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꽃가루 농도 위험지수

제공기간 :4월~5월, 9~10월 / 일 2회 생산 (6시, 18시)

정의

  • 기상조건(평균기온, 최저기온, 최고기온, 일교차, 풍속, 강수량 등)에 따른 꽃가루 농도를 예측하여 알레르기 질환 발생 가능정도를 지수화한 것
  • 꽃가루는 참나무, 소나무, 잡초류로 구분되며, 참나무와 소나무는 4~6월, 잡초류는 8~10월에 주로 발생함
  • 꽃가루는 알레르기 질환을 유발시키고 악화시키는 주요 물질로써 알려져 있으며, 꽃가루와 연관된 질환으로는 기관지 천식, 비염, 결막염, 아토피 피부염 등이 있음

산출방법

  • 참나무에 대한 꽃가루농도위험지수는 인공지능(AI, Artificial Intelligence) 심층신경망(DNN, Deep Neural Network) 기법에 의해 산출됨
    • 식물의 생육도일과 생육도일 변화량, 일 최고기온, 그리고 강수량, 상대습도, 풍속, 줄리안데이(율리우스일)가 입력변수로 사용됨
    • 5개의 은닉층(Hidden layer)과 550여개의 뉴런을 통해 입력변수들 간의 학습으로 일별 꽃가루농도위험지수가 생산됨
산출방법 컨텐츠
  • ※ 심층학습(DNN, Deep Neural Network): 다층구조 형태의 신경망을 기반으로 하는 머신러닝의 한 분야로, 다량의 데이터로부터 높은 수준의 추상화 모델을 구축하는 딥러닝 기법의 대표적인 모델. 입력층과 출력층 사이에 다중의 은닉층을 포함하여 다양한 비선형적 관계를 학습함
  • ※ 생육도일 : 농작물의 종류에 따른 일평균 기온과 기본 온도와의 차이를 생육기간 전체에 대해 합한 것
  • ※ 은닉층(Hidden layer) : 입력층과 출력층 사이에 존재하는 층으로, 입력층으로부터 전달되는 변수 값들의 선형 결합을 비선형 함수로 처리하는 층
  • 소나무와 잡초류(환삼덩굴)에 대한 꽃가루농도위험지수는 기상변수에 대한 와이블 확률밀도함수를 기반으로 한 다중회귀방정식에 의해 산출됨

소나무 위험지수 산출식

잡초류 위험지수 산출식

  • ※ 와이블(Weibul) 확률밀도함수: 지수분포를 보다 일반화시켜, 여러 다양한 확률분포 형태를 모두 나타낼 수 있도록 고안된 와이블 분포의 확률밀도함수. 특히, 신뢰성 분야의 응용에서 자주 사용되는 수명분포함수
  • ※ 다중회귀방정식: 변수간의 인과관계를 통계적 방법으로 추정하는 회귀분석의 일종으로, 원인이 되는 독립변수가 2개 이상인 경우를 분석 대상으로 하는 회귀방정식

단계별 대응요령

꽃가루 농도 위험지수 단계별 대응요령
단계 대응요령
매우높음
  • 거의 모든 꽃가루 알레르기 환자에게서 증상이 나타날 수 있으므로
      가급적 외출을 자제하고 실내에 머물러야 함
  • 부득이하게 외출을 할 경우에는 선글라스, 마스크 등을 반드시 착용
  • 창문을 닫아 꽃가루의 실내 유입을 막음
  • 알러지 환자의 경우 증상이 심해지면 전문의를 방문함
높음
  • 대개의 꽃가루 알레르기 환자에게서 증상이 나타날 수 있으므로 가급적 야외활동을 자제해야 함
  • 외출 시에는 선글라스, 마스크 등을 착용
  • 창문을 닫아 꽃가루의 실내 유입을 막음
보통
  • 약한 꽃가루 알레르기 환자에게서 증상이 나타날 수 있으므로, 알러지 환자는 야외 활동 시 선글라스, 마스크 등을 착용하도록 주의함
낮음
  • 꽃가루 알레르기가 심한 환자에게서 증상이 나타날 수 있음
  • 평소 외출 후 손과 얼굴을 씻고, 취침 전 샤워/목욕을 하여 꽃가루가 침구류에 묻지 않도록 평소 건강관리에 유의함

꽃가루 알레르기란?

  • 꽃가루가 기관지천식, 비염, 결막염 등을 일으키는 질환
  • 꽃가루 알레르기 원인
    • 꽃가루 알레르기는 꽃가루가 원인항원으로 작용하여 알레르기 질환을 일으키는 것으로 우리가 흔히 생각하는 것과는 달리 화려한 꽃이나 열매가 달리지 않고 향기도 없는 아주 평범한 나무(수목), 잔디 그리고 잡초 등이 알레르기의 주된 원인이 됨. 이러한 식물의 꽃가루는 바람에 날리기 쉽도록 작고 가벼워 수백 또는 수천 km까지 이동을 하게 됨
    • 알레르기 유발과 밀접한 관계가 있는 것은 꽃가루 입자의 크기로 대부분 직경이 작은 꽃가루가 알레르기를 일으킴. 소나무의 경우 우리나라 전 지역에서 가장 많은 수의 꽃가루 농도 분포를 보이고 있지만 알레르기를 일으키는 경우는 매우 드뭄. 반면, 관찰 농도는 낮지만 대부분의 알레르기를 일으키는 꽃가루는 수목류의 경우 자작나무, 느릅나무, 삼나무가 있으며, 잡초류의 경우 돼지풀, 환삼덩굴, 질경이가 있는데 이러한 식물들은 심각한 알레르기 질환을 일으킬 수 있음
  • 꽃가루 알레르기 증상
    • 꽃가루 알레르기로 인한 가장 일반적인 증상은 재채기, 콧물, 코 가려움증, 눈물, 눈 가려움증 등
    • 대부분의 환자에게서 이런 증세가 동시에 나타나며, 아침에 해 뜰 무렵부터 오전 9시 정도까지 증세가 가장 심함. 심한 경우 기침, 가래, 호흡곤란 같은 증세가 나타나기도 함. 그래서 주변 사람들이 감기에 걸린 것으로 오해하는 경우도 많음

꽃가루 분류방법

  • 꽃가루의 분류는 국립기상과학원 전문 판독 연구원이 수행하며, 다음의 6단계를 거침.
    • 채집 : 꽃가루 채집기(Burkard trap)를 통하여 7일간 꽃가루 채집
    • 절단 : 드럼에 부착된 테이프를 절단하여 일 단위로 절단
    • 프레파라트 제작 : 일 단위로 잘린 테이프에 염색약(Calberla’s fuchsin)으로 염색한 뒤 커버글라스를 덮어 프레파라트 제작
    • 검경 : 광학현미경의 배율 200배로 꽃가루를 확인
    • 동정 : 어떤 종의 꽃가루인지 분류
꽃가루 분류과정

우리나라에 분포하는 알레르기성 식물

  • 알레르기성 식물별 꽃가루 특징
    우리나라에 분포하는 알레르기성 수목류
    수목류

    (Trees)

    오리나무 오리나무 영문명 Alder 오리나무는 자작나무와 같은 자작나무과에 속하는 낙엽교목으로 2~3월에 잎이 나기 전에 꽃이 개화함. 꽃가루의 크기는 25~27㎛이며 강한 꽃가루 알레르기 반응성을 가짐.
    학명

    Alnus jaoonica

    (Thunb.) Steud.
    동정명

    Alnus

    오리나무
    삼나무 삼나무 영문명 Japanese cedar 삼나무는 상록침엽교목으로 높이가 약 40m에 이르고 내한성이 약하여 남부지방에서만 생육이 가능함. 꽃은 암수한그루로 2~4월에 개화함. 꽃가루의 크기는 39~41㎛이며 강한 꽃가루 알레르기 반응성을 가짐.
    학명

    Cryptomeria japonica

    (L.F.) D.Don
    동정명

    Cupressaceae

    측백나무(과)
    자작나무 자작나무 영문명 Birch 자작나무는 최근 조경용으로 식재가 늘어나고 있으며 추위 및 낮은 토양습도에도 잘 견디며 4~5월에 자갈색의 꽃이 개화함. 꽃가루의 크기는 23~25㎛이며 강한 꽃가루 알레르기 반응성을 가짐
    학명

    Betula platyphylla var. japoica

    (Miq.) H.Hara
    동정명

    Betula

    자작나무
    개암나무 개암나무 영문명 Hazelnut 개암나무는 한국, 일본, 중국이 원산으로 우리나라 각 지역의 양지바른 산록이나 산골짜기의 암석 사이에서 자라는 낙엽활엽관목으로 꽃은 3~4월에 개화함. 꽃가루의 크기는 20~23㎛이며 비교적 약한 꽃가루 알레르기 반응성을 가짐.
    학명

    Corylus heterothylla

    Fisch. ex Trautv.
    동정명

    Corylus

    개암나무
    참나무 참나무 영문명 Oak 참나무는 높이 약 20~25m 정도의 낙엽교목으로 4~5월에 꽃이 개화함. 꽃가루의 크기는 30~45㎛이며 꽃가루 알레르기 주요 원인식물임. 참나무에 속하는 식물은 상수리나무, 떡갈나무, 굴참나무, 갈참나무, 신갈나무, 졸참나무 등이 있음.
    학명 Q. variavilis Bl.
    동정명

    Quercus

    참나무
    느릅나무 느릅나무 영문명 Elm 느릅나무는 경기 이남지역의 냇가 주변에서 흔히 자라며 꽃은 3~4월에 담자색으로 개화함. 그늘과 추위에 강한 호습성으로 조경용 및 방풍 식재용으로 사용됨. 꽃가루의 크기는 24~28㎛이며 강한 알레르기 반응성을 가짐.
    학명

    Ulmus davidiana

    var. aponica Nakai
    동정명

    Ulmaceae

    느릅나무(과)
    소나무 소나무 영문명 Pine 소나무는 상록침염수로 꽃가루에 공기주머니가 존재하여 비교적 멀리까지 날아가는 특징을 가지며 꽃은 4~6월에 개화함. 꽃가루의 크기는 45~70㎛이며 약한 알레르기 반응성을 가짐.
    학명

    Pinus densiflora

    Siebold & Zucc.
    동정명

    Pinaceae

    소나무(과)
    은행나무 은행나무 영문명 Ginkgo 은행나무는 국내 도시 가로수, 공원수로 많이 식재되어 있으며 꽃은 4월에 개화함. 꽃가루의 크기는 25~32㎛이며 약한 알레르기 반응성을 가짐.
    학명

    Ginkgo biloba L.

    동정명

    Ginkgo

    은행나무
    잔디류

    (Grasses)

    잔디 잔디 영문명 Grasses 잔디는 일년초 또는 다년초이며 보리, 밀, 옥수수 등이 속하며 꽃은 4~10월에 개화함. 꽃가루의 크기는 22~100㎛로 다양하나 25~40㎛의 크기를 가지는 꽃가루가 알레르기를 일으키는 것으로 알려짐. 여름철 약한 꽃가루 알레르기 반응성을 가짐.
    학명

    Zoysia japonica

    Steud.
    동정명

    Poaceae

    잔디류(과)
    잡초류

    (Weeds)

    돼지풀 돼지풀 영문명 Ragweed 돼지풀은 높이 1m정도로 전체에 짧은 털이 있고 가지가 갈라지며 꽃은 8~9월에 황록색으로 개화함. 꽃가루의 크기는 20~22㎛이며 가을철 강한 꽃가루 알레르기 반응성을 가짐
    학명 Ambrosia

    artemisiifolia L.

    동정명

    Am-chen

    돼지풀-명아주
    쑥 영문명 Mugwort 쑥은 초원, 길가 언덕 등에 흔히 자생하는 다년생 초본으로 7~9월에 연한 홍자색의 꽃이 개화함. 꽃가루의 크기는 21~24㎛이며 가을철 강한 알레르기 반응성을 가짐.
    학명 A vulgaris
    동정명

    Artemisia

    환삼덩굴 환삼덩굴 영문명 Japanese hop 환삼덩굴은 한해살이 초본으로 들, 빈터, 개천가 등에 집단으로 군생하며 생명력이 강한 잡초임. 꽃은 8~9월에 개화함. 꽃가루의 크기는 22~26㎛이며 가을철 강한 꽃가루 알레르기 반응성을 가짐.
    학명 Humulus japonicus Siebold et Zucc.
    동정명

    Humulus

    환삼덩굴

    동정명 : 전문 판독 연구원이 동정 시 사용하는 용어(기본적으로 학명 사용, 분류가 어려운 종은 과명 사용)

꽃가루 알레르기와 날씨의 관계

  • 꽃가루 발생은 기온, 강수, 일조시간 등 기상요소와 밀접한 관계가 있음. 꽃가루는 기온이 높고 날씨가 맑은 날 잘 퍼지며, 호흡기 깊숙이 파고들어 알레르기를 유발할 수 있음. 기온이 20~30℃ 사이에서 가장 높은 농도를 보이며, 강한 바람보다는 약 2m/s의 약한 바람이 불 때 공중으로 높이 부양하여 멀리까지 이동함
  • 최근의 기후변화는 대기 중의 꽃가루 농도의 증가를 야기하고 있으며, 예측된 바에 의하면 평균 전 지구 온도는 2050년까지 2~3℃ 증가할 것으로 보고 있음. IPCC 보고서에 의하면 기후변화와 꽃가루 알레르기 물질 증가와는 이론적 개연성이 있다고 WHO에서 밝히고 있음

꽃가루 대처법

  • 일반인
    • 꽃가루가 많이 날리는 봄·가을철 외출을 자제하고 외출 시 마스크 사용하기
    • 외출 후 손 씻기 생활화하기
  • 꽃가루 알레르기 환자
    • (교육) 알레르기를 일으키는 원인 물질(allergen)과 알레르기를 악화시키는 요인(날씨, 미세먼지 등) 구별하기
    • (회피) 알레르기 유발 꽃가루(allergen)를 알고 피하는 게 최선이며, 외출 자제, 청소, 마스크 착용, 외출 후 샤워하기
    • (대증요법) 약물 치료로 생활 불편을 해소하거나, 알레르기 반응검사를 통해 선제적 대응하기
    • (원인치료) 병원 진료를 통해 면역요법 등의 치료하기

관련정보 사이트

  • 일별 꽃가루 자료: 국립기상과학원 새창열림
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