초록 ▼

연구의 목적 및 내용
본 연구는 (1) 지상 에어로졸 라이다 관측 자료를 이용한 에어로졸 유형구분 및 연직 농도분포 산정 알고리즘을 개발, (2) 개발된 알고리즘을 한반도 지상라이다 네트워크 관측 자료에 적용하여 한반도 유출입 에어로졸의 특성을 준 실시간으로 파악할 수 있는 현업 시스템을 구축하고, (3) 지상 라이다와 함께 위성 관측 자료의 통합 분석을 통하여 동북아시아 에어로졸의 3차원 농도분포 및 거동 특성 분석을 목적으로 한다.
위의 목표를 달성하기 위해 본 연구에서는 아래와 같은 연구 내용을 수행하였다.
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연구의 목적 및 내용
본 연구는 (1) 지상 에어로졸 라이다 관측 자료를 이용한 에어로졸 유형구분 및 연직 농도분포 산정 알고리즘을 개발, (2) 개발된 알고리즘을 한반도 지상라이다 네트워크 관측 자료에 적용하여 한반도 유출입 에어로졸의 특성을 준 실시간으로 파악할 수 있는 현업 시스템을 구축하고, (3) 지상 라이다와 함께 위성 관측 자료의 통합 분석을 통하여 동북아시아 에어로졸의 3차원 농도분포 및 거동 특성 분석을 목적으로 한다.
위의 목표를 달성하기 위해 본 연구에서는 아래와 같은 연구 내용을 수행하였다.
· 지상 에어로졸 라이다 관측 자료를 이용한 황사, 오염입자 등 에어로졸 유형 구분 및 질량농도 연직 분포 산출 알고리즘을 개발
· 개발된 알고리즘을 타 지상 관측 자료들과의 비교를 통한 검증 수행
· 개발된 알고리즘을 한반도 지상 에어로졸 라이다 관측망에 적용하여 실시간으로 웹 사이트에 표출
· 위성 라이다 관측 자료와의 연계를 이용하여 동북아시아 에어로졸의 3차원 분포와 거동특성 분석

연구개발성과
· 지상 에어로졸 라이다 관측 자료를 활용한 에어로졸 유형구분(청정기단 에어로졸, 황사, 오염입자), 에어로졸 소산계수 및 에어로졸 질량농도 연직분포, 대기경계층 높이, 운저고도 산출 알고리즘 개발
· 개발된 알고리즘을 한반도 지상 에어로졸 라이다 관측망에 적용하여 준 실시간으로 웹 사이트에 관측 결과 표출(현업화 달성)
· High Spectral Resolution Lidar 및 지상 관측 PM10 농도와의 비교를 통한 알고리즘 검증
· 운고계 원시 자료로부터 후방산란강도, 대기경계층 높이 및 운저고도 산출 알고리즘 개발
· 지상 에어로졸 라이다와 위성 라이다 연계를 통한 한반도 유출입 에어로졸 입체 감시 및 동북아시아 에어로졸 거동 특성 분석

연구개발성과의 활용계획(기대효과)
· 한반도 에어로졸 유출입 및 실시간 3차원 입체 감시를 통한 황사, 미세먼지 발생 시 현황 파악 및 예보에 활용 가능
· 황사 및 미세먼지 예측 모델에 입력 및 검증 자료로 활용하여 모델의 예측 수행 능력 향상에 기여
· 지상 라이다 및 운고계 관측 자료 연계 분석을 통한 한반도 상의 에어로졸 및 대기 특성(대기경계층 높이, 구름 등) 입체 분석 가능
· 한반도 에어로졸이 기후에 미치는 영향에 관한 기초 자료 제공
· 지상 및 위성 관측 자료 통합 분석 시스템 기반 마련

(출처 : 요약문 4p)

Abstract ▼

Purpose & Contents
The objectives of this research are (1) to develop an algorithm that classifies the types of aerosols and retrieves mass concentration profiles using ground-based aerosol Lidar observations, (2) to apply the developed algorithm to the Korea Aerosol Lidar Observation Network (KA

Purpose & Contents
The objectives of this research are (1) to develop an algorithm that classifies the types of aerosols and retrieves mass concentration profiles using ground-based aerosol Lidar observations, (2) to apply the developed algorithm to the Korea Aerosol Lidar Observation Network (KALION) observation data and set up an operating system where near-real-time aerosol fluxes over Korea can be monitored, and (3) to combine ground-based Lidar results with satellite measurements for analyzing the 3-dimensional aerosol distribution and characteristics over East Asia.
The methods and contents of this study are as follows:
· Develop an algorithm to distinguish aerosol Lidar signals induced by various aerosol types (dust, pollution, etc.) and retrieve aerosol mass concentration profile.
· Assess the algorithm performance through comparison with other ground-based observation data.
· Apply algorithm to the Korea aerosol Lidar Observation Network data and set up system for the near-real-time display of results.
· Analyse the aerosol characteristics over East Asia and its 3-dimensional distribution using the KALION data and satellite measurements.

Results
· Development of algorithm that classifies of aerosol signals by aerosol type (clean continental aerosol, dust, pollution) and retrieval of aerosol extinction coefficient and mass concentration vertical profile, planetary boundary layer height and cloud base height.
· Application of the algorithm to KALION observation data and near-real-time display of its results on designated web-site.
· Verification of algorithm retrieval variables through comparison with co-located High Spectral Resolution Lidar measurements and ground-based in-situ PM10 mass concentration measurements.
· Development of algorithm for retrieval of aerosol backscatter signal, planetary boundary layer height, and cloud base height from ceilometer raw data.
· Analysis of 3-dimensional distribution of aerosols in East Asia and its transport over Korea.

Expected Contribution
· Use in near-real-time monitoring or forecast of aerosol 3-dimensional distribution for high pollution of dust cases.
· Available use in the verification and improvement of dust and air quality forecast models.
· Through combining aerosol Lidar observations with ceilometer data, a finer 3-dimensional distribution of aerosols and atmospheric characteristics (planetary boundary layer height, cloud, etc.)
· Providing basis for further research on the climate effects of aerosols in Korea.
· Providing the foundation for ground-based and satellite combined research.

(source : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 국문 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• Contents ... 6
• 목차 ... 8
• 제1장. 연구개발과제의 개요 ... 10
• 제 1.1 절 연구개발 목적 ... 10
• 제 1.2 절 연구개발의 필요성 ... 10
• 제 1.3 절 연구개발 범위 ... 10
• 제2장. 국내외 기술 개발 현황 ... 12
• 제 2.1 절 국외 현황 ... 12
• 제 2.2 절 국내 현황 ... 14
• 제3장. 연구 수행 내용 및 성과 ... 15
• 제 3.1 절 한반도 지상 에어로졸 라이다 관측 네트워크(KALION) 통합 알고리즘 개발 및 표출 ... 15
• 1. KALION 통합 알고리즘 ... 15
• 2. KALION 관측 결과를 활용한 고농도 에어로졸 사례 분석 ... 29
• 제 3.2 절 KALION 알고리즘 장기분석 및 검증 ... 38
• 1. 상시관측소 장기분석 ... 38
• 2. KALION 알고리즘 검증 ... 42
• 제 3.3 절 운고계 실시간 표출 알고리즘 개발 및 검증 ... 49
• 1. 운고계 표출 알고리즘 개발 ... 49
• 2. 운고계 자료 처리 알고리즘 고도화 및 산출 결과 검증 ... 51
• 제 3.4 절 동북아시아 에어로졸 입체 관측 ... 53
• 1. 위성 및 지상 관측 자료를 활용한 동북아시아 에어로졸 입체 관측 ... 53
• 2. 지상 에어로졸 농도를 이용한 에어로졸 국지/장거리 수송 파악 ... 78
• 3. 라이다 관측 자료를 활용한 미세먼지 예측(대기화학수송) 모델의 검증 ... 83
• 제4장. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 86
• 제 4.1 절 목표 달성도 ... 86
• 제 4.2 절 관련 분야 기여도 ... 87
• 제5장. 연구개발성과의 활용계획 ... 88
• 제6장. 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 89
• 제7장. 연구개발성과의 보안등급 ... 90
• 제8장. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 91
• 제9장. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 ... 92
• 제10장. 연구개발과제의 대표적 연구 실적 ... 93
• 제11장. 기타 사항 ... 94
• 제12장. 참고 문헌 ... 95
• 끝페이지 ... 98