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한반도 지역에서의 이산화탄소 변화 경향과 AIRS, GOSAT 위성 자료의 정확도 비교
Comparison of Atmospheric Carbon Dioxide Concentration Trend and Accuracy from GOSAT and AIRS data over the Korean Peninsula 원문보기

대한원격탐사학회지 = Korean journal of remote sensing, v.31 no.6, 2015년, pp.549 - 560  

이상희 (연세대학교 대기과학과) ,  김준 (연세대학교 대기과학과) ,  조희구 (연세대학교 대기과학과) ,  구태영 (국립기상과학원 지구환경시스템연구과) ,  오미림 (국립기상과학원 지구환경시스템연구과) ,  이종호 (국립기상과학원 지구환경시스템연구과)

초록
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지구 온난화와 기후 시스템에 가장 강력한 영향을 미치는 인자 중 하나인 대기 중 이산화탄소 농도 변화를 지속적으로 모니터링하는 것은 중요하며, 현재 지상 관측과 더불어 위성을 통한 모니터링이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 동북아시아 지역 중에서도 1999년부터 주요 대기질 관측소로 운영되어 온 안면도와 고산에서의 대기 중 이산화탄소 농도 변화에 대한 경향성을 전구 월별 평균 값과 비교해 보았으며, 이를 대표적인 온실 기체 관측 위성인 Greenhouse Gases Observing Satellite (GOSAT)과 Atmospheric Infrared Sounder (AIRS)에서 산출되는 값을 안면도와 고산 관측소의 농도 값과 비교하였다. 1999년 1월 대기 중 평균 농도가 371.87 ppm이었던 안면도에서의 이산화탄소 농도는 2013년 12월 405.50 ppm으로 지난 15년간 지속적으로 증가하였다(KMA, 2013). 플라스크 공기 샘플링 방법에 의해 관측된 안면도의 이산화탄소 농도는 같은 기간 전구의 계절 변동성 및 증가 추이가 동일했으나, 동북아시아에서의 이산화탄소 농도의 증가폭이 전구보다 평균 4 ppm 더 높게 나타났다. GOSAT과 AIRS에서 산출된 이산화탄소는 안면도 관측소의 지상 농도와 비교되었으며, 이를 통해 두 위성 자료들의 정확도가 비교하고자 하였다. GOSAT과 AIRS 모두 월별 이산화탄소 농도는 지상 관측소인 안면도의 관측 값보다는 낮은 분포 경향을 보였으나, 계절 변동성과 증가 추이는 동일하게 나타났다. GOSAT과 AIRS에서 산출되는 이산화탄소 농도는 위성별 정확도 분석을 위해 두 위성의 관측 기간 중 동일 관측이 수행된 2011년 1월부터 2012년 12월까지의 자료를 비교하였다. GOSAT은 r이 0.947, RMSD가 5.610, bias가 -5.280으로 r이 0.737, RMSD가 8.574, bias가 -7.316으로 나타난 AIRS보다 동북아시아를 대표하는 안면도 관측소에서의 정확도가 더 높게 나타났다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

With the global scale impact of atmospheric $CO_2$ in global warming and climate system, it is necessary to monitor the $CO_2$ concentration continuously on a global scale, where satellite remote sensing has played a significant role recently. In this study, global monthly

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 1은 전구 월평균 이산화탄소의 변화 경향과 동북아시아를 대표할 수 있는 지구감시센터 중 하나인 안면도에서의 이산화탄소 변화 경향을 비교하여 나타낸 그림이다. 1984년 1월부터 자료가 제공되는 전구 월평균 이산화탄소 농도와 달리 안면도 관측소는 1999년 1월부터 2013년 12월까지 이산화탄소 자료가 제공되어 본 연구에서는 안면도 자료 제공 기간에 대한 전구와 안면도의 대기 중 이산화탄소 변화 추이를 살펴보았다. 1999년 1월 368.
  • , 2013)되기 이전의 초기 버전 자료를 기반으로 한 분석이다. 본 연구에서는 선행 연구를 바탕으로 정확도 분석의 오차를 줄이기 위해 위성에서 관측된 자료의 분석 기간을 동일 관측 기간으로 제한한 후 WDCGG에서 제공되는 지상 관측 값과 비교하여 동북아시아에서의 AIRS와 GOSAT에 대한 정확도를 재평가하고자 한다. 이러한 연구를 통해 지구 온난화를 나타내는 대표인자인 이산화탄소 농도분포변화에 대한 전반적인 이해를 높이고 위성 자료의 신뢰도를 확보하고자 한다.
  • 본 연구에서는 선행 연구를 바탕으로 정확도 분석의 오차를 줄이기 위해 위성에서 관측된 자료의 분석 기간을 동일 관측 기간으로 제한한 후 WDCGG에서 제공되는 지상 관측 값과 비교하여 동북아시아에서의 AIRS와 GOSAT에 대한 정확도를 재평가하고자 한다. 이러한 연구를 통해 지구 온난화를 나타내는 대표인자인 이산화탄소 농도분포변화에 대한 전반적인 이해를 높이고 위성 자료의 신뢰도를 확보하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
IPCC(2013)에 제시된 지구 시스템에 영향을 미치는 주요 인자들로 무엇이 있는가? 이를 바탕으로 정부간협의체(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)인 IPCC에서는 그러한 우려들을 정량화된 수치로 제시한 평가 보고서를 1990년 1차부터 2014년 채택한 5차까지 지속적으로 발간하고 있다 (Griggs and Noguer, 2002; Houghton, 1996; IPCC, 2013; IPCC, 2007; Metz, 2001). IPCC(2013) 에 제시된 지구 시스템에 영향을 미치는 주요 인자들로는 수증기, 오존, 이산화탄소 및 메탄과 같은 인자들이 미치는 영향이 크다고 밝히고 있으며, 이 중 수증기를 제외한 이산화탄소의 영향이 가장 많은 비중을 차지하고 있다(Bindoff et al., 2013).
NASA Aqua 위성에 탑재된 AIRS에는 어떠한 기능이 있는가? NASA Aqua 위성에 탑재된 AIRS는 2002년 발사 이후 성공적으로 운영 중인 센서 중 하나로 매일 이산화탄소 농도를 13.5 km 천저 지역 직경(nadir footprint diameter) 의 공간 해상도를 가진 전구 규모로 산출할 수 있는 능력을 가지며, 그 정확도 또한 2 ppmv 이내로 알려져 있다 (Chahine et al., 2008).
온실 가스 모니터링 시스템을 수행하는 관측소들로 부터 어떠한 운영 결과를 얻었는가? 이러한 온실 기체 증가에 대한 관심은 지속적인 온실 가스 모니터링 시스템을 구축하기에이르렀고, 1958년부터 지금까지 지속적으로 관측되고 있는 대표적인 온실 가스 관측소인 Mauna Loa와 같은 모니터링 임무를 수행하는 관측소들이 전구적으로 운영되고 있다. 이러한 관측소들의 운영 결과로 대기 중이산화탄소 농도가 꾸준히 증가하고 있으며, 그 증가율이 Mauna Loa의 경우 연간 1.40 ppmv (part per million by volume)이라는 연구 결과(Keeling and Whorf, 2005)를 얻을 수 있었다. 이와 같이 전구 또는 대표적인 지역의 관측소의 관측 결과를 분석하고 변화 추이를 살펴보는 것이 중요하다.
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참고문헌 (26)

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