[논문]2009년 7월 22일 부분일식 발생 시 부산지역 기온과 오존농도의 변화 특성

전병일; 오인보

doi:10.5322/jes.2011.20.8.1049

2009년 7월 22일 부분일식 발생 시 부산지역 기온과 오존농도의 변화 특성
Characteristics on Variation of Temperature and Ozone Concentration during the Partial Solar Eclipse Event of 22 July 2009 at Busan 원문보기

한국환경과학회지 = Journal of the environmental sciences, v.20 no.8, 2011년, pp.1049 - 1059

전병일 (신라대학교 공과대학 환경공학과) , 오인보 (울산대학교 환경보건센터)

Abstract ▼ AI-Helper

This paper examines the effects of the partial solar eclipse of 22 July 2009 across the Korean peninsular on surface temperature and ozone concentrations in over the Busan metropolitan region (BMR). The observed data in the BMR demonstrated that the solar eclipse phenomenon clearly affects the surface ozone concentration as well as the air temperature. The decrease in temperature ranging from 1.2 to $5.4^{\circ}C$ was observed at 11 meteorological sites during the eclipse as a consequence of the solar radiation decrease. A large temperature drop exceeding $4^{\circ}C$ was observed at most area (8 sites) of the BMR. Significant ozone drop (18~29 ppb) was also observed during the eclipse mainly due to the decreased efficiency of the photochemical ozone formation. The ozone concentration started to decrease at approximately 1 to 2 hours after the event and reached its minimum value for a half hour to 2 hours after maximum eclipse. The rate of ozone fall ranged between 0.18 and 0.49 ppb/min. The comparison between ozone measurements and the expected values derived from the fitted curve analysis showed that the maximum drop in ozone concentrations occurred at noon or 1 PM and was pronounced at industrial areas.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

농도 변화 특성과 전병일(2010)이 부분일식 발생 시의 서울, 부산, 제주를 대상으로 기상요소의 변화 특성에 대한 연구가 있으며, 최복원(1987)이 부산에서 1987년 9월 23일 부분일식 시 천문학적인 관측이 시도된 바 있다. 본 연구에서는 2009년 7월 22일 우리나라에서 발생한 부분 일식 시 부산지역의 기상요소와 대기질(O₃과 NO₂)의 변화 특성을 구체적으로 고찰함으로서 부분일식이 기상요소와 대기오염농도에 어떤 영향을 미치는지를 연구하였다.

제안 방법

2와 같이 인도에서 시작해 네팔, 방글라데시, 부탄, 미얀마, 중국, 일본으로 진행하였다. 21세기에 일어나는 일식 가운데 지속시간이 가장 긴 일식이었으며 인도, 방글라데시, 중국을 지나는 좁은 경로를 따라 6분 39초간 개기일식이 이루어졌다. 이에 따라 중국 상하이, 안후이 성 등에서는 개기일식 관측이 가능했지만, 우리나라는 개기일식 경로에 포함되지 않아 태양면의 약 80%가 가려지는 부분일식을 관측할 수 있었다(한국천문연구원, 20009).
일식이 시작되면 일사량의 감소로 기온이 하강하지만, 기온의 하강은 일식 개시와 다소 차이가 난다. 부산진과 동래는 일식 개시 6분 후에 기온이 하강하기시작하였으며, 영도와 구덕산 레이더관측소는 21분과 22분 후에, 북구와 금정구는 무려 45분 후에 기온이 하강하였다. 반면에 일시 개시 전에 기온이 하강하는 지점도 있었다.

대상 데이터

2009년 7월 22일의 일식은 지구, 달, 태양이 일직선으로 있을 때 달이 태양을 가리어 생기는 천문현상으로 진행경로는 Fig. 2와 같이 인도에서 시작해 네팔, 방글라데시, 부탄, 미얀마, 중국, 일본으로 진행하였다. 21세기에 일어나는 일식 가운데 지속시간이 가장 긴 일식이었으며 인도, 방글라데시, 중국을 지나는 좁은 경로를 따라 6분 39초간 개기일식이 이루어졌다.
본 연구에서 사용한 자료는 부산지역에서 관측한 기상자료와 대기오염자료이다. 기상자료는 부분일식 시기온의 변화를 알아보기 위해 부산지방기상청(BRMA: Busan Regional Meteorological Administration)에서 운영하는 12개 자동기상측정망(AWS: Automatic Weather Station)에서 측정한 자료(1분 평균)를 사용하였다. 대기오염자료는 부산광역시 보건환경연구원에서 운영하는 6개 대기질자동측정망에서 측정한 오존과 이산화질소농도(5분 평균)이다.
기상자료는 부분일식 시기온의 변화를 알아보기 위해 부산지방기상청(BRMA: Busan Regional Meteorological Administration)에서 운영하는 12개 자동기상측정망(AWS: Automatic Weather Station)에서 측정한 자료(1분 평균)를 사용하였다. 대기오염자료는 부산광역시 보건환경연구원에서 운영하는 6개 대기질자동측정망에서 측정한 오존과 이산화질소농도(5분 평균)이다. Fig.
본 연구에서 사용한 자료는 부산지역에서 관측한 기상자료와 대기오염자료이다. 기상자료는 부분일식 시기온의 변화를 알아보기 위해 부산지방기상청(BRMA: Busan Regional Meteorological Administration)에서 운영하는 12개 자동기상측정망(AWS: Automatic Weather Station)에서 측정한 자료(1분 평균)를 사용하였다.
6은 부분일식이 발생한 2009년 7월 22일 부산 지역의 대기오염측정망에서 측정한 O₃과 NO₂ 농도의 일변화를 나타낸 것이다. 부산지역 도로변 측정망을 제외한 17개 지점 중에서 공업지역인 감전동과 장림동, 주거지역인 명장동과 부곡동, 상업지역인 전포동 그리고 녹지지역인 대저동 등 6개 지점의 농도자료를 사용하였으며 5분 평균자료이다. 대부분의 지점에서 최대일식 발생 후에 NO₂는 증가하고 O₃은 감소하는 경향을 보이고 있다.

데이터처리

7은 부분일식이 발생한 2009년 7월 22일 부산 지역 6개 지점의 오존농도와 일식이 없었을 경우를 가정하여 구한 오존농도의 시계열을 나타낸 것이다. 일식이 일어나지 않았을 때의 오존농도 추정값은 일식이 일어난 시간대를 제외한 10분 측정자료에 6차 다항 회귀(6th polynomial fit(best fit))을 적용하여 계산하였다(Tzanis 등, 2008). 회귀모델이 자료의 평균화로 생길 수 있는 오차를 줄이고 실제 오후에 측정된 일최고 오존농도의 수준과 유사하게 계산하기 위해 회귀모델 생성에 있어 오후의 일부 시간대(일최고 농도 주변) 농도가 조정된 자료가 입력되었다.

성능/효과

1. 일식에 의한 기온하강은 1.2∼5.4℃의 분포로서 해운대가 가장 높았고 북구가 가장 낮았다.
2. 최대일식 발생 후에 NO₂는 증가하고 O₃은 감소하는 경향을 나타내었다. 일식에 의한 O₃농도하강은 18∼29 ppb이었으며, 전포동이 가장 높았고 명장동과 대저동이 가장 낮았다.
3. 6차 다항 회귀로 추정된 결과와 관측치와의 비교 결과, 일식에 의한 농도 감소가 가장 큰 시각은 12시(장림동, 감전동, 부곡동)와 13시(명장동, 대저동)이었고 높은 감소율을 나타낸 지역은 공업 지역(장림동, 감전동)과 상업지역(전포동) 그리고 녹지지역(대저동)이었다.
5 ppb)를 나타내었다. 가장 높은 감소율을 나타낸 시각은 최대일식으로부터 약 1시간 후인 12시경이었으며, 높은 감소율을 나타낸 지역은 공업지역(장림동, 감전동)과 상업지역(전포동) 그리고 녹지지역(대저동)이었다. Kwak 등(2011)은 서울 지역에서 spline 내삽법을 이용하여 예측값과 관측값을 비교한 결과, 정오에 최대의 농도차이를 보였으며, 그 때 일식에 의한 오존 농도는 12시에 최대인 20.
대저동의 경우는 다른 지점과는 달리 일식이 진행하고 있는 시간대에도 오존농도가 증가하는 경향을 보였다. 그리고 일식의 종료(1205 LST) 후인 1235 LST에 오존농도가 급격히 하강하여 1245 LST에 최저농도를 나타내는 경향을 보였다.

후속연구

4. 향후 우리나라에서 일식 현상이 발생하였을 때 기상요소의 관측과 일식으로 예상되는 대기환경적인 요소에 대한 체계적인 관측과 측정이 이루어져 천문학과 대기환경학의 발전에 기여하였으면 한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	일식 발생 시 태양 대기 활동이 우리에게 영향을 미치는 방법은?	일식 발생 시 태양 대기의 활동은 지구 상층 대기에 변화를 주어 우리 생활에 직접적으로 영향을 미치므로, 선진국에서는 오래전부터 이러한 연구를 중요하게 다루고 있다(한국천문연구원, 2009). 일식현상은 기상학자와 대기환경학자에게 태양복사변화와 광화학과정이 어떻게 반응하는지를 연구하는 데 유익한 기회를 제공한다(Tzanis 등, 2006).
	21세기에 일어나는 일식 가운데 지속시간이 가장 긴 일식의 지속시간은?	2와 같이 인도에서 시작해 네팔, 방글라데시, 부탄, 미얀마, 중국, 일본으로 진행하였다. 21세기에 일어나는 일식 가운데 지속시간이 가장 긴 일식이었으며 인도, 방글라데시, 중국을 지나는 좁은 경로를 따라 6분 39초간 개기일식이 이루어졌다. 이에 따라 중국 상하이, 안후이 성 등에서는 개기일식 관측이 가능했지만, 우리나라는 개기일식 경로에 포함되지 않아 태양면의 약 80%가 가려지는 부분일식을 관측할 수 있었다(한국천문연구원, 20009).
	일식 발생 시 기상학자와 대기환경학자가 얻을 수 있는 기회는?	일식 발생 시 태양 대기의 활동은 지구 상층 대기에 변화를 주어 우리 생활에 직접적으로 영향을 미치므로, 선진국에서는 오래전부터 이러한 연구를 중요하게 다루고 있다(한국천문연구원, 2009). 일식현상은 기상학자와 대기환경학자에게 태양복사변화와 광화학과정이 어떻게 반응하는지를 연구하는 데 유익한 기회를 제공한다(Tzanis 등, 2006). 또한 일식은 오존 생성 및 제거 메커니즘을 이해하는데 독특한 가능성을 제공한다(Chudzynski 등, 2001).

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

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용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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