The sensitivity of aerosol light extinction coefficient to the aerosol chemical composition change is estimated by (1) calculating the aerosol water content and chemical concentrations by a gas/particle equilibrium model and (2) calculating the aerosol light extinction coefficient by a Mie theory based optical model. The major chemical species are total (gas and particle phase) sulfuric acid, total nitric acid, and total ammonia which are based on the measurement data at Seoul and Gosan. At Seoul, since there were enough ammonia to neutralize both total sulfuric acid and total nitric acid, the dry ionic concentration is most sensitive to the variation of the total nitric acid level, while the total mass concentration (ionic concentration plus water content) and thus, the aerosol light extinction coefficient are primarily determined by the total sulfuric acid. At Gosan, since the concentration of ambient sulfuric acid was the highest among the inorganic species, sulfate salts determined aerosol hygroscopicity. Thus, both ionic and total mass concentration, and resultant aerosol light extinction coefficient are primarily determined by the sulfuric acid level.
Vertical distributions of aerosol mass concentrations over Seoul and Gangneung from January to February 2015 were investigated using aerosol Mie-scattering lidars. Vertical mass concentration of aerosol was calculated from the lidar data using KALION's algorithm and quantitatively compared with ground PM10 concentration to obtain objectivity of data. The backward trajectories calculated using HYSPLIT (version 4) were clustered into 5 traces for Seoul and 6 traces for Gangneung, and the observed aerosol vertical mass distribution was analyzed for individual trajectories. Result from the analysis shows that, aerosol concentrations with in the planetary boundary layer were highest when airflows into the measurement points originated in the Shandong Peninsula or the Inner Mongolia. In addition, the difference of aerosol mass concentrations in the two regions below 1 km was about twice as large as that in the long range transport from the Shandong Peninsula compared to the local emission. This result shows that the air quality over Korea related to particulate matters are affected more by aerosol emissions in the upstream source regions and the associated transboundary transports than local emissions. This study also suggests that the use of local aerosol observations is critical for accurate simulations of aerosol-cloud interactions.
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.21
no.6
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pp.69-76
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2004
This paper presents a prediction model for the aerosol generation of cutting fluid in turning process. Experimental studies have been carried out in order to identify the characteristics of aerosol generation in non-cutting and cutting cases. The indices of aerosol generation was mass concentration comparable to number generation, which is generally used fur environment criterion. Based on the experimental data, empirical model for predicting aerosol mass concentration of cutting fluid could be obtained by a statistical analysis. This relation shows good agreement with experimental data.
Kang, Eun-Ha;Brune, William H.;Kim, Sang-Woo;Yoon, Soon-Chang;Jung, Mu-Hyun;Lee, Mee-Hye
Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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v.27
no.5
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pp.534-544
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2011
The secondary aerosol forming potential of ambient air was first measured with the Potential Aerosol Mass(PAM) chamber at Gosan supersite on Jeju island from October 22 to November 5, 2010. PAM chamber is a small flowthrough photo-oxidation chamber with extremely high OH and $O_3$ levels. The OH exposure in the PAM chamber was $(2{\pm}0.4){\times}10^{11}{\sim}(6{\pm}1.2){\times}10^{11}$ molecules $cm^{-3}$ s and was similar to 2 to 5 days of aging in the atmosphere. By periodically turning on and off UV lamps in the PAM chamber, ambient aerosol and newly formed aerosol (e.g. called as PAM aerosol) was alternately measured. Aerosol number and mass concentration in the range of 10~487 nm in diameter was measured by SMPS 3034. With UV lamps on, the nucleation mode particles smaller than 50 nm in diameters were formed. Their number concentration was greater than 105 $cm^{-3}$, leading to increase in aerosol mass by 0~8 ${\mu}gm^{-3}$. The variations of PAM and ambient aerosols were greatly dependent on characteristics of air masses such as precursor concentrations and degree of aging. This preliminary results suggests that PAM chamber is useful to assess the aerosol formation potential of air mass and its impact on the air quality. The further analysis of data with gaseous and particulate measurements will be done.
Health effects caused by the ultrafine particles in ambient air are great concern to the public health, and the strict measuring and monitoring of the ambient aerosol are required. In this work, the characteristics of the aerosol size distribution in Pohang province are studied. Optical particle counters (Grimm APS 1108 and 1109) were used to measure the aerosol size distribution in the area. Locations near the national monitoring site located in the industrial and the residence area were selected for the measuring sites of this study, and the locations in border area between the industry and the residence were selected for the reference of the comparison. In the industry site, it is found that the concentration of aerosol particles near the size of 5 ${\mu}m$ appear characteristically and the fluctuations in concentration with respect to time are minimal. The mass concentration of the aerosol above 10 ${\mu}m$ in diameter in the industry area was found to fluctuate significantly. The mass portion of $PM_{10}$ and PM2.5 to TSP in the residence area were 83% and 51% respectively. In the industrial regional, it was found that the mass portion of PM10 and $PM_{2.5}$ to TSP were 76% and 35% respectively. In the boundary area the mass portion of $PM_{10}$ and $PM_{2.5}$ to TSP were 78% and 54% respectively.
The impacts of aerosol loading on surface precipitation from mid-latitude deep convective systems are examined using a bin microphysics model. For this, a precipitation case over north central Mongolia, which is a high-altitude inland region, on 21 August 2014 is simulated with aerosol number concentrations of 150, 300, 600, 1200, 2400, and $4800cm^{-3}$. The surface precipitation amount slightly decreases with increasing aerosol number concentration in the range of $150-600cm^{-3}$, while it notably increases in the range of $600-4800cm^{-3}$ (22% increase with eightfold aerosol loading). We attempt to explain why the surface precipitation amount increases with increasing aerosol number concentration in the range of $600-4800cm^{-3}$. A higher aerosol number concentration results in more drops of small sizes. More drops of small sizes grow through condensation while being transported upward and some of them freeze, thus increasing the mass content of ice crystals. The increased ice crystal mass content leads to an increase in the mass content of small-sized snow particles largely through deposition, and the increased mass content of small-sized snow particles leads to an increase in the mass content of large-sized snow particles largely through riming. In addition, more drops of small sizes increase the mass content of supercooled drops, which also leads to an increase in the mass content of large-sized snow particles through riming. The increased mass content of large-sized snow particles resulting from these pathways contributes to a larger surface precipitation amount through melting and collision-coalescence.
Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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v.34
no.5
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pp.668-676
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2018
This study has developed a technique to divide the aerosol optical depth of the entire aerosol (${\tau}_{total}$) into the dust optical depth (${\tau}_D$) and the pollution particle optical depth (${\tau}_P$) using the AERONET sun/sky radiometer data provided in Version 3. This method was applied to the analysis of AERONET data observed from 2006 to 2016 in Beijing, China, Seoul and Gosan, Korea and Osaka, Japan and the aerosol optical depth trends of different types of atmospheric aerosols in Northeast Asia were analyzed. The annual variation of ${\tau}_{total}$ showed a tendency to decrease except for Seoul where observation data were limited. However, ${\tau}_D$ tended to decrease when ${\tau}_{total}$ were separated as ${\tau}_D$ and ${\tau}_P$, but ${\tau}_P$ tended to increase except for Osaka. This is because the concentration of airborne aerosols, represented by Asian dust in Northeast Asia, is decreased in both mass concentration and optical concentration. However, even though the mass concentration of pollution particles generated by human activity tends to decrease, Which means that the optical concentration represented as aerosol optical depth is increasing in Northeast Asia.
The characteristics for the aerosol number distribution was studied during spring, 2004 in Incheon. Optical Particle Counter (OPC, HIAC/ROYCO 5230) was used in order to measure the number concentration of aerosol in the range of $0.3\~25{\mu}m.$. The obtained results were compared with $PM_{2.5}\;and\;PM_{10}$ data during Asian dust events. The results show that the size resolved aerosol number concentration from OPC measurement has a similar tendency with $PM_{10}\;and\;PM_{2.5}$ mass concentration. During Asian dust periods, the number concentrations in large particle $(CH5\~CH8)$ increase more than small particles which diameter is less than $2.23{\mu}m(CH5)$ and the same results were shown when $PM_{10}$ was compared with $PM_{2.5}$ data compared with non-dust days, Consequently, this study shows that size resolved aerosol number concentration from OPC measurement can be used as a useful tool in comparison of mass concentration data.
In this study, the atmospheric aerosol concentration measured at different relative humidity levels was analyzed. Using an optical particle counter, PM10 and PM2.5 concentration as well as particle size distribution were measured and the relation between these size resolved data and relative humidity was studied. The results showed that mass concentration increases as relative humidity increases. The comparison between PM1, PM2.5 and PM10 showed that the fine particles grow more than coarse particles as relative humidity increases. The results also showed that PM10-2.5 and relative humidity do not show close correlation, which means that the mass increase of PM10 at high relative humidity is mainly due to the growth of PM2.5.
Descriptions are provided of the automated aerosol-type classification and mass concentration calculation algorithm for real-time data processing and aerosol products in Korea Aerosol Lidar Observation Network (KALION, http://www.kalion.kr). The KALION algorithm provides aerosol-cloud classification and three aerosol types (clean continental, dust, and polluted continental/urban pollution aerosols). It also generates vertically resolved distributions of aerosol extinction coefficient and mass concentration. An extinction-to-backscatter ratio (lidar ratio) of 63.31 sr and aerosol mass extinction efficiency of $3.36m^2g^{-1}$ ($1.39m^2g^{-1}$ for dust), determined from co-located sky radiometer and $PM_{10}$ mass concentration measurements in Seoul from June 2006 to December 2015, are deployed in the algorithm. To assess the robustness of the algorithm, we investigate the pollution and dust events in Seoul on 28-30 March, 2015. The aerosol-type identification, especially for dust particles, is agreed with the official Asian dust report by Korean Meteorological Administration. The lidar-derived mass concentrations also well match with $PM_{10}$ mass concentrations. Mean bias difference between $PM_{10}$ and lidar-derived mass concentrations estimated from June 2006 to December 2015 in Seoul is about $3{\mu}g\;m^{-3}$. Lidar ratio and aerosol mass extinction efficiency for each aerosol types will be developed and implemented into the KALION algorithm. More products, such as ice and water-droplet cloud discrimination, cloud base height, and boundary layer height will be produced by the KALION algorithm.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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