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위성자료와 다중회귀분석법을 이용한 아시아 주요도시의 포름알데하이드 칼럼농도 추정연구
First-time estimation of HCHO column in major cities over Asia using multiple regression with satellite data 원문보기

대한원격탐사학회지 = Korean journal of remote sensing, v.31 no.6, 2015년, pp.523 - 530  

최원이 (부경대학교 공간정보시스템공학과) ,  홍현기 (부경대학교 공간정보시스템공학과) ,  박준성 (부경대학교 공간정보시스템공학과) ,  이한림 (부경대학교 공간정보시스템공학과)

초록
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본 연구에서는 다중회귀분석법과 Ozone Monitoring Instrument(OMI), Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer(MODIS) 자료를 이용하여 2005년 1월부터 2008년 7월 사이 아시아 주요도시 지역의 포름알데하이드 층적분농도를 동북아시아에 위치한 3개도시(베이징, 서울, 도쿄)와 동남아시아에 위치한 3개도시(뉴델리, 다카, 방콕)에서 처음으로 추정하였다. 동북아시아의 3개 도시에서는 OMI로 측정된 포름알데하이드의 층적분농도($HCHO_{OMI}$)와 다중회귀분석방법으로 추정된 포름알데하이드의 층적분농도($HCHO_{MRM}$) 사이의 높은 상관성(0.78 < $R^2$ < 0.82)을 보였다. 동남아시아의 주요도시에서는 동북아시아 지역에 비해 $HCHO_{OMI}$$HCHO_{MRM}$사이의 낮은 상관성을 발견 할 수 있었다. 이외에도, 다중회귀분석법의 편중되지 않은 평가를 위하여, 다중회귀분석식을 도출해내기 위한 모델링 그룹과 다중회귀분석법의 성능을 보여줄 검증그룹으로 나누어 다중회귀분석법의 성능을 평가하였다. 본 연구는 아시아 일부 지역에서 다중회귀 분석법이 포름알데하이드 칼럼농도 추정에 있어 위성 관측이 어려울 경우 대안으로 활용될 수 있음을 제시하고 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

A Multiple Regression Method (MRM) is used for the first time with Ozone Monitoring Instrument (OMI) and Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) data to estimate formaldehyde (HCHO) Vertical Column Density (VCD). For a 3.5-year period from January 2005 through July 2008, HCHO VCD estim...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 포름알데하이드는 서론에서 설명 된 것처럼, 화석연료연소, 식생에 의한 활동, 생체소각에 의해 생성되는 VOCs또는 NMVOCs의 광산화작용에 의해 생성된다. 본 연구에서, 이산화질소는 화석연료연소(Olivier et al., 2003; Steinbacher et al., 2005), 생체소각 (Andreae and Merlet, 2001; Palmer et al., 2003, 2006)과 관련된 포름알데하이드의 1차 생성 및 2차생성을 설명하기 위한 독립변수 후보 중 하나로 선택되었다. 식생의 활동에 의해 배출되는 포름알데하이드를 고려하기 위해, 식생에서 생성되는 포름알데하이드의 주요 전구물질 중 하나인 아이소프렌이 식생의 유형, 식생의 밀도, 잎의 나이, 빛, 온도에 의해 영향을 받기 때문에 (Guenther et al.
  • 본 연구에서는 다중회귀분석법을 통해 추정된 포름 알데하이드의 층적분농도와 OMI로 관측된 층적분농도와의 비교를 통해 동북아시아와 동남아시아 주요도 시의 포름알데하이드 칼럼농도를 처음으로 산출하였다. 동북아시아에 위치한 도쿄에서는 산출된 포름알데하이드와 OMI로 관측한 포름알데하이드와의 상관성이 가장 높게 나타났다(R2 = 0.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
다중회귀분석법이란? 본 연구에서는 아시아 주요도시지역의 포름알데하이드의 층적분농도를 추정하기 위해 다중회귀분석법(Multiple Regression Method; MRM)을 이용하였다(Timm, 2002). 다중회귀분석법은 종속변수, 독립변수, 그리고 독립변수에 대한 회귀계수로 이루어진 다중회귀분석 식을 최소자승법을 통해 도출하는 방법이다. 본 연구의 대상지역은 동북아시아의의 베이징, 서울, 도쿄와 동남아시아의 뉴델리, 다카, 방콕으로, 아시아 지역의 주요 도시를 포함한다.
대기구성물질의 농도를 추정하는데 다중회귀분석법을 적용한 연구의 예는? 다중회귀분석법의 경우 미량기체 및 미세먼지와 같은 대기구성물질의 농도를 추정하는데 널리 사용되어 오고 있다. Kim et al.(2012)은 다중회귀분석법을 이용하여 지표에 존재하는 Primary Organic Carbon(POC)과 Second Organic Carbon(SOC)의 농도를 추정하였으며, Gupta et al.(2009)의 경우 위성으로 측정된 에어로솔 광학두께 자료와 다중회귀분석법을 이용하여 대기경계층내의 미세먼지 농도(particulate matter ≤ 2.5 μm; PM2.5)를 추정 하였다. 또한, 다중회귀분석법은 지상 오존과 같은 미량 기체의 농도 추정에도 사용된 바 있다(Abdul-Wahab et al., 2005). 다중회귀분석법은 통계적인 방법으로 비교적 그 과정이 복잡하지 않으며 대상 물질에 따라 다를 수 있지만 높은 정확도의 추정 결과를 보이곤 한다.
포름알데 하이드의 주요 생성 원인은 무엇인가? , 2009a). 인간활동, 식생에 의한 활동, 생체소각과 같은 다양한 생성원(Palmer et al., 2003, 2006; Steinbacher et al., 2005; Fu et al., 2007; Stavrakou et al., 2009a,2009b; Barkley et al., 2009)에서 나오는 Volatile Organic Compounds(VOCs) 또는 Non Methane Volatile Organic Compounds(NMVOCs)의 광산 화작용에 의한 2차생성이 육지에서 생성되는 포름알데 하이드의 대부분을 차지한다. VOCs는 광화학 스모그의 원인 중 하나인 반면, NMVOCs는 대류권 오존 생성의 전구물질이다.
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참고문헌 (23)

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  17. Palmer, P.I., D.S. Abbot, T.-M. Fu, D.J. Jacob, K. Chance, T.P. Kurosu, A.B. Guenther, C. Wiedinmyer, J.C. Stanton, M.J. Pilling, S.N. Pressley, B. Lamb, and A.L. Sumner, 2006. Quantifying the seasonal and interannual variability of North American isoprene emissions using satellite observations of the formaldehyde column. Journal of Geophysical Research: Atmospheres (1984-2012), 111(D12). 

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  20. Stavrakou, T., J.-F. Muller, I.D. Smedt, M.V. Roozendael, G. Van Der Werf, L. Giglio, and A. Guenther, 2009b. Global emissions of nonmethane hydrocarbons deduced from SCIAMACHY formaldehyde columns through 2003-2006. Atmospheric Chemistry and Physics, 9: 3663-3679. 

  21. Steinbacher, M., J. Dommen, C. Ordonez, S. Reimann, F. Gruebler, J. Staehelin, and A. Prevot, 2005. Volatile organic compounds in the Po Basin. part A: Anthropogenic VOCs. Journal of atmospheric chemistry, 51: 271-291. 

  22. Streets, D.G., T.C. Bond, G.R. Carmichael, S.D. Fernandes, Q. Fu, D. He, Z. Klimont, S.M. Nelson, N.Y. Tsai, M.Q. Wang, J.-H. Woo, and K.F. Yarber, 2003. An inventory of gaseous and primary aerosol emissions in Asia in the year 2000. Journal of Geophysical Research: Atmospheres (1984-2012), 108(D21). 

  23. Timm, N.H., 2002. Applied multivariate analysis. ed. Springer. 

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