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국내 공항의 항공기 온실가스 배출에 의한 복사강제력 및 기온변화 영향 연구: 배출량에 의한 추정식과 복사전달모델의 비교 분석

Impact of Greenhouse Gas Emissions from Commercial Aircraft on Radiative Forcing and Temperature Change at the Airports in Korea: Comparison between Simplified Expression and Radiative Transfer Model

한국대기환경학회지 = Journal of Korean Society for Atmospheric Environment, v.30 no.5, 2014년, pp.411 - 422  

송상근 (제주대학교 지구해양과학과) ,  손장호 (동의대학교 환경공학과) ,  정주희 (부산대학교 대기환경과학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, spatial and temporal variations of radiative forcing (RF) and mean temperature changes due to greenhouse gases ($CO_2$, $CH_4$, and $N_2O$) emitted from commercial aircraft were examined based on the simplified expression at the airports in Korea durin...

주제어

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문제 정의

  • , 2014)에서 배출량에 의한 추정식을 이용하여 산출한 국내 대규모 국제공항에서의 복사강제력 변화와 비교하였다. 따라서 본 연구의 결과는 우리나라 전체 공항에서의 항공기 온실가스 배출에 따른 기후변화 (예, 복사강제력) 영향을 파악하는 데 일조할 것으로 사료되며, 또한 본 연구는 온실가스 배출량에 의한 추정식과 복사전달모델의 결과를 상호 비교분석하는데 큰 의의를 두고 있다.
  • 본 연구에서는 2009~2010년 동안 국내 소규모 공항에서 항공기 온실가스 (CO2, CH4, N2O) 배출에 의한 복사강제력 및 평균기온 변화의 특성을 배출량에 의한 단순 추정식과 3차원 복사전달모델과의 비교 분석을 통해 살펴보았다. 특히 각 공항에서의 온실가스 배출에 따른 평균 기온변화의 특성은 복사강제력과 기온변화의 선형관계식을 이용하여 분석하고 복사전달모델의 결과와 비교하였다.
  • 그러나 기후변화의 측면에서 항공기 온실가스배출은 매우 중요함에도 불구하고 이에 따른 복사강제력 산출 및 기온변화의 특성에 관한 연구는 상대 적으로 다소 적은 편이며, 특히 국내에서는 거의 수행되지 않았다. 본 연구에서는 국내 소규모 공항에서 항공기의 온실가스(CO2, CH4, N2O) 배출자료를 이용하여 각 물질의 농도를 산정하였으며, 온실가스 배출량에 의한 복사강제력 추정식과 3차원 복사전달모델을 이용하여 소규모 공항의 항공기에서 배출되는 온실가스에 의한 복사강제력과 기온변화에 미치는 영향을 살펴보았다. 그리고 이전 연구 (Song et al.
  • SBDART 모델은 기본적으로 20 cm-1의 solar spectral resolution이며, 지표면에서 100 km 고도까지 33개 층으로 구성되어 있고 대류권에서는 1 km 연직해상도를 가진다. 본 연구에서는 에어 로졸 또는 구름에 의한 효과를 배제하기 위하여 순수 기체 대기(즉, 레일리 대기)의 경우에 대해 각 공항별 항공기 온실가스 배출에 따른 복사강제력을 계산하였다. 모델링을 위한 초기조건은 SBDART 모델에서 제공되는 기본 옵션과 US62 대기 프로파일, 지표 복사모델을 적용하였고, 추정식과의 비교를 위하여 대류권계면에서의 복사강제력과 Heating rate (°K/ day)을 산출하였다.
  • 이것은 대상지역에서 산출된 온실가스의 배출량 차이가 주요 원인인 것으로 사료된다. 아울러 본 연구는 단순화된 복사강제력 추정식에 근거하여 각 공항별 항공기 온실가스 배출에 의한 복사강제력의 변화를 분석하고 이를 3차원 복사전달모델과 비교한 것에 큰 의의를 두고 있다. 항공기뿐만 아니라 다양한 분야에서의 온실가스 배출량 산정은 여러 가지 불확실성을 가지고 있으므로 이를 정확하게 산출하는 것은 상당히 어렵다.

가설 설정

  • “flushing”이 온실가스의 유일한 제거 메커니즘이라 가정하였다.
  • 표 1에서 제시한 복사강제력 계산식의 신뢰도(5% 이내)는 복사모델을 이용한 복사강제력 추정값의 비교 연구를 통하여 증명되었다(IPCC, 2007). 온실가스 배출량에서 농도로의 환산은 정상상태 가정을 이용하였다 (식 (1), Seinfeld and Pandis, 2006). 대기경계층 상부(하부 자유대류권)에서 경계층 내부로의 난류에 의한 유입 (또는 유출)에 의한 흡인(entrainment 또는 detrainment)은 무시하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
항공기로부터 온실가스의 배출은 어디서 이루어지는가? , 2010). 반면, 물류수송 수단의 한부분을 차지하는 항공기로부터 온실가스의 배출은 지표뿐만 아니라 지상으로부터 다양한 고도에 이르기까지, 즉 대기경계층 내에서의 항공기 이∙착륙 (LTO: Landing/Take-Off)과 대류권에서의 항공기의 상승(climb) 및 하강(descent), 그리고 순항(cruise)에 의해서 배출된다. 항공기는 지표에서 대류권 상부까지 비행하면서 배출되고 있는 물질은 대류권 오존농도의 변화를 초래하고, 또한 배출가스로 인한 비행운 (contrail) 생성은 태양복사의 반사 및 지구 장파복사를 흡수한다 (Stuber and Forster, 2007; Travis et al.
온실가스가 지표부근의 기온을 상승시키는 이유는 무엇인가? 지구대기에 미량 포함되어 있는 온실가스 (CO2, CH4, N2O, O3 등)는 주로 지구복사(장파복사)를 흡수하여 지표부근의 기온을 상승시키는 역할을 하는 것으로 잘 알려져 있다. 이러한 온실가스의 배출량과 농도는 산업혁명 이후 인위적 배출원의 급격한 증가에 의해 크게 증가하고 있다(IPCC, 2013).
각 공항별 ICAO 코드는 무엇인가? 각 공항별 ICAO (International Civil Aviation Organization) 코드는 다음과 같다. 광주공항은 RKJJ이며, 청주공항 RKTU, 대구공항 RKTN, 울산공항 RKPU, 여수공항 RKJY, 포항공항 RKTH, 사천공항 RKPS, 무안공항 RKJB, 군산공항 RKJK, 원주공항 RKNW, 양양공항 RKNY이다. 그림 1에 대상지역인 국내 소규모 공항의 지리적 위치를 나타내었다.
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