시종설 주간 1조

1. 중국 공장 가동 중단과
국내 미세먼지 농도의
상관관계 분석
시스템종합설계 김재곤 교수님
1조 201401252 조남원 201702968 임태성 201702970 채주호

2. 목 차
1. 연구 배경 및 목적
2. 연구 방법 및 과정
3. data분석
4. 결론

3. Question
코로나19 유행 기간 동안
국내의 미세먼지가 줄었다.
환경부는
국외 미세먼지 유입의 감소보다는
기상 조건을 그 원인으로 지적했다.
중국 공장 가동 중단으로
인한 영향은 어느 정도일까?
1. 연구 배경 및 목적
기사 원문: https://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LSD&mid=sec&sid1=102&oid=001&aid=0011437260
연합뉴스, 김수현 기자

4. 2. 연구 방법 및 과정
1) 데이터 수집
• 국내 미세먼지 농도 데이터(2018-2020년)
출처: 에어코리아
• 중국 미세먼지 농도 데이터(2018-2020년)
출처: aqicn.org(Air Quality Index China)
• 한국 풍향 데이터(2018-2020년)
출처: 기상자료개방포털
• 한국 풍속 데이터(2018-2020년)
출처: 기상자료개방포털

5. 2. 연구 방법 및 과정
2) 한국 미세먼지 농도 변화 (1월, 2018~2020)
초미세먼지
미세먼지
미세먼지
2018 2019 2020
서울 54 66 44
경기 57 73 47
인천 49 62 43
강원 45 57 33
대전 57 68 42
충북 55 71 47
충남 51 62 45
광주 48 54 38
전북 54 61 40
전남 37 42 31
대구 48 68 42
부산 45 48 32
울산 41 45 30
경북 47 59 34
경남 42 49 29
제주 34 35 30
평균 변화량 10 -20
초미세먼지
2018 2019 2020
서울 32 37 29
경기 37 41 31
인천 29 33 27
강원 33 33 23
대전 30 35 26
충북 41 46 33
충남 30 37 31
광주 28 32 27
전북 34 39 29
전남 24 25 21
대구 31 34 27
부산 27 29 21
울산 24 26 19
경북 32 32 21
경남 24 24 19
제주 18 21 18
평균 변화량 3 -8
단위: ㎍/㎥

6. 2. 연구 방법 및 과정
초미세먼지
미세먼지
미세먼지
2018 2019 2020
서울 56 58 43
경기 57 61 44
인천 50 55 38
강원 45 51 35
대전 57 63 39
충북 52 64 44
충남 48 57 45
광주 51 60 34
전북 58 62 37
전남 41 46 31
대구 51 54 39
부산 53 48 35
울산 47 46 32
경북 51 55 35
경남 48 50 33
제주 41 42 34
평균 변화량 4 -17
초미세먼지
2018 2019 2020
서울 30 36 29
경기 33 38 29
인천 27 31 23
강원 30 31 25
대전 28 35 24
충북 33 45 30
충남 26 35 30
광주 30 35 22
전북 32 40 26
전남 27 29 19
대구 30 33 27
부산 30 28 23
울산 26 27 20
경북 31 31 22
경남 25 25 21
제주 22 23 20
평균 변화량 4 -8
2) 한국 미세먼지 농도 변화 (2월, 2018~2020)
단위: ㎍/㎥

7. 2. 연구 방법 및 과정
초미세먼지
미세먼지
미세먼지
2018 2019 2020
서울 55 70 47
경기 56 73 49
인천 49 67 42
강원 42 59 37
대전 52 68 40
충북 50 67 44
충남 47 65 49
광주 49 66 36
전북 55 68 41
전남 38 48 31
대구 43 55 38
부산 44 51 33
울산 38 48 32
경북 45 58 35
경남 41 51 32
제주 41 51 34
평균 변화량 14 -22
초미세먼지
2018 2019 2020
서울 34 45 25
경기 37 47 26
인천 32 41 21
강원 29 38 21
대전 28 40 21
충북 34 47 25
충남 37 41 27
광주 31 39 19
전북 33 44 22
전남 26 30 15
대구 26 27 21
부산 26 30 16
울산 22 29 17
경북 29 32 18
경남 23 26 16
제주 22 28 15
평균 변화량 7 -16
2) 한국 미세먼지 농도 변화 (3월, 2018~2020)
단위: ㎍/㎥

8. 2. 연구 방법 및 과정
초미세먼지
미세먼지
미세먼지
2018 2019 2020
서울 55 43 46
경기 56 45 47
인천 48 44 41
강원 52 39 39
대전 60 41 41
충북 55 43 43
충남 51 43 45
광주 56 45 39
전북 57 44 41
전남 50 33 34
대구 56 41 39
부산 64 41 36
울산 63 40 33
경북 61 42 37
경남 60 40 33
제주 56 38 41
평균 변화량 -15 -1
초미세먼지
2018 2019 2020
서울 25 21 21
경기 26 21 20
인천 21 20 17
강원 21 17 19
대전 21 17 18
충북 25 23 19
충남 27 22 20
광주 19 21 18
전북 22 23 19
전남 15 17 15
대구 21 19 19
부산 16 20 17
울산 17 19 17
경북 18 16 17
경남 16 17 15
제주 15 19 17
평균 변화량 -1 -1
2) 한국 미세먼지 농도 변화 (4월, 2018~2020)
단위: ㎍/㎥

9. 2. 연구 방법 및 과정
초미세먼지
미세먼지
미세먼지
2018 2019 2020
서울 45 55 37
경기 46 56 38
인천 41 53 33
강원 38 44 29
대전 48 46 32
충북 44 50 34
충남 42 53 36
광주 41 51 35
전북 42 50 34
전남 35 41 28
대구 41 47 38
부산 45 47 32
울산 45 48 36
경북 46 46 33
경남 41 46 32
제주 37 43 35
평균 변화량 7 -15
초미세먼지
2018 2019 2020
서울 24 30 19
경기 23 28 19
인천 20 26 16
강원 23 23 14
대전 20 23 17
충북 25 27 19
충남 19 28 19
광주 21 23 19
전북 22 25 20
전남 20 21 15
대구 22 24 20
부산 24 25 17
울산 25 26 19
경북 23 21 15
경남 20 21 17
제주 19 19 18
평균 변화량 2 -7
2) 한국 미세먼지 농도 변화 (5월, 2018~2020)
단위: ㎍/㎥

10. 2. 연구 방법 및 과정
초미세먼지
미세먼지
3) 중국 미세먼지 농도 변화 (1월, 2018~2020)
초미세먼지
2018 2019 2020
베이징 82 119 128
상하이 133 124 121
충칭 135 158 136
후베이 165 176 143
산둥 160 175 178
평균 변화량 15 -9
미세먼지
2018 2019 2020
베이징 50 68 48
상하이 52 53 48
충칭 67 75 56
후베이 80 92 64
산둥 100 117 102
평균 변화량 11 -17
단위: ㎍/㎥

11. 2. 연구 방법 및 과정
초미세먼지
미세먼지
3) 중국 미세먼지 농도 변화 (2월, 2018~2020)
초미세먼지
2018 2019 2020
베이징 100 116 114
상하이 117 113 87
충칭 140 125 136
후베이 152 152 114
산둥 147 173 129
평균 변화량 5 -20
미세먼지
2018 2019 2020
베이징 61 60 29
상하이 49 47 34
충칭 67 56 56
후베이 81 70 47
산둥 93 105 62
평균 변화량 -2 -22
단위: ㎍/㎥

12. 2. 연구 방법 및 과정
초미세먼지
미세먼지
3) 중국 미세먼지 농도 변화 (3월, 2018~2020)
초미세먼지
2018 2019 2020
베이징 152 112 94
상하이 114 131 96
충칭 67 132 113
후베이 133 123 110
산둥 144 136 122
평균 변화량 5 -20
미세먼지
2018 2019 2020
베이징 90 61 45
상하이 46 56 38
충칭 56 62 55
후베이 66 66 53
산둥 90 90 76
평균 변화량 -2 -14
단위: ㎍/㎥

13. 2. 연구 방법 및 과정
초미세먼지
미세먼지
3) 중국 미세먼지 농도 변화 (4월, 2018~2020)
초미세먼지
2018 2019 2020
베이징 128 126 94
상하이 136 112 104
충칭 96 98 105
후베이 125 111 108
산둥 136 131 118
평균 변화량 -9 -10
미세먼지
2018 2019 2020
베이징 87 72 60
상하이 61 49 48
충칭 55 49 51
후베이 77 58 56
산둥 100 85 75
평균 변화량 -13 -5
단위: ㎍/㎥

14. 2. 연구 방법 및 과정
초미세먼지
미세먼지
3) 중국 미세먼지 농도 변화 (5월, 2018~2020)
초미세먼지
2018 2019 2020
베이징 135 118 99
상하이 116 107 112
충칭 92 106 104
후베이 109 105 100
산둥 126 114 105
평균 변화량 -6 -6
미세먼지
2018 2019 2020
베이징 80 65 52
상하이 51 51 48
충칭 51 50 52
후베이 61 64 54
산둥 81 80 68
평균 변화량 -3 -7
단위: ㎍/㎥

15. 2. 연구 방법 및 과정
4) 풍향과 미세먼지 농도
한국은 편서풍 영향을 받기 때문에
약 200~250°(남남서~서남서),
남서풍계열의 바람이 많이 분다.

16. 2. 연구 방법 및 과정
남>북
서>동

17. 2. 연구 방법 및 과정
2018년 2020년2019년
5) 풍속과 미세먼지의 농도 – 1월부터 3월까지
미세먼지
농도
풍속

18. 3. Data 분석
분석 방법
1. t-paired test를 통해 공장 가동 외 요인(풍속, 풍향)에 유의차가 있는지 확인
2. 중국 휴일(공장 가동 X)일 때 한국 미세먼지 농도 비교, t-paired test
3. 역으로 한국 공장 가동의 영향을 중국이 받을 수도 있다는 가정 하에,
한국 연휴기간 미세먼지 농도를 t-paired test 통해 수치 비교
4. 미세먼지 농도의 상관관계를 분석하여 중국이 한국에 미치는 영향을 분석

19. 3. Data 분석
T-paired test: 전국의 년도별 풍속
P-Value 값이 0.05보다 크므로 년도별 풍속은 큰 차이가 없다.
따라서 2020년 미세먼지 농도가 낮은 것은 풍속의 영향이라고 할 수 없다.

20. 3. Data 분석
T-paired test: 전국의 년도별 풍향
P-Value 값이 0.05보다 크므로 년도별 풍향은 큰 차이가 없다.
따라서 2020년 미세먼지 농도가 낮은 것은 풍향의 영향이라고 할 수 없다.

21. 3. Data 분석
T-paired test: 한국의 평일/주말
T-검정 쌍체 비교 결과 P-Value 값이 0.05보다 크므로
평일, 주말 간 미세먼지 농도는 큰 차이가 없다.
주말 단 이틀 간의 공장 가동 중단은 큰 차이가 없었다.

22. 3. Data 분석
중국 연휴기간 - 한국의 미세먼지 농도
O: 연휴기간 X: 연휴기간 전후의 영업일
춘절
2018년: 2월 15일 ~ 2월 21일
2019년: 2월 4일 ~ 2월 10일
국경절
10월 1일 ~ 10월 7일
중국 휴일에 한국의 미세먼지 농도 감소
-> 중국 공장 가동으로 인한 영향이 있다.

23. 3. Data 분석
중국 연휴기간 - 중국의 미세먼지 농도
+일수록 공장가동과 미세먼지량 비례
-일수록 공장가동과 미세먼지량 반비례
2018년 국경절에는
영업일보다 휴일에 미세먼지 농도↑
중국 공장 가동으로 인한 영향이
중국 본토에서 일관적이지 않아도
한국에서는 일관적인 영향이 있다.

24. 3. Data 분석
중국 연휴기간 (초)미세먼지 농도
T-검정 쌍체 비교 결과 중국은
미세먼지는 P-Value 값이 0.05보다 작으므로
통계적인 차이가 있는 것으로 판단 할 수 있다.
초미세먼지의 경우 P-Value 값이 0.05보다 크므로
통계적인 큰 차이가 나타나지 않는다.
T-검정 쌍체 비교 결과 한국은
P-Value 값이 0.05보다 작으므로
중국이 국경절일 때와 아닐 때 미세먼지 농도가
통계적인 차이가 있는 것으로 판단 할 수 있다.

25. 3. Data 분석
한국 연휴 기간
2018년 한국 연휴
• 삼일절 – 3.1 ~ 3.4 (목/금/토/일)
• 어린이날 – 5.5 ~ 5.7 (토/일/월)
• 석가탄신일 – 5.19 ~ 5.22 (토/일/월/화)
• 광복절 – 8.11 ~ 8.15 (토/일/월/화/수)
2019년 한국 연휴
• 삼일절 – 3.1 ~ 3.3 (금/토/일)
• 어린이날 – 5.4 ~ 5.6 (토/일/월)
• 현충일 – 6.6 ~ 6.9 (목/금/토/일)
• 광복절 - 8.15 ~ 8.18 (목/금/토/일)
추석, 설 , 개천절 등 중국의 명절과 겹치는 기간은 제외

26. 3. Data 분석
한국 연휴 기간
T-검정 쌍체 비교 결과
미세먼지의 경우 P-Value 값이 0.05보다 크므로
한국의 미세먼지 농도는 한국 연휴와 관련이 없다.
초미세먼지의 경우 P-Value값이 0.05 보다 작은데
한국이 연휴기간에 초미세먼지 평균이 높으므로
한국이 공장을 가동하지 않는 기간 중에 오히려
초미세먼지 농도가 높다는 결과가 나온다.
-> 한국 공장 가동의 영향은 매우 미미하다.

27. 3. Data 분석
2019-2020
T-검정 쌍체 비교 결과 P-Value값이 매우 작아
2019-2020대비 (초)미세먼지 농도에 유의차가 있다.
2019에 비해 2020의 미세먼지 농도 평균이
코로나-19영향으로 작게 나온다.

28. 3. Data 분석
한국과 중국의 미세먼지 농도 - 상관관계
Pearson 상관계수 0.3~0.7: 뚜렷한 양의 상관관계
유의확률이 0.05 이하로 매우 유의함

29. 3. Data 분석
19-20년 공장 가동 중단으로 인한 한국과 중국 미세먼지 감소량 비교
미세먼지 농도 변화
2019년 -> 2020년 한국(값) 한국(%) 중국(값) 중국(%) 한국/중국(%)
1월 -20 -34% -17 -21% 162%
2월 -17 -30% -22 -32% 94%
3월 -22 -37% -14 -21% 176%
초미세먼지 농도 변화
2019년 -> 2020년 한국(값) 한국(%) 중국(값) 중국(%) 한국/중국(%)
1월 -8 -24% -9 -6% 400%
2월 -8 -24% -20 -15% 160%
3월 -16 -43% -20 -16% 269%
19년: 공장 가동 O, 20년: 공장 가동 X
미세먼지: 중국 변화비율의 1.5배 이상
초미세먼지: 중국 변화비율의 2.5배~4배

30. 4. 결론
1. 2020년 중국 공장 가동 중단 기간 동안
2019년의 같은 기간에 비해 한국의 (초)미세먼지 농도가 감소하였다.
2. 연도별 풍향과 풍속에는 큰 변화가 없다.
2020년의 공장 가동 중단 기간 중 (초)미세먼지 농도의 급격한 감소는 풍향과 풍속으로 설명되지 않는다.
3. 중국의 공장 가동이 한국의 (초)미세먼지 농도에 영향을 준다.
4. 한국의 공장 가동은 한국의 (초)미세먼지 농도에 영향을 주지 못한다.
5. 중국 (초)미세먼지 농도와 한국의 (초)미세먼지 농도에는 양의 상관관계가 있다.
6. 2019년(공장가동 O)과 2020년(공장가동 X)를 비교하면
한국의 미세먼지 농도는 중국의 변화비율(%)의 1.5배 이상, 초미세먼지는 2.5배에서 4배 감소

31. - 감사합니다 -