AERSURFACE는 AERMOD 모델에서 지표면 특성을 추정하기 위해 사용하는 도구로, 특히 지면의 토지 피복 유형에 따라 알베도(Albedo), 보웬 비율(Bowen Ratio), 표면 거칠기 길이(Roughness Length) 등의 변수를 계산합니다. 이러한 값들은 기상 모델에서 중요한 역할을 하기 때문에 AERSURFACE를 사용할 때 토지 피복 데이터를 정확하게 반영하는 것이 중요합니다.

AERSURFACE 처리 시, 토지피복 적용 범위에 대한 고려 사항
사업지구 주변 토지피복 데이터 사용:

주로 사용되는 방식: 일반적으로 AERSURFACE를 사용하여 토지 피복 정보를 설정할 때는 사업지구 주변의 토지 피복 데이터를 기준으로 하는 것이 가장 일반적입니다. 이는 해당 지역의 대기 확산 모델링에 있어 정확한 지면 특성을 반영하기 위함입니다.
반경 설정: 주변 토지 피복은 보통 500미터에서 1킬로미터 반경 내의 영역을 기준으로 설정하며, 이 지역이 모델링 결과에 중요한 영향을 미칠 수 있습니다. 즉, 사업지구(예: 공장, 시설)의 주변 환경이 모델링의 정확도에 큰 영향을 주기 때문에 그 지역의 특성을 반영하는 것이 중요합니다.
기상대 토지 피복 데이터 사용:

기상대(기상관측소)의 토지 피복 데이터를 사용하는 경우는 기상대에서 관측된 기상 데이터를 사용하는 경우에 해당됩니다. 기상대와 사업지구의 지리적 특성이 유사하다면 이 데이터를 사용할 수 있습니다.
그러나, 기상대와 사업지구 간의 환경이 크게 다를 경우, 기상대의 토지 피복 데이터는 사용하기에 적절하지 않을 수 있습니다. 특히, 기상대가 사업지구에서 상당히 멀리 떨어져 있거나, 두 지역의 토지 특성이 크게 다른 경우에는 기상대의 토지 피복 정보를 그대로 사용하는 것이 부적절할 수 있습니다.
결론: 사업지구 주변 토지 피복을 기반으로 처리
일반적으로 AERSURFACE에서 지표 특성을 설정할 때는 사업지구 주변의 토지 피복 데이터를 반영하는 것이 더 적합합니다. AERMOD는 지표면 특성을 기준으로 대기 오염 물질의 확산을 예측하기 때문에 사업지구 주변의 토지 피복 특성을 반영하면 보다 정확한 모델링을 할 수 있습니다.

따라서, 사업지구가 위치한 주변의 토지 피복을 중심으로 AERSURFACE를 처리하는 것이 이상적이며, 기상대의 토지 피복은 사업지구와 기상대가 매우 인접하고 환경이 유사한 경우에만 사용하는 것이 적합합니다.

AERSURFACE 처리 시 사업지구 주변의 토지피복 데이터를 사용하는 것이 적합하다는 근거는 다음과 같은 공식 문서 및 가이드라인에서 제시됩니다:

1. EPA의 AERMOD 사용 지침
미국 환경보호청(EPA)의 AERMOD 모델링 가이드라인에서는 AERSURFACE와 같은 도구를 사용할 때, 모델링하는 지역의 실제 환경 조건을 최대한 반영하는 것이 중요하다고 명시되어 있습니다. 이는 대기 확산 모델이 주변 환경의 지표 특성에 따라 다르게 작동하기 때문입니다. 특히 다음 요소들을 강조합니다:

토지 피복, 지형 특성 등은 지역의 대기 확산 특성에 직접적인 영향을 미침.
기상 관측소의 데이터는 관측소가 위치한 지리적 특성에 기반한 것이며, 모델링 지역과 유사한 환경일 때에만 적절하게 사용할 수 있음.
출처: [EPA AERMOD Implementation Guide (EPA-454/B-03-001)] 및 EPA Modeling Guidance for Air Quality

2. AERMOD 사용자 가이드
AERMOD 사용자 가이드에서는 모델링 대상 지역의 토지 피복 특성을 고려하여 AERSURFACE를 설정하는 것이 중요하다고 설명하고 있습니다. 이 가이드에 따르면, AERMOD는 지표면 거칠기, 알베도, 보웬 비율 등을 계산할 때 현장 주변 지역의 토지 피복을 반영해야 대기 오염 물질의 확산 모델이 정확하게 작동합니다.

특히, 가이드는 토지 피복 정보는 모델링하고자 하는 지역의 반경 500미터에서 1킬로미터 내의 지형 특성을 중심으로 평가하는 것이 중요하다고 설명합니다. 이는 사업지구나 시설 주변의 지형 조건이 해당 지역의 대기 확산 패턴에 큰 영향을 미치기 때문입니다.

3. 기상 관측소와 모델링 지역 간의 거리 문제
또한, 기상 관측소의 토지 피복을 사용하는 경우는 관측소가 모델링하는 지역과 매우 가까운 경우에만 적합하다고 가이드라인에 명시되어 있습니다. 그러나, 관측소와 사업지구 간의 지형적 차이가 클 경우, 관측소의 토지 피복 정보는 대기 확산 모델링에서 부정확한 결과를 낳을 수 있습니다. 따라서 기상 관측소의 토지 피복을 사용하는 경우는 제한적입니다.

4. AERSURFACE 기술 매뉴얼
EPA에서 제공하는 AERSURFACE의 기술 매뉴얼에 따르면, AERSURFACE를 사용하여 지표 특성을 계산할 때는 모델링하고자 하는 지역의 지형과 기상 조건을 기준으로 해야 한다고 명시되어 있습니다. 이 매뉴얼은 대기 확산 모델이 지표 특성에 민감하게 반응하기 때문에, 기상 관측소가 아닌 모델링 대상 지역의 정확한 지표 특성을 반영해야만 한다고 설명합니다.

출처: AERSURFACE User’s Guide

요약
EPA AERMOD Implementation Guide 및 AERSURFACE User’s Guide는 모델링 지역의 지표 특성을 반영하는 것이 중요하며, 기상 관측소의 데이터는 해당 관측소가 모델링 지역과 유사한 환경일 때에만 사용해야 한다고 권고합니다.
사업지구 주변 토지피복을 반영하는 것이 대기 확산 모델링의 정확도를 높이는 데 필수적입니다.