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도시 지역의 대기는 다양한 오염원에서 직접 배출되거나 대기화학 반응을 통해 이차적으로 생성된 여러 가지 성분의 에어로졸에 의해 오염되어 있다. 이러한 에어로졸은 직접적으로 에어로졸 자체의 광학적 특성에 영향을 주고, 간접적으로 구름의 응결에 영향을 주어 지구 복사 수지에서 중요한 부분을 차지할 뿐만 아니라, 태양 복사를 변형시켜 미량 기체에도 중요한 영향을 미친다. 또한, 대기 중 부유하고 있는 에어로졸은 광산란과 흡수를 크게 유발시키는 요인이다. 대기 ...

도시 지역의 대기는 다양한 오염원에서 직접 배출되거나 대기화학 반응을 통해 이차적으로 생성된 여러 가지 성분의 에어로졸에 의해 오염되어 있다. 이러한 에어로졸은 직접적으로 에어로졸 자체의 광학적 특성에 영향을 주고, 간접적으로 구름의 응결에 영향을 주어 지구 복사 수지에서 중요한 부분을 차지할 뿐만 아니라, 태양 복사를 변형시켜 미량 기체에도 중요한 영향을 미친다. 또한, 대기 중 부유하고 있는 에어로졸은 광산란과 흡수를 크게 유발시키는 요인이다. 대기 복사 전달 과정에서 이러한 에어로졸의 역할을 이해하기 위해서는 소산계수(extinction coefficient), 위상함수(phase function), 단산란 알베도(single scattering albedo)와 같은 에어로졸의 광학적 특성과 이러한 광학적 특성을 지배하는 에어로졸의 입자 크기 분포(size distribution) 및 굴절 지수(refractive index) 등 에어로졸의 미시 물리적 특성이 요구된다. 대기 중 빛의 소산은 가스상 및 입자상 물질에 의한 산란 및 흡수 현상에 의해 발생한다. 그러나 가스에 의한 산란과 흡수는 도시지역 대기의 특성상 총 소멸 효과에 큰 영향을 미치지 못하기 때문에 총 소멸계수는 입자에 의한 산란과 흡수에 의해 지배적으로 좌우된다. 따라서, 본 연구에서는 에어로졸의 산란 및 흡수계수를 관측하여 관측된 두 값으로부터 에어로졸의 크기와 복사효과를 산정할 수 있는 옹스트롬 지수(Ångstrom exponent)와 단산란 알베도를 계산하였다. 박무 현상이 서울 도시 대기 중 에어로졸의 산란 및 흡수 특성에 미치는 영향을 파악하기 위해 주변의 인위적 오염원의 영향을 덜 받는 한국과학기술연구원(KIST)내 체육관 옥상에서 2009년 봄(5월)과 가을(11월)에 네펠로미터, 에탈로미터, SMPS를 이용하여 각각 에어로졸의 산란계수, 흡수계수 및 크기분포를 측정하였다. 맑은 날은 오전 8-9시경 출근 시간대 자동차의 영향으로 산란계수와 흡수계수는 최대값을 가지며, 그 이후 감소하다가 오후 6시 이후에 다시 증가하는 일변화 경향을 보였다. 산란계수는 흡수계수보다 4-5배 정도 더 높게 나타났으며, 봄과 가을의 산란계수의 일변화 경향이 다르게 나타나는 것은 상대습도의 변화와 관련이 있었다. 박무 현상이 있는 날은 맑은 날보다 일평균 상대습도가 약 20 % 정도 증가하여 산란계수와 흡수계수에 영향을 줌으로써 맑은 날보다 평균 약 3배 정도 높게 나타났다. 산란계수는 맑은 날보다 항상 높았지만, 흡수계수는 맑은 날과 비슷하게 나타날 때도 있었다. 이는 박무 현상이 흡수보다 산란에 더 큰 영향을 준다는 것을 의미한다. 또한, 맑은 날에 비하여 박무 현상이 있는 날의 입자 크기 분포가 더 큰 크기 쪽으로 이동한 것을 볼 수 있었으며, 박무 현상이 있는 날은 100-400 nm 범위의 입경이 면적 농도에 영향을 주어 산란계수를 증가시켰다. 그리고 박무 현상이 있는 날은 상대적으로 큰 입자가 주로 대기 중에 많이 존재하기 때문에 맑은 날보다 옹스트롬 지수가 낮았다. 이것은 박무 현상이 있는 날의 산란계수가 맑은 날보다 더 높게 나타나는 것과 비슷한 의미로 해석할 수 있다. 맑은 날보다 박무 현상이 있는 날에 흡수계수에 비해 산란계수가 상대적으로 더 높기 때문에 단산란 알베도가 높은 경향을 나타낸다.

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