초록 ▼

한반도 지역의 기후변화를 관측에 의하여 감시하고 추세를 분석할 수 있는 기술을 개발함이 본 과제의 최종 목적이다. 이를 위하여 먼저 충남 태안군 안면도에 위치한 “지구대기감시관측소”의 온실기체, 에어러졸, 복사에너지 관측 시스템을 첨단화하여 자료를 데이터베이스화 시켰다. 국내 지구 대기 감시 기술의 향상을 위하여 아시아 에어러솔 국제협력사업 (ACE-Asia)을 제주도 고산에 유치하여 2001년 3윌 20일부터 5윌 20일까지 미국 등 16개국이 참가하는 집중관측(IOP)을 성공적으로 완료하였다. 1단계 1차 및 2차년도에는 안면도

한반도 지역의 기후변화를 관측에 의하여 감시하고 추세를 분석할 수 있는 기술을 개발함이 본 과제의 최종 목적이다. 이를 위하여 먼저 충남 태안군 안면도에 위치한 “지구대기감시관측소”의 온실기체, 에어러졸, 복사에너지 관측 시스템을 첨단화하여 자료를 데이터베이스화 시켰다. 국내 지구 대기 감시 기술의 향상을 위하여 아시아 에어러솔 국제협력사업 (ACE-Asia)을 제주도 고산에 유치하여 2001년 3윌 20일부터 5윌 20일까지 미국 등 16개국이 참가하는 집중관측(IOP)을 성공적으로 완료하였다. 1단계 1차 및 2차년도에는 안면도와 제주 고산을 중심으로 온실기체 관측 기술(연속관측 및 플라스크 샘플링)과 변동 추세 분석, 에어러졸의 미세입자$(0.04 {\mu}m이하)$관측 및 수농도, 광학적 효과 측정 및 분석 기술을 일부 개발하였고 계절 및 기상상태에 따른 온실기체와 에어러솔 등의 변동을 조사하였다. 특히 황사 등의 발생에 따른 기후변동과 한반도 지역 온난화 추세에 따른 기후예측성 자료의 생산, 에어러솔의 흡수 및 산란 복사효과를 조사하였고, 그 결과에 따른 국제적 기술교류(APEX, 중국기상국, NASA, NOAA/CMDL 등)를 추진하였다.
온실기체의 배경농도와 변동성에 대한 추세분석에서 대표적인 온실기체$CO_2$의 한반도 지역 대기중 농도는 최고 370ppm 이상의 분포를 보였다. 온실기체와 에어러솔 등의 대기복사효과를 감시하기 위한 태양 및 대기의 산란복사광을 정확히 밝히기 위하여 복사 관측자료의 분석시 구름의 영향을 제거하는 cloud screening 알고리즘을 적용하였다. 강수에 의한 에어러솔의 세정효과는 강수의 강도가 강할수록 그리고 에어러솔의 크기가 커질수록 효과적으로 세정됨이 나타났다. 또한, 수적과 에어러솔간의 상호작용에 따른 세정효과를 모델링하여 관측값과 비교한 결과 세정효과의 경향성이 잘 일치하였다. 온실기체와 에어러졸에 의한 대기의 복사강제력을 산출하기 위하여 대기복사모델을 도입 설치하였으며, 태양복사영역의 복사 플럭스를 계산하고 외국의 관측값과 비교하였다.

Abstract ▼

1. Study on the baseline establishment for the monitoring system of climate
change in the background atmospheric region, Korea
(1) Measurement of background concentration of greenhouse gases and the trend
analysis on their variation
(2) Measurement of background concentration of aero

1. Study on the baseline establishment for the monitoring system of climate
change in the background atmospheric region, Korea
(1) Measurement of background concentration of greenhouse gases and the trend
analysis on their variation
(2) Measurement of background concentration of aerosols and analysis on their
physical and chemical components
(3) Establishment of monitoring system for the effect of Asian particles by
continental desertrification and climate environments


2. Measurement of atmospheric radiation and development of its data analysis
technique
(1) Establishment and management of a synthetic measurement system for
atmospheric radiation (direct, diffuse, upward, and downward)
(2) Technical development for calibration and comparison of salar and Earth
radiation measurements
(3) Establishment of baseline techniques for estimating the scattering and
absorption amount of atmospheric radiation by aerosols
(4) Development of algorithm to eliminate the occultation effect of solar
radiation by clouds
(5) Estimation of optical depth of aerosols using the sun-photometer
(6) Technical development for calculating the atmospheric radiative forcing
of aerosols and greenhouse gases based on measurement data of atmospheric
radiation


3. Study on occurrence/ disappearance process of greenhouse gases and
aerosols
(1) Flux measurement of greenhouse gases In a forest region and development of
its data analysis technique
(2) Study on the occurrence and chemical transformation process of natural and
artificial aerosols
(3) Development and management of QA/QC automatical technique of
measurement data
(4) Establishment of back and forward trajectory techniques and development of
interpretation techniques using analytic results


4. Technical development of measurement and analysis of global warming
observation by international cooperations
(1) Cooperation with NASA for spectral solar radiation measurement
(2) Establishment of atmospheric super-site for ACE-Asia cooperational
observatory
(3) International verification of observed data with NOAA/CMDL and
CCSR/APEX

목차 Contents

• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 38
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 40
• 제1절 국내의 기술동향 및 수준 ... 40
• 제2절 국외의 기술 개발 수준 ... 40
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 43
• 제1절 서론 ... 43
• 제2절 한반도 배경대기 중 온실기체 측정 및 변동 추세분석 ... 45
• 1. 개요 ... 45
• 2. 플라스크 샘플링에 의한 온실기체 배경농도 측정 ... 46
• 3. 연속관측에 의한 온실기체 배경농도 측정 ... 82
• 4. 산림지역에서의 이산화탄소 플럭스 산출 ... 102
• 제3절 한반도 지역 에어러솔의 물리화학적 특성 ... 112
• 1. 개요 ... 112
• 2. 에어러솔의 크기별 농도 분포 ... 112
• 3. 에어러솔의 화학성분 분석 ... 131
• 4. 에어러솔 광학적 특성 ... 163
• 제4절 한반도 지역의 대기 복사 관측 및 변동 특성 ... 178
• 1. 개요 ... 178
• 2. 대기복사 관측 ... 179
• 3. 썬포토메터 관측을 통한 에어러솔 광락깊이와 파장지수 계산 ... 185
• 4. 구름에 의한 차폐효과 제거 알고지듬 개발 및 적용 ... 190
• 5. SkyRad.Pack을 이용한 에어러솔 광학 피라메터 산출 ... 200
• 6 한반도 상공 에어러솔의 광학적 특성 ... 208
• 7. 동아시아 에어러솔 광학 특성과의 비교 ... 212
• 제5절 에어러솔에 의한 복사강제력 산출 기술 개발 ... 227
• 1. 개요 ... 227
• 2. 대기복사전달 모델(RSTAR5B) ... 227
• 3. 에어러솔에 의한 복사강제력 효율 산출 ... 244
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 248
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 249
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 251
• 제7장 참고문헌 ... 253