[논문]지구 온난화 물질 감시 기술개발

박종서; 박기준; 오성남; 최재천

지구 온난화 물질 감시 기술개발
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박종서 (기상연구소 응용기상연구실) , 박기준 (기상연구소 응용기상연구) , 오성남 (기상연구소 응용기상연구) , 최재천 (지구대기감시관측소)

대기 중 온실기체의 증가로 인한 지구 온난화에 따른 기후변화 문제가 사회 각 분야에서 본격적으로 대두됨에 따라 기후변화를 예측하고 기후변화에 따른 영향을 정량적으로 평가하기 위한 연구들이 활발하게 진행되고 있다. IPCC(1995)에 따르면 대기 중 $CO_2$의 농도는 산업 혁명 이전의 280 ppm에서 1994년에는 356 ppm까지 증가했음을 보고한 바 있고, 1997년에는 약 364 ppm(하와이 마우나로아 관측소 측정값)으로 지속적인 증가 추세에 있는 것으로 관측되고 있으며, 1900년 이후의 증가율은 약 0.5%/yr 정도 되는 것으로 알려져 있다. (중략)

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문제 정의

이 연구에서는 제주도 고산과 N0AA/CMDL에서 관측된 CO2 관측 값을 이용하여 CO₂ 농도의 전 지구적 분포 특성을 규명하고자 하였다. 이를 위해 Fourier 분석, 객관분석, EOF, SSA 분석 등 방법을 이용하여 위도 대별로 CO₂ 농도의 계절변화, 증가율, 연변동을 조사하고 또 전지구적 C₆ 농도 분포 패턴의 월별 변화와 남, 북반구의 분포차이 및 변동에 대해 조사하였다.

제안 방법

또한 전반적인 CO₂ 농도의 변화 추세(trend)를 분석하기 위하여 매일의 CO₂ 농도자료에서 기후값을 감하여 계절 성분을 제거하였다. 계절 성분이 제거된 CO₂ 농도 자료로부터 1차 회귀방정식을 구하였다. 그리고 이와 같은 방법으로 산출한 조화함수와 회귀 방정식을 합산하여 고산 CO₂ 농도의 연간 .
그리고 이와 같은 방법으로 산출한 조화함수와 회귀 방정식을 합산하여 고산 CO₂ 농도의 연간 . 계절간 변동 경향을 분석하였다. 이와 더불어 고산의 CO₂ 농도가 매년 증가하는 추세 변동을 살펴보기 위하여 계절 성분이 제거된 CO₂ 농도 자료를 Fourier 분석하여 2개의 조화함수를 추출하였다.
제주도 고산의 CO₂ 변동 경향을 분석하기 위하여 일주일에 한번 관측한 CO₂ 농도 자료를 내삽 방법으로 매일의 농도 자료로 변환하였다. 그리고 이 자료를 이용하여 8년간의 CO2 농도의 기후값(climatological valueX 산출하였다. 이와 같이 구해진 기후값의 계절 변동(seasonal variation)을 얻기 위하여 Fourier 분석을 시행하였고, 이 때 3개의 조화함수를 추출하였다.
계절 성분이 제거된 CO₂ 농도 자료로부터 1차 회귀방정식을 구하였다. 그리고 이와 같은 방법으로 산출한 조화함수와 회귀 방정식을 합산하여 고산 CO₂ 농도의 연간 . 계절간 변동 경향을 분석하였다.
통해 우리나라의 CO? 농도의 계절 변화, 추세변동, 증가율, 연변동 등을 분석하였다. 우리나라 제주도 고산에서 관측된 CO2 농도의 계절 변동은 그대이며, 8월말과 9월초에 약 351ppmv로 최소이다.
이와 같이 구해진 기후값의 계절 변동(seasonal variation)을 얻기 위하여 Fourier 분석을 시행하였고, 이 때 3개의 조화함수를 추출하였다. 또한 전반적인 CO₂ 농도의 변화 추세(trend)를 분석하기 위하여 매일의 CO₂ 농도자료에서 기후값을 감하여 계절 성분을 제거하였다. 계절 성분이 제거된 CO₂ 농도 자료로부터 1차 회귀방정식을 구하였다.
분포 특성을 규명하고자 하였다. 이를 위해 Fourier 분석, 객관분석, EOF, SSA 분석 등 방법을 이용하여 위도 대별로 CO₂ 농도의 계절변화, 증가율, 연변동을 조사하고 또 전지구적 C₆ 농도 분포 패턴의 월별 변화와 남, 북반구의 분포차이 및 변동에 대해 조사하였다.
그리고 이 자료를 이용하여 8년간의 CO2 농도의 기후값(climatological valueX 산출하였다. 이와 같이 구해진 기후값의 계절 변동(seasonal variation)을 얻기 위하여 Fourier 분석을 시행하였고, 이 때 3개의 조화함수를 추출하였다. 또한 전반적인 CO₂ 농도의 변화 추세(trend)를 분석하기 위하여 매일의 CO₂ 농도자료에서 기후값을 감하여 계절 성분을 제거하였다.
계절간 변동 경향을 분석하였다. 이와 더불어 고산의 CO₂ 농도가 매년 증가하는 추세 변동을 살펴보기 위하여 계절 성분이 제거된 CO₂ 농도 자료를 Fourier 분석하여 2개의 조화함수를 추출하였다. 이상의 분석에 사용한 방정식은 아래와 같다.
농도 자료이다. 제주도 고산의 CO₂ 변동 경향을 분석하기 위하여 일주일에 한번 관측한 CO₂ 농도 자료를 내삽 방법으로 매일의 농도 자료로 변환하였다. 그리고 이 자료를 이용하여 8년간의 CO2 농도의 기후값(climatological valueX 산출하였다.

대상 데이터

이 연구에서 이용한 자료는 1993년 8월부터 2000년 3월까지 제주도 고산(33°17‘ N, 126°10' W, 72m) 에서 플라스크 샘플링 방법으로 주 1회 관측한 CO₂와 NOAA/CMDL의 50개 관측 지역에서 1983년부터 1998년까지 관측한 전지구적 월평균 CO₂와 CH₄ 농도 자료이다. 제주도 고산의 CO₂ 변동 경향을 분석하기 위하여 일주일에 한번 관측한 CO₂ 농도 자료를 내삽 방법으로 매일의 농도 자료로 변환하였다.

성능/효과

우리나라 제주도 고산에서 관측된 CO2 농도의 계절 변동은 그대이며, 8월말과 9월초에 약 351ppmv로 최소이다. 따라서 계절 변동 진폭은 약 18 ppm 정도로 나타나며, CO2 농도의 증가 추세를 살펴보면 최대 농도인 5월 초에서부터 최소인 8월말이나 9월초까지 급격한 감소를 보인다. 그리고 9월에 걸쳐 10월 중순까지 빠른 상승세를 보이다가 10월말부터 이듬해 4월말까지는상당히 완만한 증가 추세를 나타낸다.

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