• 대한원격탐사학회지
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• 제35권2호
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• pp.289-298
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• 2019

본 연구에서는 처음으로 차등흡수분광기술(Differential Optical Absorption Spectroscopy, DOAS)를 이용하여 지상관측 기반 태양 직달광 모의복사휘도를 활용하여 신호대잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR), 분광분해능(Full Width Half Maximum, FWHM), 오존 연직칼럼농도($O_3$ Vertical Column Density, $O_3$ VCD), 에어로졸 광학두께(Aerosol Optical Depth, AOD), 태양천정각(Solar Zenith Angle, SZA)에 대한 이산화황 연직칼럼농도($SO_2$ Vertical Column Density, $SO_2$ VCD) 산출 불확실성을 조사하였다. 본 연구에서는 산란광 효과를 제외한 Beer-Lambert-Bouguer 법칙에 기반하여 모의복사휘도를 계산하였다. SNR이 650(1300)이며, FWHM = 0.6 nm, AOD = 0.2, $O_3$ VCD = 300DU, $SZA=30^{\circ}$ 동일 조건일 때 산출된 이산화황의 연직칼럼농도와 모의복사휘도 계산 시 입력값으로 활용된 이산화황 연직칼럼농도의 참값을 비교하여 절대백분위오차(Absolute Percentage Difference, APD) 산출 결과 $8.1{\times}10^{15}molecules\;cm^{-2}$ 농도에서 최대 80%(28%), $2.7{\times}10^{16}molecules\;cm^{-2}$ 농도에서 최소 16%(5%)로 나타났다. FWHM이 0.2 nm(1.0 nm)일 때, 이산화황의 연직칼럼농도가 $2.7{\times}10^{16}molecules\;cm^{-2}$과 동일하거나 그 이상에서 APD는 6.4%(29%) 에서 6.2%(10%)로 나타났다. FWHM, SZA, AOD, 오존 연직칼럼농도의 값이 증가할수록 APD가 증가하였다. 그와 반대로 SNR은 값이 증가할수록 APD가 감소하였다. 결과적으로 FWHM과 SZA이 오존 연직칼럼농도와 AOD 보다 이산화황 연직칼럼농도 산출에 크게 영향을 주었다. 이산화황의 연직칼럼농도 산출 불확실성의 증가에 대한 SZA의 효과는 $2.7{\times}10^{16}molecules\;cm^{-2}$보다 높은 이산화황 연직칼럼농도 조건에서 FWHM보다 큰 영향을 주었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제35권6_3호
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• pp.1173-1185
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• 2019

본 연구에서는 처음으로 주성분분석(Principle component analysis; PCA) 방법을 이용하여 Sentinel-5p의 TROPOspheric Monitoring Instrument (TROPOMI) 위성센서 원시자료로부터 산업활동 및 화산활동에 의해 발생한 이산화황 연직칼럼농도(Vertical column density; VCD)를 산출하였다. 본 연구에서 TROPOMI로부터 주성분분석방법을 이용하여 산출된 이산화황 연직칼럼농도는 차등흡수분광법(Differential Optical Absorption Spectroscopy; DOAS)을 이용하여 산출된 TROPOMI Level 2 이산화황 연직칼럼농도 산출물과 비교되었다. 산업활동과 같은 인위적 요인에 의하여 다량의 이산화황을 지표부근에 배출하는 동아시아 지역에서 TROPOMI 로부터 주성분분석방법으로 산출된 이산화황 연직칼럼농도와 차등흡수분광법을 이용하여 산출된 TROPOMI 이산화황 연직칼럼농도의 평균값은 각각 0.05 Dobson Unit (DU)와 -0.02 DU로 비슷한 값으로 나타났다. 두 산출물 사이의 기울기(Slope)는 모든 구름조건에 대하여 0.64, 상관계수(Correlation coefficient, R)는 0.51로 다소 낮은 상관관계를 보였으나, 구름비율이 0.5 이하인 픽셀에 대한 기울기는 0.68, 상관계수는 0.61로 증가하였다. 이러한 결과는 두 알고리즘에서 공통적으로 구름비율이 높을 때 지표부근에 대한 이산화황의 산출 민감도가 감소한다는 것을 의미한다. 화산활동에 의한 고농도 이산화황이 발생하는 지역인 인도네시아와 일본 남부 지역에서 두 알고리즘으로 산출된 이산화황 연직칼럼농도 사이의 상관계수는 모든 구름 조건에 대하여 0.90으로 높은 상관관계를 보였다. 이는 화산지역에서의 가스 분출로 인하여 고농도로 대류권 상층 혹은 성층권 하부에 주로 분포하는 이산화황에 대한 위성 기반 이산화황 산출 정확도가 높게 나타나기 때문인 것으로 사료된다.

• 환경위생공학
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• 제23권4호
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• pp.45-54
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• 2008

Our study indicates the zooplankton abundance with characteristics of water column and the vertical distribution in Lake Jinyang, South Korea. Seasonal changes of zooplankton community are determined by environmental parameters like water temperature, pH, dissolved oxygen, suspended solids and chlorophyll a. In lake Jinyang, this study showed that the zooplankton abundance in transition zone(St.1, St.2) was higher density than in lacustrine zone(St.3). Rotifers were dominant zooplankton and among them, Polyarthra spp., Keratella spp. and Nauplli(Copepoda) were common. But Cladoceran showed the low density. During survey period, zooplankton abundance with vertical distribution in surface layer(epilimnion) was higher than in bottom layer(hypolimninon). Zooplankton densities in Surface and middle layer showed positive relationship with water temperature and the densities in bottom layer(hypolimnion) showed positive relationship with chlorophyll a. Our assumption in spite of the short term study are supported by the facts that increase of temperature driven by climate change more maintains the thermocline duration by the summer temperature stratification. Thus the results suggest that the climate changes are an important source of changing zooplankton community feeding phytoplankton. So the zooplankton should be monitoring by the ecological management of Lake Jinyang to cope with climate changes like flood plain or drought.

• 대한원격탐사학회지
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• 제22권2호
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• pp.141-151
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• 2006

태양광을 광원으로 하고 천정방향을 포함한 다양한 고도각을 이용하는 자외선/가시광선영역에서의 흡수분광학이 최근에 지상용 대기원격 측정에 개발되어오고 있다. 이를 이용하여 지표부근에 존재하는 대기 미량 물질의 공간적 분포가 유추될 수 있다. 대기질 측정기술 중 하나인 MAX-DOAS (Multi-axis Differential Optical Absorption Spectroscopy) 기술은 광원으로서 태양산란광을 이용하고, 다양한 고도각에서 태양산란광을 기록하고 분석을 통하여 대기 중 미량 물질을 측정한다. 광주과학기술원 환경모니터링 신기술 연구센터에서 개발된 MAX-DOAS 시스템은 9004년 1월, 5월, 10월에 각각 도시대기, 화산플룸, 화력발전소 플룸의 측정에 적용되었다. 각각의 경우에 $SO_2,\;NO_2,\;BrO,\;O_4$를 정량분석하기 위하여 기록된 MAX-DOAS 스펙트럼은 자외선/가시광선 영역에서의 고유 흡수스펙트럼을 이용한 DOAS 기술을 이용하여 분석 되었다. 그 결과는 Slant Column Density (SCD)로 표현되었다. 플룸 측정의 경우에서는 플룸 속에 포함된 $NO_2,\;SO_2$의 공간적 분포를 파악하기 위하여 플룸의 진행방향과 수직적인 방향에서 MAX-DOAS 스캔이 이루어졌다. 이를 통하여 얻은 단면적을 토대로 $SO_2,\;NO_2$ 농도가 계산되었다. 화산플룸에서 $SO_2$는 580ppbv, 화력발전소 플룸에서 $NO_2$는 337ppbv, $SO_2$는 227ppbv 로 계산되었다.