초미세먼지 원인 '대기 중 암모니아' 하루 단위 관측 AI 개발

(울산=뉴스1) 김세은 기자 = 국내 연구진이 초미세먼지 원인 물질인 '대기 중 암모니아' 농도를 촘촘하게 관측할 수 있는 인공지능(AI) 기술을 개발했다.

임정호 울산과학기술원(UNIST) 지구환경도시건설공학과 교수 연구팀이 대기 중 암모니아 농도를 하루 단위로 정확하게 추정하는 AI 모델을 개발했다고 15일 UNIST가 밝혔다.

UNSIT에 따르면 암모니아는 대기 중에서 황산이나 질산 같은 산성 물질과 만나면 초미세먼지를 만든다. 그러나 암모니아는 대기 중 체류 시간이 짧아 농도 변화가 크고, 지상 관측소도 드물어 2주 단위로 데이터가 제공돼 왔다. 계산을 통해 암모니아 농도를 예측하는 기후모델이 있지만 넓은 공간을 대상으로 하는 탓에 지역별 예측 오차가 컸다.

이에 연구팀은 AI 심층신경망을 기반으로 암모니아 관측 주기를 기존 '격주' 단위에서 '하루' 단위로 보강할 수 있는 AI 모델을 만들었다. 이 모델은 유럽 기후 모델 CAMS 대비 최대 1.8배 낮은 예측 오차를 기록했다.

또 이 모델은 미국 데이터를 바탕으로 훈련한 AI 모델이지만, 2019년 영국 맨체스터 지역에서 발생한 대형 화재에 따른 고농도 현상도 포착해 냈다는 게 연구팀의 설명이다.

이번 연구엔 사만 말릭 연구원과 강은진 연구원이 제1저자로 참여했다.

연구팀은 "계산으로 지상의 암모니아 농도를 추정하는 CAMS와 같은 기후 모델은 정확도 면에서, 지상 관측소를 통한 실측은 자료 제공 주기가 길어 모니터링 한계가 명확했다"며 "이번 모델은 기존 감시 방식의 단점을 보완할 수 있다"고 설명했다.

임 교수는 "질소 기반 오염물 대기질 예보와 환경 관리 정책 수립에 직접 활용될 수 있을 것"이라며 "특히 국내에선 제한된 위치에서만 암모니아 농도 모니터링이 되고 있는데 개발된 기술을 적용하면 고해상도 감시 체계를 구축할 수 있을 것"이라고 전했다.

이번 연구 결과는 환경 분야 학술지 '유해 물질 저널'(Journal of Hazardous Materials, IF: 11.3)에도 게재됐다. 이 연구는 환경부 환경과학원, 과학기술정보통신부 한국연구재단의 지원을 받아 이뤄졌다.

syk000120@news1.kr