에어로졸 크기 추정을 위한 옴스트롬 지수 활용법 개선
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2021
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Korean
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131-131(1쪽)
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옴스트롬 지수(Angstrom exponent)는 에어로졸 광학깊이(Aerosol optical depth, AOD)의 파장의존도를 이용하여 구하는 지수로서 일반적으로 입자의 크기와 관련이 있다고 알려져 있다 (옴스트롬 지수가 커질수록 그 지역 대기 중 미세입자의 비중이 높아짐을 의미). 미세입자분율(fine mode fraction) 정보를 얻기 위해서는 별도로 복사전달모델의 도움이 필요하기 때문에 활용이 쉽지 않은 측면이 있으므로 대신하여 다파장 AOD 관측만으로 쉽게 구할 수 있는 옴스트롬 지수를 원격탐사 과정에서 측정 지역의 입자 크기 정보를 추정하는데 널리 활용해왔다. 그러나 최근 여러 연구들이 옴스트롬 지수가 미세입자분율 정보를 제대로 표현해내지 못하는 경우가 있음을 지적해오고 있다. 이에 본 연구는 한반도 지역 주요 AERONET 측정소에서 관측하여 얻은 옴스트롬 지수 및 미세입자분율 자료를 이용하여 옴스트롬 지수의 불확실성이 나타나는 조건을 파악하고 활용법을 개선할 수 있는 부분에 대해 살펴보았다. 분석 결과 알려진 옴스트롬 지수와 미세입자 분율의 양의 상관성이 한반도 여름에 거의 보장되지 않는 것을 확인할 수 있었다. 한반도 여름 시기에 미세입자 영역의 부피가 증가하는 특성 역시 일관성있게 나타나는 것을 통해 미세영역 에어로졸의 흡습성장(hygroscopic growth)이 크게 발생할 때 옴스트롬 지수가 대기 중 미세입자분율을 판별하는 능력이 떨어지는 것으로 이해할 수 있다. 실제로 풍속, 상대습도, 운량 자료를 함께 살펴보게 되면 옴스트롬 지수와 미세입자분율의 상관성이 나빠지는 구간에서 낮은 풍속, 높은 상대습도, 높은 운량이 두드러지는 것이 잘 확인된다. 이와 같은 옴스트롬 지수의 한계를 극복하기 위해 장파장(500-870 nm)과 단파장(380-500 nm) 영역에서 각기 계산된 옴스트롬 지수의 비(Angstrom exponent ratio, AR)를 살펴본 결과 여름철에 AER이 미세입자 분율과 상관성을 좀 더 높게 가지는 반면 봄에는 약간 낮은 상관성을 가지는 것을 확인하였다. 이를 근거로 옴스트롬 지수와 AER을 동시에 다중회귀함수 변수로 활용하여 미세입자분율을 추정하고 이를 AERONET에서 얻은 값과 비교하였더니 R^2값이 0.9 이상 나타나는 높은 성능을 확인할 수 있었다. 이 연구를 통해 다파장 AOD 관측만 정확하게 이루어질 경우 쉽게 관측 지역의 입자 크기를 추정할 수 있음을 확인하였다.
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