An Estimation of Concentration of Asian Dust (PM₁₀) Using WRF-SMOKE-CMAQ (MADRID) During Springtime in the Korean Peninsula

Abstract

In this study a modeling system consisting of Weather Research and Forecasting (WRF), Sparse Matrix Operator Kernel Emissions (SMOKE), the Community Multiscale Air Quality (CMAQ) model, and the CMAQ-Model of Aerosol Dynamics, Reaction, Ionization, and Dissolution (MADRID) model has been applied to estimate enhancements of PM10 during Asian dust events in Korea. In particular, 5 experimental formulas were applied to the WRF-SMOKE-CMAQ (MADRID) model to estimate Asian dust emissions from source locations for major Asian dust events in China and Mongolia: the US Environmental Protection Agency (EPA) model, the Goddard Global Ozone Chemistry Aerosol Radiation and Transport (GOCART) model, and the Dust Entrainment and Deposition (DEAD) model, as well as formulas by Wang et al. (2000). According to the weather map, backward trajectory and satellite image analyses, Asian dust is generated by a strong downwind associated with the upper trough from a stagnation wave due to development of the upper jet stream, and transport of Asian dust to Korea shows up behind a surface front related to the cut-off low (known as comma type cloud) in satellite images. In the WRF-SMOKE-CMAQ modeling to estimate the PM10 concentration, Wang et al.'s experimental formula was depicted well in the temporal and spatial distribution of Asian dusts, and the GOCART model was low in mean bias errors and root mean square errors. Also, in the vertical profile analysis of Asian dusts using Wang et al's experimental formula, strong Asian dust with a concentration of more than 800

A Comparison Study of Ensemble Approach Using WRF/CMAQ Model - The High PM10Episode in Busan

“…수행되었다 (Moon et al, 2011;Yoo et al, 2011;Kim, 2009). Jang et al (2014)에서는 기상 자료의 불확실성 (Solazzo et al, 2012;Huijnen et al, 2010;Monache et al, 2006;Pagowski et al, 2006;McKeen et al, 2005;Monache and Stull, 2003 (28 Feb~06 Mar, 2013;blue).…”

Analysis of Sensitivity to Prediction of Particulate Matters and Related Meteorological Fields Using the WRF-Chem Model during Asian Dust Episode Days

“…광물성 먼지의 발생원은 주로 북 아프리카의 사하라 사막과 중국 및 몽골의 고비 사 막 등에서 편서풍 파동의 이동에 따른 고·저기압 발 달과 밀접한 관계가 있음이 밝혀졌다 (Sun et al, 2001;Kurosaki and Mikami, 2003;Hayasaki et al, 2006;Kim and Chung, 2009;Son and Kim, 2009;Teppei and Yamazaki, 2009;Ahn and Chun, 2011;Moon et al, 2011;Huang et al, 2013). 황사 수치모의를 위한 최근까지의 연구는 광물성 먼지를 포함한 미세먼지 모델링이 기상과 상호작용 없이 기상입력 자료에 기반 한 오프라인(off-line) 상 태에서 황사의 발생량, 수송, 침적, 영향, 복사강제력 등을 예측하여 왔다 (Tegen and Fung, 1994;Wang et al, 2000;Ginoux et al, 2001;In and Park, 2002;Gong et al, 2003;Shaw, 2004;Moon et al, 2011).…”

“…광물성 먼지의 발생원은 주로 북 아프리카의 사하라 사막과 중국 및 몽골의 고비 사 막 등에서 편서풍 파동의 이동에 따른 고·저기압 발 달과 밀접한 관계가 있음이 밝혀졌다 (Sun et al, 2001;Kurosaki and Mikami, 2003;Hayasaki et al, 2006;Kim and Chung, 2009;Son and Kim, 2009;Teppei and Yamazaki, 2009;Ahn and Chun, 2011;Moon et al, 2011;Huang et al, 2013). 황사 수치모의를 위한 최근까지의 연구는 광물성 먼지를 포함한 미세먼지 모델링이 기상과 상호작용 없이 기상입력 자료에 기반 한 오프라인(off-line) 상 태에서 황사의 발생량, 수송, 침적, 영향, 복사강제력 등을 예측하여 왔다 (Tegen and Fung, 1994;Wang et al, 2000;Ginoux et al, 2001;In and Park, 2002;Gong et al, 2003;Shaw, 2004;Moon et al, 2011). 하지만 지역 기상과 입자상 및 가스상 물질의 상호 작용을 동시에 예측할 수 있는 온라인(on-line) 모델 인 WRF (Weather Research and Forecasting)-Chem 이 개발됨으로써 중국으로부터 발생한 황사나 비산먼 지가 한반도에 미치는 영향을 실시간으로 파악할 수 있게 되었다 (Grell et al, 2005;Fast et al, 2006;Leung et al, 2006;Fast et al, 2009;Qian et al, 2009;Wang and Liu, 2009;Zhang et al, 2009).…”

The Distribution of Aerosol Concentration during the Asian Dust Period over Busan Area, Korea in Spring 2009

“…, 황사의 종관 기상장 분석 연구 (Chung and Park, 1995;Jhun et al, 1999Jhun et al, , 2000Kim et al, 2004;Kang, 2010), 황사의 물리·화학적 특성 연구 (Kim and Choi, 2002;Kim et al, 2003;Shin et al, 2004), 수치 모델을 이용한 황사 연구 (Choi et al, 1999;Laurent et al, 2006;Moon et al, 2011 (Lee and Cho, 2007), 남서지역 (Lee et al, 2008;Seo, 2010), 내륙지역 (Kang, 2003;Jeong et al, 2013), 도심지역 Bae et al, 2003), 독립된 해양지역인 이어도 종합해양과 학기지 (Park et al, 2009(Park et al, , 2012a(Park et al, , 2012b) 등에서 이루 어졌으며 국제적으로는 일본 북해도 (Lee, 1989), 중 국 베이징 (Yan et al, 2004;Yu et al, 2011 (Seinfeld and Pandis, 1998). …”