 따라 대기 전체층 농도와 지상 농도 간의 차이*가 있을 수 있어(그림 1 붉은색 원) 지상에서의 농도를 알기 위해서는 기상 등 다양한 자료와 인공지능 기법을 융합하여 한 차례 가공하는 과정이 필요하다.

* 중국 동부지역의 경우 대기전체층 농도는 높으나 지상 농도는 낮게 나타남

기존의 위성 관측자료에 지상에서의 이산화질소 농도 추정 결과까지 더해진다면 지상과 대기 전체층의 공간 분포 비교도 가능(그림 1 파란색과 검은색 네모)하다.

국립환경과학원 연구진은 지상 이산화질소 추정농도 산정기법이 이산화질소의 공간 분포뿐 아니라 주요 도시에서의 시간별 변화까지도 매우 유사하게 산출하는 것을 확인(그림 2)했다. 

서울과 같이 자동차 등 지상에서의 이동오염원 배출이 우세하여 대기전체층 농도(그림 2-a 연두색 선)와 지상의 농도(그림 2-a 노란색과 파란색 선)가 비교적 유사한 분포를 보이는 경우뿐만 아니라, 

울산과 같이 굴뚝 등 산업시설 배출이 포함되어 대기전체층 농도(그림 2-b 연두색 선)가 지상에서의 농도와 다른 일 변화를 보이는 경우에도 지상 이산화질소 추정농도(그림 2-b 파란색 선)는 지상 관측농도(그림 2-b 노란색 선)와 매우 유사하게 산출됐다.