대기화학모델링연구실은 대기화학 및 기상·기후 모델링을 기반으로 대기환경의 변화와 그 원인을 이해하고, 모델의 예측 정확도를 향상시키기 위한 연구를 수행하고 있습니다. 대기 중 오염물질의 생성·변환·수송 과정뿐만 아니라 에어로졸–기상–기후 간의 상호작용을 종합적으로 분석하며, 수치모델과 지상·고층 관측, 위성 자료, 머신러닝 등 다양한 연구 방법을 활용하고 있습니다.
특히 대기화학모델과 중규모 기상모델에서 발생하는 물리·화학 과정의 불확도를 파악하고 이를 개선하는 연구와 함께, 기후변화에 따른 미래 대기환경 변화를 예측하고 그 주요 원인을 규명하는 연구에 중점을 두고 있습니다.
주요 연구 분야
1. 대기화학모델의 화학 모의 과정 진단 및 개선
대기화학모델에서 오존(O₃), 미세먼지(PM₂.₅), 이차 무기·유기 에어로졸 등 주요 대기오염물질의 생성과 소멸 과정을 분석합니다. 기체상·액상 화학반응, 에어로졸 열역학 및 화학반응, 습성·건성 침적 등의 세부 모의 과정에서 발생하는 불확도를 진단하고, 관측 자료와의 비교 및 민감도 실험을 통해 모델의 화학 모의 성능을 개선하는 연구를 수행합니다.
2. 에어로졸–구름–강수 상호작용 및 미세물리과정 개선
중규모 기상 및 대기화학모델을 활용하여 에어로졸이 안개, 구름, 강수의 생성과 발달에 미치는 영향을 연구합니다. 에어로졸의 흡습 성장, 구름응결핵 활성화, 구름 및 액상 화학과정, 습성 침적 등 에어로졸과 기상현상을 연결하는 미세물리과정을 분석하며, 모델에서 나타나는 안개·구름·강수 모의 오차의 원인을 규명하고 관련 물리과정을 개선하는 연구를 수행합니다.
3. 기후변화에 따른 미래 대기질 예측
기후변화 시나리오와 지역 대기화학모델을 결합하여 미래의 오존, 미세먼지 및 이차 에어로졸 농도 변화를 전망합니다. 미래 기온, 강수, 일사량, 대기 순환뿐만 아니라 식생 및 생물기원 휘발성유기화합물(BVOC) 배출량의 변화와 인위적 배출량 변화가 미래 대기질에 미치는 영향을 분석합니다. 이를 통해 기후–식생–배출–대기화학 간 상호작용이 미래 대기환경을 어떻게 변화시키는지 규명하고자 합니다.
4. 기후모델의 역학적 상세화 및 불확도 개선
전지구 기후모델의 결과를 지역 규모로 상세화하기 위한 역학적 상세화(Dynamical Downscaling) 연구를 수행합니다. 지역기후모델의 물리과정, 초기·경계조건, 토지피복 및 공간해상도 등에 따른 불확도를 정량적으로 평가하고, 다양한 지상 및 원격관측 자료를 활용하여 상세화된 기상·기후정보의 정확도를 개선합니다. 이를 통해 지역 규모의 기후변화와 극한기상 현상을 보다 현실적으로 재현하고 미래 환경변화 예측의 신뢰도를 향상시키고자 합니다.
5. 위성 관측과 대기화학모델을 활용한 대기오염 생성·수송 과정 진단
정지궤도 및 극궤도 환경위성에서 관측된 대기오염물질 자료와 대기화학모델을 함께 활용하여 오존, 질소산화물, 미세먼지 및 전구물질의 시·공간적 변화를 분석합니다. 지상 및 고층 관측자료와 위성 관측을 모델 결과와 통합하여 국지적 광화학 생성, 장거리 수송, 연직 수송 및 해륙풍 순환 등 다양한 대기오염 변화 메커니즘을 규명합니다. 또한 위성 산출물과 모델의 상호 비교를 통해 각각의 불확도를 평가하고 대기오염 진단 및 예측 정확도를 향상시키는 연구를 수행합니다.
