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송옥주, 미세먼지 예보 부정확 이유 밝혀 2017-10-13 10:59
예측모델링 해상도·측정구 높이가 원인

【에코저널=서울】그동안 미세먼지가 고농도일 때 예보가 부정확해 비판이 제기돼 왔다. 그 이유가 현재 예측모델링의 해상도가 낮아 풍속과 대기질을 잘못 예측했고 대기측정소의 측정구가 지나치게 높게 설치됐기 때문인 것으로 확인됐다.

국회 환경노동위원회 더불어민주당 송옥주 의원(비례대표)은 13일 환경부 국정감사에서 국립환경과학원의 예보 모델링 관련 연구보고서를 토대로 “현재 모델링의 해상도가 낮고 대기질 측정구가 규정보다 높아 국민의 체감오염도를 반영하지 못했다”면서 “환경부가 ‘동네 예보’를 추진하는 만큼 초고해상도 상세모델로 개선하고 측정소를 체감오염도를 반영할 수 있도록 이관해야 한다”고 주장했다.

대기오염측정망 설치·운영지침에 따르면 일반대기측정소의 측정구는 1.5~10m 높이에 설치해야 하지만, 대부분은 규정보다 높게 설치돼 있었다.

서울시에 자치구별로 설치돼 있는 25개 도시대기측정소의 측정구 높이는 평균 15m다. 마포구(마포아트센터) 측정소의 측정구가 가장 높았는데, 무려 28m로 규정보다 3배 가까이 높았고, 가장 낮게 설치된 곳도 사람이 숨 쉬는 높이보다는 훨씬 높은 5.5m(성동구)였다.

규정에 맞게 설치한 곳은 성동구, 은평구, 송파구, 구로구 등 4개에 불과했고, 나머지 21곳(84%)는 규정을 위반해 설치된 것이다. 특히, 양천구 측정소는 작년에 이전하면서 규정을 어기고 이전보다도 더 높게 설치했다.

측정구 높이 17.5m에서의 대기오염도와 시민들이 호흡하는 높이와 가까운 2.5m에서의 농도를 시각적으로 보여준다.

측정구의 높이가 시민들이 호흡하는 위치보다 너무 높다보니 측정 결과가 시민들의 체감오염도를 제대로 반영하지 못하고 있다. 모델링 예측의 오류와는 별개로 대기 측정구의 이전 설치가 필요하다는 것을 증명해 준 사례다.

국민의 건강피해 예방을 위해서는 정확한 예보가 중요하다. 전체적인 예보 적중률은 (최근 3년 평균으로) 80%대 후반이지만, 고농도일 때의 적중률은 PM-10은 67%, PM-2.5는 73%에 머물고 있다. 그 이유는 현행 모델의 해상도가 낮기 때문인 것으로 확인됐다.

현재 수도권에 적용하고 있는 모델은 고(高)해상도 CMAQ이지만 단위격자가 3km*3km이다보니 고층건물이나 상세지형을 반영하지 못한다. 그에 반해 환경부가 개발을 검토 중인 상세모델(CFD-Chem)은 단위격자가 10m*10m인 초고(超高)해상도입니다. 해상도가 300배 차이가 납니다.

건강 피해는 고농도일 때 일어나므로 고농도 예보 적중률을 높여야 하고, 이를 위해서는 판단의 근거가 되는 모델링 예측 정확도의 개선이 선행되어야 한다.

국립환경과학원이 현행모델의 정확도를 평가하기 위해 서울의 영등포 당산동, 은평구 불광동, 노원구 상계동 등 3곳을 대상으로 기상과 대기질 관측치와 모델의 예측치를 비교한 결과를 보았더니 아주 흥미로운 사실이 확인됐다.

풍속은 대기오염물질의 확산 정도를 결정하는 기초적이면서도 가장 중요한 기상 조건이다. 풍속이 크면 대기오염이 확산되고 작으면 정체된다. 당산동의 경우 실제로 풍속이 1.4 m/s 였는데 현행모델은 이보다 빠른 3.8 m/s로 예측했고, 상세모델은 관측과 비슷하게 1.6 m/s로 예측했다.

풍향도 대기오염 확산의 중요한 기상 조건인데, 현재 모델은 풍향을 실제와는 정반대로 예측하는 경우도 있었다. 실제로 당산동 지역에 서풍 계열의 복잡한 바람이 불었는데, 현재 모델은 단조로운 북동風으로 잘못 예측하였다. 반면에 상세모델은 관측과 유사하게 서남風으로 예측하였다.

기상예측이 잘못되면 대기오염도 예측도 빗나가게 된다. 실제로 불광동의 이산화질소(NO2)는 실측치가 35.2 ppb였는데, 현행모델은 이보다 훨씬 낮은 22.7 ppb로 예측했고, 상세모델은 실측과 비슷하게 36.7 ppb로 예측했다.

현행모델은 이산화질소(NO2)의 오염도를 실측치보다 낮게 예측한 반면, 상세모델은 근접하게 예측했던 것이다. 이러한 경향은 고농도일 때 더 뚜렷한 경향을 보이고 있다.
또한 현행모델은 고도에 따른 변화를 반영하지 못하고 있다. 일반적으로 대기오염은 지표면에서 심하고 고도가 높을수록 약해진다.

수도권에는 현재의 고(高)해상도 모델이 적용되고 있지만, 수도권이 아닌 지역은 그보다도 못한 중(中)해상도 모델이 적용되고 있다.

환경부는 고해상도 CMAQ 모델을 올해 안에 전국적으로 확대 구축할 계획이고, 초고해상도를 가진 상세모델링(CFD-Chem)를 2020년까지 개발할 예정이다. 지난 9월 한국형 모델개발 연구단이 선정돼 10월경에 연구에 착수했다.

송옥주 의원은 “이번 비교분석을 통해 미세먼지 예보가 잘못된 원인이 공식 확인됐다”면서 “미세먼지 등 대기오염 예보가 모델링의 기술적 한계로 국민의 체감오염도를 반영하지 못하는 것은 큰 문제”라고 지적했다.

송 의원은 “도시대기측정소의 측정구 위치가 시민들의 체감오염도를 반영하지 못하고 설치 규정까지 위반했다”면서 “비용이 들더라고 체감오염도를 반영하고 설치 목적에 맞는 대기질 예측을 위해 측정소 또는 측정구의 위치를 순차적으로 옮겨야 한다”고 주장했다.



이정성 기자 jungsungl@daum.net   

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