대기 재해 모델 소개
대기 재해 모델은 대기에서 발생하는 다양한 자연재해나 인간으로 인해 발생할 수 있는 화학, 생물, 물리적인 방법으로 발생할 수 있는 재해들을 예측하고 분석하기 위해 활용되는 모델입니다. 일반적인 기상모델과 비슷해 보일 수 있지만 추가적으로 고려하는 요소들과 다르게 활용되는 상수값들, 방정식들이 중요하게 작용되는 모델입니다. 대기 재해 모델에는 다양한 모델들이 있는데 태풍이나, 호우, 강풍 등을 예측하는 자연재해에 관한 모델, 대기 오염물질이나 화학물질이 유출되어 인간에게 어떤 영향을 끼칠지를 예측하는 모델, 병원체나 알레르기에 영향을 끼치는 송화 등을 추적하는 생물학적 재해를 예측하는 모델 등이 있습니다. 이러한 모델들은 다른 기상 모델에 비해 좀 더 사람의 생명과 안전에 큰 기여를 하는 모델들로 꼭 연구되어야 하는 모델입니다.
자연재해 모델
자연재해 모델에 대표적인 예는 태풍과 홍수 모델링이 있습니다. 먼저 태풍 모델링에 관해 설명하자면 태풍은 대기상에 발생하는 대규모 회오리바람으로 상대적으로 기후 모델링에 비해 작은 시간적 규모를 가지게 됩니다. 그렇기에 초기 조건과 경계조건이 어떻게 입력되는지에 따라 그 결과가 더 커지게 됩니다. 따라서 자료 동화 등의 방식을 사용할 때 관측 데이터를 넣어줄 때 기후 모델링보다 시간적 간격을 짧게 넣어줘야 하는 특징을 지니기도 합니다. 초기 입력값에 대해 결과가 크게 달라지는 특성으로 인해 태풍이 북상함에 따라 모델을 계속 새로 돌려보며 그 변화를 관찰합니다. 홍수의 경우 다른 기상 모델링과 다르게 강우량, 지형, 토양 수분 흡수율, 흡수량 등을 더 크게 고려하여 모델링을 진행합니다. 수문학적인 모델링 기법이 함께 들어가는데 이는 대기 모델링을 기반으로 예측되는 강수량에 대해 토양에 흡수되지 않을 경우 물이 고이기도 하고 흘러가기도 하는데 지형을 반영하여 물길과 그 세기를 예측하는 것에 그 의미를 가지고 있습니다. 이런 홍수의 예측은 토양 포화도 등을 더 고려하게 된다면 산사태를 예측할 수 있는 모델링을 도전해 볼 수 있을 것입니다.
대기 화학적 재해 모델
대기 화학적 재해 모델은 대기 중에 배출된 오염물질과 화학물질이 환경 및 인간에게 준 영향을 예측하고 분석하기 위해 만들어진 모델입니다. 다른 기상 모델에 비해 대기에서 발생하는 화학적 메커니즘이 더 자세하게 고려하게 됩니다. 먼저 화학적인 반응과 기상학적인 값을 계산한 뒤 화학 물질의 분포를 모델에 대입하여 이러한 물질들의 이동을 예측합니다. 바람에 의한 운송이 고려되며 농도를 반영하여 새로운 화학물질의 생성과 변화하는 농도등을 고려하며 모델링이 작동하게 됩니다. 이후 결과물을 확인하여 인간의 건강에 끼치는 영향을 평가하게 됩니다. 대표적으로 차에서 발생한 오염물질이 영향을 끼쳐 만들어낸 오존오염을 모델링하는 것이 있습니다. 오존의 경우 높은 농도가 사람에게 노출될 경우 호흡기 질환을 야기할 수 있으며 식물들에게 부정적인 영향을 주어 생장이 억제될 수 있습니다. 대기 화학적 재해 모델링에서는 농도 분포를 바탕으로 하여 얼마만큼의 오존이 이동하고 분해되고 생성되는지에 관해 예측하여 모델링을 진행하게 됩니다. 이외에도 미세먼지 모델링을 통해 미세먼지 농도 등을 예측하여 인체에 끼치는 영향을 파악해 사전에 부정적인 영향을 차단하거나 산성비가 내리는 것을 예측하여 사람들에게 이를 알리고 피할 수 있게 유도하거나 대리석으로 만들어진 주요한 전시물이나 건물을 보호할 수 있게 해주는 등 해당 모델링은 여러 방향으로 적용될 수 있습니다.
생물학적 재해 모델링
생물학적 재해 모델은 대기 중에 있는 병원체나 알레르기를 야기할 수 있는 물질들의 분포와 확산을 예측하는 모델로 공중보건과 밀접한 관계를 가지고 있습니다. 여러 가지 모델 방식들이 존재하는데 먼저 전염병 전파 모델링 먼저 설명드리겠습니다. 전염병 전파 모델링은 대기를 매개체로 하는 병원체에 대해 진행되는 모델링으로 전염병의 발생과 확산과정을 분석하고 예측하는 데에 활용됩니다. 대기 중에 떠다니는 병원체가 어떻게 대기 중에서 움직이는지, 그 지역의 인구 밀집도와 지형적인 특성 등을 파악하여 모델링을 진행하게 됩니다. 또 다른 모델은 바로 알레르기 및 호흡기 질환과 관련된 모델입니다. 이 모델은 대기 중에 떠다니는 알레르기 발생 물질들의 분포, 확산, 노출 등을 고려하게 됩니다. 정리하자면 생물학적 재해 모델은 기상 모델링 결과를 활용하여 병원체의 이동에 관해 예측 및 분석을 하는 모델이라고 할 수 있습니다.