초록 ▼

연구의 목적 및 내용
박무, 해무 그리고 안개 입자의 침강에 의한 입자상 물질의 소멸 그리고 가스상 물질의 수분 내 반응에 의한 새로운 입자상 물질의 형성은 해무, 박무 그리고 안개 현상 후 입자상 물질의 물리·화학적 다양한 변화를 가져올 수 있다. 이러한 물리·화학적 변화는 입자상 물질에 의한 빛의 산란과 관련되어 도시 시정 (visibility) 변화에 영향을 줄 수 있을 뿐만 아니라 태양복사와 관련되어 기후변화에도 영향을 줄 수 있다. 또한 해무/박무/안개 발생 원인이 응결핵 (nucleation)으로 작용하는 초기 입자

연구의 목적 및 내용
박무, 해무 그리고 안개 입자의 침강에 의한 입자상 물질의 소멸 그리고 가스상 물질의 수분 내 반응에 의한 새로운 입자상 물질의 형성은 해무, 박무 그리고 안개 현상 후 입자상 물질의 물리·화학적 다양한 변화를 가져올 수 있다. 이러한 물리·화학적 변화는 입자상 물질에 의한 빛의 산란과 관련되어 도시 시정 (visibility) 변화에 영향을 줄 수 있을 뿐만 아니라 태양복사와 관련되어 기후변화에도 영향을 줄 수 있다. 또한 해무/박무/안개 발생 원인이 응결핵 (nucleation)으로 작용하는 초기 입자상 물질과 관련됨을 고려할 때 해무/박무/안개 발생전단계 초기 입자상 물질의 물리·화학적 성질에 관한 연구를 통하여 국내의 해무/박무/안개발생을 예측할 수 있는 예측 모델에 개발 및 개선에 좋은 자료로 사용될 수 있다.

연구결과
박무/해무/안개와 에어로졸과의 상호작용을 이해하기 위하여 2014/06/21~7/21, 2015/06/05~06/30 의 두 기간동안 백령도(대기오염집중측정소)와 안면도 (기후변화감시센터)에서 Caltech Active Strand Cloud water Collector(CASCC2)를 통해 대기 중의 박무/해무/안개를 포집하여 에어로졸의 물리적 화학적 특성 분석을 수행하였다. 본 연구에 사용된 CASCC2는 자체적으로 개발하여 연구기간동안 박무/해무/안개 시료포집에 성공적으로 적용하였다.
포집된 박무/해무/안개시료 내의 화학적 성분 중 pH, S(IV), H₂O₂, HCHO, 유기산, 총 유기탄소 (TOC) 및 주요 이온 (Cl^-, NO₃^-, SO₄^2-, Na⁺, NH₄⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺)을 분석하였으며, 에어로졸 입자의 화학적 조성과 물리적 특성은 High resolution Time-of-flight Aerosol mass spectrometer (HR-ToF-AMS, Aerodyne), Aerodynamic Particle Sizer (APS, TSI) 및 Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS, TSI) 을 사용하여 분석하였다. 또한 대기 중의 H₂O₂의 분석은 자체기술로 개발된 실시간 H₂O₂ analyzer를 현장 적용하여 대기 중의 H₂O₂ 의 농도측정을 시도하였다. 본 연구를 통해 국내 박무/해무/안개의 물리적 특성 및 화학적 조성에 대한 개요를 제공하고 대기경계층에서 안개 및 구름 생성 시 습식산화 의한 입자의 물리·화학적 구성 및 변화를 조사였다.

연구결과의 활용계획
1.안개와 에어로졸 상호작용 결과 : 안개 내에서 에어로졸의 생성과정 도출 및 대기 중 에어로졸이 안개에 의한 제거작용 및 제거 효율 정량화
2.안개입자 화학성분 분석 : 안개 내 화학성분 분석을 통한 안개입자 흡입시 국민건강 영향 자료 제공
3.안개 포집기 : 현재 개발된 1개 사이즈 안개 포집기에 다양한 사이즈 안개 포집기로 개발 발전 근간 마련. 기상 및 대기과학 및 환경에서 필요한 안개 포집기 상용화 발판 마련
4.실시간 H2O2 분석기 : 기존에 외산 고가의 H2O2 (AL2021, Aero Laser) 분석기를 국산화 할수 있는 기술력 확보. 궁극적으로 기업과 연계하여 국산화 모색.

(출처 : 한글요약문 4p)

Abstract ▼

Purpose&contents
Fogs/clouds can play both a physical and chemical role in the fate of atmospheric species. Fogs/clouds act as processors of atmospheric aerosol particles and trace gases by aqueous oxidation of gas phase precursors and the interaction of aerosol with atmospheric water and cleansi

Purpose&contents
Fogs/clouds can play both a physical and chemical role in the fate of atmospheric species. Fogs/clouds act as processors of atmospheric aerosol particles and trace gases by aqueous oxidation of gas phase precursors and the interaction of aerosol with atmospheric water and cleansing of the atmosphere by scavenging and removal of atmospheric particles. In addition to playing a central role in the hydrologic cycle and influencing atmospheric radiative transfer, clouds interact with a variety of chemical species. Together with gases and particles, clouds and fogs comprise a complex multiphase system.

Result
To understand the interaction of aerosol with fogs/clouds better, we conducted a fog sampling campaign and physical and chemical measurements of aerosol at the Baengnyeong Island (Intensive Air Quality Monitoring Station) and Anmyeon-Do (Metrology Monitoring Station), South Korea, during June 25^th – July 21^st, 2014 and June 5^th – June 30^th, 2015, respectively. A compact version of the Caltech Active Strand Cloud water Collector known as the CASCC2 and a two-stage fog/cloud water collector that collects “small” and “large” drops were used for sampling fog water.
The pH of the collected fog/cloud samples was measured on-site while sample aliquots were preserved for later analyses of S(IV), H₂O₂, HCHO, organic acids, total organic carbon (TOC), and major ions (Cl^-, NO₃^-, SO₄^2-, Na⁺, NH₄⁺, K⁺, Ca²⁺ and Mg²⁺))in the laboratory. The chemical composition and physical properties of aerosol particles were characterized by a High Resolution Time of Flight Aerosol Mass Spectrometer (HR-ToF-AMS, Aerodyne), an Aerodynamic Particle Sizer (APS, TSI) and a Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS, TSI). This study provide an overview of the chemical composition of fog/cloud samples and examine changes in particle chemical composition and microphysics by fog/cloud processing in the boundary layer.

Expected Contribution
1. Better undertrading the Interaction between Fog and Aerosol for aerosol formation and scavenging in air
2. Fog/Cloud collector can be used the extended field project
3. Semi-continuos H2O2 analyzer will give a very useful information of the atmospheric oxidant

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 6
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 7
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 25
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 25
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 26
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 26
• 8. 참고문헌 ... 27
• 9. 연구성과 ... 29
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 32
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 32
• 12. 기타사항 ... 32
• 별첨1 대 표 연 구 성 과 ... 33
• 끝페이지 ... 41