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GEMS HCHO/CHOCHO 산출 알고리즘 초기 검증
박록진,이기택,이시은,정재인,권형안,신승아 한국대기환경학회 2021 한국대기환경학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.10
환경부는 2020년 2월 19일 세계 최초 정지궤도 환경위성 GEO KOMSAT 2B (GK2B)를 성공적으로 발사하였다. 이 위성은 환경 탑재체 Geostationary Environment Monitoring Spectrometer (GEMS)를 통해 매 시간마다 동아시아를 관측하며 대기 중 미량기체(NO₂, SO₂, O₃, VOCs)와 에어로졸 등 다양한 산출물을 제공한다. 이는 기존 태양동주기 위성 관측의 한계점인 관측 빈도수 문제를 극복할 수 있어 대기 오염물질의 수송 및 일주기 변동을 감시할 수 있다. GEMS 산출물 중 하나인 휘발성 유기 화합물(VOCs)은 인체에 유해한 대류권 오존 및 이차 유기에어로졸의 전구물질이다. VOCs의 수명은 매우 짧기 때문에, 이들의 산화로 발생되는 포름알데하이드(HCHO)와 글리옥살(CHOCHO)을 통해 그 농도를 파악할 수 있다. 특히 HCHO는 주로 화석연료의 연소가 발생되는 인위적인 배출원에서, CHOCHO는 식생에 의한 자연적 배출원에서 발생하므로 두 화학종의 농도 비율을 이용하면 인위적 VOCs 배출량을 정량적으로 산정할 수 있다. 본 연구에서는 위성(TROPOMI) 및 지상관측(MAX-DOAS)자료를 활용하여 궤도상 운영 기간 이래로 관측된 GEMS HCHO/CHOCHO 초기 산출물을 검증하였다. 검증결과 GEMS HCHO는 두 관측자료와 모두 높은 상관성을 보였지만, 구름이 많은 적도 지역에서 TROPOMI 보다 전반적으로 더 높은 값을 산출했다. GEMS CHOCHO의 경우 중국 등 고농도 지역에서는 TROPOMI와 유사하게 추정했으나, 사막과 태평양 지역에서 상대적으로 음의 농도가 두드러지게 나타났다. 본 연구에서는 알고리즘 개선 및 다양한 민감도 실험을 통해 이러한 문제점들에 대한 해결방안을 모색하고, HCHO/CHOCHO 연직 농도의 비율을 시간 단위로 산출하여 동아시아의 일주기 VOCs 배출량을 진단한다.