2009년 한국 중부 지역에서 MODIS 에어로졸 광학 성질과 질량 농도의 분석 An Analysis of MODIS Aerosol Optical Properties and Ground-based Mass Concentrations in Central Korea in 2009원문보기
동아시아에서 대기 에어로졸의 광역적 분포를 분석하기 위해 MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectrometer) 센서에서 산출된 AOD (Aerosol Optical Depth)와 AE (${\AA}$ngstr$\ddot{o}$m Exponent)를 이용하였다. 2009년 동아시아 지역에서 AOD는 3월($0.44{\pm}0.25$)에 높았고, 9월($0.24{\pm}0.21$)에 낮았다. 봄에는 중국 북부와 몽골의 사막, 건조지역에서 발생한 모래폭풍이 광역적으로 이동하여 동아시아의 AOD에 기여하고 있다. 그러나 동아시아의 풍하측에 위치한 한반도 중부의 안면도, 청원, 울릉도에서 $PM_{10}$ ($d{\leq}10{\mu}m$) 질량 농도는 2월에 최고를 보인 반면, AOD는 5월에 가장 높았다. 장마 전 상대습도의 증가에 따른 흡습성 에어로졸의 성장이 5월의 높은 AOD에 기여하고 있다. 여름(8월)에는 북태평양으로부터 해양성 기류와 잦은 강수에 의한 습윤 침전으로 AOD는 낮지만 중국 동부의 산업지역에서 광역적으로 발생한 미세 에어로졸로 인해 AE ($1.30{\pm}0.37$)가 가장 높은 값을 보였다. 안면도, 청원, 울릉도에서 MODIS AOD와 지상 $PM_{10}$ 질량 농도의 상관계수는 0.4-0.6이었다. 2009년 한반도 중부에서 관측한 황사 사례는 4회(6일)였고, 인위적 대기오염 이동 사례는 6회(12일)였다. 황사 사례와 인위적 대기오염의 이동 사례에서 안면도와 청원의 $PM_{10}$ 농도가 모두 증가하였다. 황사와 인위적 대기오염 이동으로 $PM_{10}$이 증가하는 영역에서 AOD가 높게 나타나고 있다.
동아시아에서 대기 에어로졸의 광역적 분포를 분석하기 위해 MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectrometer) 센서에서 산출된 AOD (Aerosol Optical Depth)와 AE (${\AA}$ngstr$\ddot{o}$m Exponent)를 이용하였다. 2009년 동아시아 지역에서 AOD는 3월($0.44{\pm}0.25$)에 높았고, 9월($0.24{\pm}0.21$)에 낮았다. 봄에는 중국 북부와 몽골의 사막, 건조지역에서 발생한 모래폭풍이 광역적으로 이동하여 동아시아의 AOD에 기여하고 있다. 그러나 동아시아의 풍하측에 위치한 한반도 중부의 안면도, 청원, 울릉도에서 $PM_{10}$ ($d{\leq}10{\mu}m$) 질량 농도는 2월에 최고를 보인 반면, AOD는 5월에 가장 높았다. 장마 전 상대습도의 증가에 따른 흡습성 에어로졸의 성장이 5월의 높은 AOD에 기여하고 있다. 여름(8월)에는 북태평양으로부터 해양성 기류와 잦은 강수에 의한 습윤 침전으로 AOD는 낮지만 중국 동부의 산업지역에서 광역적으로 발생한 미세 에어로졸로 인해 AE ($1.30{\pm}0.37$)가 가장 높은 값을 보였다. 안면도, 청원, 울릉도에서 MODIS AOD와 지상 $PM_{10}$ 질량 농도의 상관계수는 0.4-0.6이었다. 2009년 한반도 중부에서 관측한 황사 사례는 4회(6일)였고, 인위적 대기오염 이동 사례는 6회(12일)였다. 황사 사례와 인위적 대기오염의 이동 사례에서 안면도와 청원의 $PM_{10}$ 농도가 모두 증가하였다. 황사와 인위적 대기오염 이동으로 $PM_{10}$이 증가하는 영역에서 AOD가 높게 나타나고 있다.
Satellite-retrieved data on Aerosol Optical Depth (AOD) and ${\AA}$ngstr$\ddot{o}$m exponent (AE) using a Moderate Resolution Imaging Spectrometer (MODIS) were used to analyze large-scale distributions of atmospheric aerosols in East Asia. AOD was relatively high in March (
Satellite-retrieved data on Aerosol Optical Depth (AOD) and ${\AA}$ngstr$\ddot{o}$m exponent (AE) using a Moderate Resolution Imaging Spectrometer (MODIS) were used to analyze large-scale distributions of atmospheric aerosols in East Asia. AOD was relatively high in March ($0.44{\pm}0.25$) and low in September ($0.24{\pm}0.21$) in the East Asian region in 2009. Sandstorms originating from the deserts and dry areas in Northern China and Mongolia were transported on a massive scale during the springtime, thus contributing to the high AOD in East Asia. Although $PM_{10}$ with diameters ${\leq}10{\mu}m$ was the highest in February at Anmyon, Cheongwon and Ulleung, which is located leeward about half-way through the Korean Peninsula, AOD rose to a high in May. The growth of hygroscopic aerosols moving with increases in relative humidity prior to the Asian monsoon season contributed to a high AOD level in May. AE typically reaches its highest value ($1.30{\pm}0.37$) in August due to anthropogenic aerosols originating from industrial areas in Eastern China, while AOD stays low in summer due to the removal process caused by rainfall. The linear correlation coefficients of the MODIS AOD and ground-based mass concentrations of $PM_{10}$ at Anmyon, Cheongwon and Ulleung were 0.4-0.6. Four cases (six days) of mineral dustfall from sandstorms and six cases (twelve days) of anthropogenically polluted particles were observed in the central area of the Korean Peninsula in 2009. $PM_{10}$ mass concentrations increased at both Anmyon and Cheongwon in the cases of mineral dustfall and anthropogenically polluted particles. Cases of dustfall from sandstorms and anthropogenic polluted particles, with increasing $PM_{10}$ mass concentrations, exhibited higher AOD values in the Yellow Sea region.
Satellite-retrieved data on Aerosol Optical Depth (AOD) and ${\AA}$ngstr$\ddot{o}$m exponent (AE) using a Moderate Resolution Imaging Spectrometer (MODIS) were used to analyze large-scale distributions of atmospheric aerosols in East Asia. AOD was relatively high in March ($0.44{\pm}0.25$) and low in September ($0.24{\pm}0.21$) in the East Asian region in 2009. Sandstorms originating from the deserts and dry areas in Northern China and Mongolia were transported on a massive scale during the springtime, thus contributing to the high AOD in East Asia. Although $PM_{10}$ with diameters ${\leq}10{\mu}m$ was the highest in February at Anmyon, Cheongwon and Ulleung, which is located leeward about half-way through the Korean Peninsula, AOD rose to a high in May. The growth of hygroscopic aerosols moving with increases in relative humidity prior to the Asian monsoon season contributed to a high AOD level in May. AE typically reaches its highest value ($1.30{\pm}0.37$) in August due to anthropogenic aerosols originating from industrial areas in Eastern China, while AOD stays low in summer due to the removal process caused by rainfall. The linear correlation coefficients of the MODIS AOD and ground-based mass concentrations of $PM_{10}$ at Anmyon, Cheongwon and Ulleung were 0.4-0.6. Four cases (six days) of mineral dustfall from sandstorms and six cases (twelve days) of anthropogenically polluted particles were observed in the central area of the Korean Peninsula in 2009. $PM_{10}$ mass concentrations increased at both Anmyon and Cheongwon in the cases of mineral dustfall and anthropogenically polluted particles. Cases of dustfall from sandstorms and anthropogenic polluted particles, with increasing $PM_{10}$ mass concentrations, exhibited higher AOD values in the Yellow Sea region.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
, 2009). 따라서 본 연구에서는 MODIS AOD와 AE 자료를 활용하여 동아시아 지역에서의 에어로졸의 계절 및 공간 분포 특성을 분석하고, 한반도의 배경관측 지점에서의 지상 PM10 질량 농도와 MODIS AOD 사이의 상관성을 분석하고자 한다.
제안 방법
2009년 동아시아 지역에서 MODIS AOD, AE의 공간 분포와 풍하측의 배경관측 지점에서 측정한 질량 농도와의 상관성을 분석하였다.
대기 중 에어로졸은 MODIS AOD, AE 그리고 OMI (Ozone Monitoring Instrument)의 AI (Aerosol Index)를 사용하여 먼지, 해염, smoke plume, 황산염의 4가지 유형으로 분류하였다(Lee et al., 2007). 에어로졸 분류 알고리즘은 에어로졸의 복사 흡수 특성과 에어로졸의 크기 분포에 관한 정보를 통해서 만들어졌다.
황사와 인위적 대기오염의 발생과 이동을 NOAA 위성 영상 분석으로 감시했다. 또한 한반도 중부에 유입되었을 때 지상에서 입경별 질량 농도를 관측하여 발생기원과 이동경로를 분류했다. 2월 20일의 황사와 6월 1일의 인위적 오염 사례 관측을 포함해 2009년 한반도 중부의 안면도와 청원에서는 4사례(6일)의 황사와 6사례(12일)의 인위적 대기 오염 이동 사례를 관측했고, Table 1에 정리하였다.
모래폭풍과 인위적 오염입자의 발생과 이동에 따른 에어로졸의 광역적 분포를 고려하기 위해 북위 30-50º, 동경 100-135º을 분석 영역으로 했다.
안면도, 청원에 위치한 지점의 AOD는 지상에서 측정한 PM10 질량 농도와 비교하기 위해 MOD04_L2 (0.1×0.1º)을 이용했다.
발생기원이 다른 광역적 대기 오염 이동은 광학적, 물리적으로 다른 특징을 보이고 있다. 황사와 인위적 대기오염의 발생과 이동을 NOAA 위성 영상 분석으로 감시했다. 또한 한반도 중부에 유입되었을 때 지상에서 입경별 질량 농도를 관측하여 발생기원과 이동경로를 분류했다.
대상 데이터
2009년 동아시아 지역의 MODIS 에어로졸 AOD와 AE 자료는 NASA (National Aeronautics and Space Administration)에서 개발되어 운영되고 있는 Giovanni 시스템으로부터 수집하였다(Acker and Leptoukh, 2007, http://disc.sci.gsfc.nasa.gov/giovanni/overview/index.html). AOD는 육상과 해상에서 연직 대기(column)의 에어로졸 광학 깊이를 의미한다.
2009년 동아시아 지역의 대기 중 에어로졸을 분류하기 위해 이 연구에서는 Level 3 (1×1º의 해상도) AI 자료를 사용했다.
2009년 안면도, 청원, 울릉도에서 측정한 PM10, PM2.5 질량 농도(울릉도에서는 PM10)의 시간평균 자료를 이용하였다. 청원(고려대기환경연구소)에서는 PM10, PM2.
동아시아 지역의 월별 에어로졸 분포는 (MOD08_L3 1×1º의 해상도) 일평균 AOD, AE를 사용했다.
성능/효과
PM10 농도에 대한 PM2.5의 비율이 80%로, 풍하측인 청원에서 관측한 황사의 유입에 의한 사례보다 미세 에어로졸의 비율이 높아졌다.
2009년 동아시아 지역에서 MODIS AOD, AE의 공간 분포와 풍하측의 배경관측 지점에서 측정한 질량 농도와의 상관성을 분석하였다. 동아시아 지역에서는 3월에 최고 AOD를 나타냈고, 북태평양 기단에 의한 해양성 기류의 영향을 받는 9월에 가장 낮은 AOD를 보였다. 그러나 미세 에어로졸의 분포를 나타내는 AE는 8월에 가장 높은 값을 보였다.
5 농도는 인위적 대기 오염 이동 사례가 더 높은 수준이다. 따라서 안면도와 청원에서 PM2.5/PM10 비율이 황사 사례에서는 각각 56, 37%였지만, 인위적 대기 오염 이동 사례에서는 각각 69, 68%를 보였다. 인위적 오염입자는 미세입자인 PM2.
5의 비율이 증가하여 미세 에어로졸이 증가하고 있다. 따라서 에어로졸 분류에도 먼지보다는 황산염과 smoke의 에어로졸이 광역적으로 분포하고 있는 것을 보여준다.
5/PM10 비율이 황사 사례에서는 각각 56, 37%였지만, 인위적 대기 오염 이동 사례에서는 각각 69, 68%를 보였다. 인위적 오염입자는 미세입자인 PM2.5의 비율이 증가하여 PM10 -PM2.5의 비율은 감소하는 특징을 보이고 있었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
AOD는 무엇을 의미하는가?
html). AOD는 육상과 해상에서 연직 대기(column)의 에어로졸 광학 깊이를 의미한다. 550 nm에서 빛의 산란 정도를 측정하는 무차원 값으로 일반적으로 0-5의 범위이며 값이 클수록 대기 중에 에어로졸이 많음을 나타낸다.
본 연구는 대기 중 에어로졸 유형을 어떻게 분류하였는가?
대기 중 에어로졸은 MODIS AOD, AE 그리고 OMI (Ozone Monitoring Instrument)의 AI (Aerosol Index)를 사용하여 먼지, 해염, smoke plume, 황산염의 4가지 유형으로 분류하였다(Lee et al., 2007).
AOD 값이 클수록 무엇을 나타내는가?
AOD는 육상과 해상에서 연직 대기(column)의 에어로졸 광학 깊이를 의미한다. 550 nm에서 빛의 산란 정도를 측정하는 무차원 값으로 일반적으로 0-5의 범위이며 값이 클수록 대기 중에 에어로졸이 많음을 나타낸다. AE는 대기 중 입자의 크기와 반비례하는 관계를 갖는 값으로 육지에서는 ln(AOD660/AOD470)/ln(660/470), 해양에서는 ln(AOD865/AOD550)/ln(865/550)으로 정의한다.
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