동아시아 지역 대기 중 에어로졸 분포에 대한 장기 변동 변화 연구 = A Study on Long-term Variations and Changes in Aerosol Distribution in the Atmosphere of East Asia

국문 초록 (Abstract)

동아시아 지역 대기 중 에어로졸의 광학적 성질에 대한 장기간(2001∼2010년) 공간적 분포, 변동·변화를 Terra/Aqua 위성의 MODIS (Moderate resolution imaging spectrometer)센서로 산출된 AOD (Aerosol Optical Depth), AE (Ångstrӧm Exponent)를 이용하여 분석했다. 더불어 한반도 중부에서 측정한 지상 PM10, PM2.5 질량 농도의 변화 특성을 분석하고, 위성 연직 평균 자료(AOD, AE)와 비교하였다. 동아시아에서 AOD는 지역적으로 빠른 경제 성장과 산업이 발달하고 있는 중국 동부지역(0.70)이 황해와 한반도(0.43), 그리고 건조·반건조 지역으로 모래폭풍이 주로 발생하는 중국 북동부(0.26)보다 높은 수준이었다. 한반도는 동아시아 대륙에서 인위적, 자연적으로 배출되어 광역적으로 이동하는 대기 에어로졸의 영향을 평가할 수 있는 풍하측에 위치하고 있다. 중국 동부 지역은 2001년~2010년 동안 연 평균이 증가하는 변화를 보이고 있었다. 동아시아 지역에서 AOD의 계절변동은 중국 동부, 황해와 한반도에서 6월에 최대, 12월에 최소를 보이고 있었다. 반면, 에어로졸 중 주로 인위적으로 배출되는 미세 에어로졸의 비율을 나타내는 AE는 지역적인 편차와 연 변동이 작았지만 중국 동부와 한반도에서 높게 나타났다. 계절적으로는 미세 흡습성 에어로졸이 성장하는 7월에 최대(1월에 최소) AE를 보여 AOD의 최대월과 시간 차이를 보였다. 강수에 의한 습윤 침전으로 AOD가 낮아졌지만 AE는 상대적으로 미세 흡습성 에어로졸의 영향을 크게 받은 것으로 보인다. 더불어, 한반도 중부에서는 2001년~2010년 동안 PM10 질량 농도는 감소하고 있었지만, PM2.5/PM10 질량 농도비가 증가하는 변화를 보이고 있었다. PM2.5~PM10의 조대 입자는 감소하고 있지만, 주로 PM2.5 미세입자의 인위적으로 배출이 증가하고 있는 것이다. 연직 대기의 에어로졸에 의한 평균 광학 성질을 나타내는 MODIS AOD는 지상에서 측정한 입자상 PM10 질량농도와의 상관 분석(r)에서 월평균 0.18, 일평균 0.16로 나타난 반면 PM2.5 질량농도와의 상관 분석에서는 월평균 0.36, 일평균 0.28로 PM10보다 높은 수준의 상관이 있는 것으로 나타났다. 또한, 위성 자료를 이용하여 에어로졸 유형(smoke, seasalt, dust, sulfate)을 구분하고 유형에 따른 지상 질량 농도와의 상관을 분석하였는데 dust는 PM10과 0.36, sulfate는 PM2.5와 0.43로 에어로졸 유형 구분에 따른 질량 농도와의 상관이 높게 나타나고 있다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 연구 배경 및 목적 1
• Ⅱ. 연구 방법 4
• 1. 연구 대상 지역 4
• 2. MODIS 에어로졸 광학 자료 6
• 3. 지상 PM10, PM2.5 질량 농도 측정 9
• 4. MODIS AOD와 지상 PM10, PM2.5 질량농도의 비교 9
• 5. 위성자료를 이용한 에어로졸 유형 구분 10
• Ⅲ. 결과 및 논의 12
• 1. 동아시아 지역의 장기간 AOD, AE의 공간 분포 12
• 2. 동아시아 지역의 AOD와 AE의 변동과 변화 14
• 3. 한반도 중부 지역에서 PM10, PM2.5 질량 농도의 변동과 변화 25
• 4. 청원 지역의 MODIS AOD와 PM10, PM2.5 질량농도의 상관 분석 31
• 5. 청원지역의 에어로졸 유형 분류에 따른 MODIS AOD와 질량농도의 상관 분석 33
• IV. 결 론 37
• 참 고 문 헌 39
• ABSTRACT 43