• 한국지구과학회지
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• 제43권3호
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• pp.386-404
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• 2022

2011년 4월 29일부터 30일까지 몽골에서 발원한 황사의 영향으로 우리나라는 4일간 전국적으로 고농도의 황사가 관측되었다. 본 연구는 몽골의 황사발원지에서 황사 발생 시 기상 조건과 고농도 황사 사례의 원인 및 특성을 알아보기 위한 것으로, 황사 일기도 자료, 황사감시기상탑 자료, 위성 자료, 후방공기궤적 자료, 관측자료(PM₁₀ 및 광학입자 계수기 자료), ECMWF 재분석 자료를 이용하였다. 분석 결과, 종관 분석에서는 몽골 중부지역에 등압선의 간격이 조밀하게 분포하고 기압경도력이 강해지면서 강풍에 의해 황사가 발원하였다. 황사 발원과 기상 조건의 관계에서 황사 발원 직전에는 10℃ 이상으로 비교적 높은 기온을 나타내다 황사 발원과 동시에 급감하였으며, 상대습도는 약 40% 이하의 낮은 값을 지속적으로 나타내다 황사 발원 후에는 50% 이상으로 급격히 높아지며 황사의 발생이 줄어드는 경향을 보였다. COMS에서 관측된 황사지수는 황사발원지에서는 25 이상을 나타내면서 고농도의 황사가 탐지되었고, 실황에서 목측으로 관측된 지점과 일치하였다. 72시간 후방공기궤적에서는 모두 북서 기류가 한반도로 유입되었고, 5월 2일 흑산도에서는 PM₁₀의 시간평균농도가 1,025 ㎍ m^-3으로 최고 농도를 보였다. 특히 운동학적 연직 분석에서, 상층에서 발달한 기압골과 저기압성 소용돌이도에 의해 지상 저기압이 강화되고 동시에 상승 기류의 발달이 고농도의 황사 발생에 큰 역할을 한 것으로 판단된다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제15권5호
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• pp.630-638
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• 2001

The electrical resistivity of sinter dusts generated from the steel industry and coal fly ash from the coal power plant has been investigated using the high voltage conductivity cell based on JIS B 9915 as a function of temperature and water content. Dust characterization such as the chemical composition, size distribution, atomic concentration, and surface structure has been conducted. Major constituents of sinter dusts were Fe$_2$O$_3$(40∼74.5%), CaO (6.4∼8.2%), SiO$_2$(4.1∼6.0%), and unburned carbon (7.0∼14.7%), while the coal fly ash consisted of mainly SiO$_2$(51.4%), Al$_2$O$_3$(24.1%), and Fe$_2$O$_3$(10.5%). Size distributions of the sinter dusts were bi-modal in shape and the mass median diameters (MMD) were in the range of 24.7∼137㎛, whereas the coal fly ash also displayed bi-modal distribution and the MMD of the coal fly ash was 35.71㎛. Factors affecting resistivity of dusts were chemical composition, moisture content, particle size, gas temperature, and surface structure of dust. The resistivity of sinter dusts was so high as 10(sup)15 ohm$.$cm at 150$\^{C}$ that sinter dust would not precipitate well. The resistivity of the coal fly ash was measured 1012 ohm$.$cm at about 150$\^{C}$. Increased water contents of the ambient air lowered the dust resistivity because current conduction was more activated for absorption of water vapor on the surface layer of the dust.

• 한국대기환경학회지
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• 제16권6호
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• pp.633-640
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• 2000

The effects of structure modification of the vortex finder on the collection efficiency and pressure drop have been investigated. The pressure drop in a cyclone having the two stage vortex finder is higher than that in a conventional cyclone and increases proportionally with the increase of square of gas inlet velocity in both cases. The pressure drop of both conventional cyclone of friction resistance at the boundary layer. The collection efficiency of fine dust has been enhanced by addition of vortex finder in a conventional cyclone and gas inlet velocity showing maximum dust removal efficiency increase to 17 m/s(1.7 times of saltation velocity). Optimum size of two stage vortex finder has been induced to 13 cm I.D$\times$2.6cm Length from the results of overall dust collection efficiency. Previous models were tested for the simulation of collection efficiency of cyclone having two stage vortex finder and the Dietz model predict the similar value with experimental results of the present study.

• 대한원격탐사학회지
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• 제30권2호
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• pp.241-249
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• 2014

본 연구에서는 광주과학기술원의 다파장 라만 라이다 시스템을 이용하여 2009년부터 2011년, 3년동안 광주에서 대기 에어로졸의 관측을 실시하였다. 관측된 라이다 신호의 분석으로부터 산출된 편광소멸도를 이용하여 황사의 층을 구분해 내었다. 구분 된 황사의 층의 고도에 따른 정보들은 Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory(HYSPLIT) 모델을 이용한 황사 층의 역궤적 분석에 이용되었고, 그 정보들을 통하여, 황사 층의 발원지 및 유입경로를 규명할 수 있었다. 한반도로 유입되는 황사는 고비사막을 기원으로 하는 경우가 가장 많은 것으로 나타났으며, 또한, 황사의 이동경로에 따른 광학적 특성 변화를 규명하기 위해, 중국 공업지역을 통과하여 유입된 황사 층과 발원지로부터 한반도로 직접적으로 유입된 황사의 구분하여 경로에 따른 입자 편광소멸도의 통계 분석을 실시하였다. 중국 공업지역을 통과하여 한반도로 유입된 황사의 편광소멸도는 0.07-0.1의 값을 보인 반면, 발원지로부터 공업지역을 경유하지 않고 직접 유입된 황사의 편광소멸도는 0.11-0.15로 상대적으로 높은 값을 보였다. 이는 발원지에서 발생한 순수 황사입자가 이동 중에 공업지역에서 발생한 오염입자와 혼합하여 황사층의 편광소멸도를 감소시킨 것으로 사료된다.

• Asian Journal of Atmospheric Environment
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• 제4권3호
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• pp.141-149
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• 2010

Aerosol size and number concentration were observed in the atmospheric boundary layer over Beijing (from near the ground to 1,200 m) on March 15 (a clear day) and 16 (a dusty day), 2005. The results were further compared with lidar measurements in order to understand the dependency of extinction on the particle size distribution and their vertical changes. The boundary layer atmosphere was composed of several sub-layers, and a dry air layer appeared between 400 and 1,000 m under the influence of dust event. In this dry air layer, the concentration of the fine-mode particles (diameter smaller than $1.0\;{\mu}m$) was slightly lower than the value on the clear day, while the concentration of coarse-mode particles (diameter larger than $1.0\;{\mu}m$) was remarkably higher than that on the clear day. This situation was attributed to the inflow of an air mass containing large amounts of Asian dust particles and a smaller amount of fine-mode particles. The results strongly suggest that the fine-mode particles affect light extinction even in the dusty atmosphere. However, quantitatively the relation between extinction and particle concentration is not satisfied under the dusty atmospheric conditions since laser beam attenuates in the atmosphere with high concentration of particles. Laser beam attenuation effect becomes larger in the relation between extinction and coarse particle content comparing the relation between extinction and fine particle content. To clarify this problem technically, future in situ measurements such as balloon-borne lidar are suggested. Here extinction was measured at 532 nm wavelength. Measurements of extinction at other wavelengths are desired in the future.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.886-891
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• 2008

이 연구는 필터 백을 사용하는 집진기에서 펄스밸브에 부착된 솔레노이드 밸브의 통전 시간과 공기소모량 사이의 관계를 실험적으로 규명하였으며 이 때 필터 백에 작용하는 압력파의 전달과정을 고찰하였다. 펄스당 공기소 모량이 집진기 운전비용의 주요 요소이므로 펄스제트의 전파과정을 관찰하고 압력파형과 공기소모량을 측정하였다. 또 주어진 조건하에서 필터 백의 길이의 영향을 고찰하고 효율적인 탈진작용을 할 수 있는 통전시간과 충격량 사이의 관계를 규명하였다 주어진 실험조건 범위에서는 통전시간이 짧을수록 더 큰 충격량을 얻을 수 있으며 동일한 통전 시간에 대하여는 여러 번의 짧은 펄스를 발생시키는 것이 더 효율적인 것으로 나타났다.

• 생물환경조절학회지
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• 제22권3호
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• pp.248-255
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• 2013

본 연구는 토마토 수경재배에서 Frequency Domain Reflectometry(FDR) 센서를 활용한 무배액 시스템에 적합한 코이어 배지의 chip과 dust 비율을 구명하기 위한 기초 실험으로 chip 함량에 따른 일일 급액량, 배액량, 배지의 용적당 수분함량 및 전기전도도, 식물생육, 과실 수량과 수분이용효율 측정을 목적으로 수행되었다. 시판 코이어 슬라브 중 chip과 dust 부피비율이 0 : 100%, 30 : 70%, 50 : 50%, 70 : 30%인 것과 대조구로 시판 rockwool 배지와 2층 슬라브, 즉 1층에 chip함량과 2층에 dust함량이 15 : 85%, 25 : 75%, 35 : 65%인 것을 사용하여 실험하였다. 실험에 사용된 배지 중 0 : 100%와 rockwool 배지는 전 생육기간 동안 배액이 배출되지 않았고 나머지 모든 배지에서도 극소량의 배액이 배출되었다. 일일 평균 급액량은 시판 슬라브와 2층 슬라브 배지 모두에서 chip 함량에 따라 다르게 나타났다. 식물 생육, 상품과 수량 및 수분이용효율은 chip과 dust의 비율이 0 : 100%인 시판 슬라브에서 가장 높게 나타났다. 따라서, FDR센서에 의한 자동급액 방식으로 토마토 작물을 재배 할 때 chip과 dust 부피비율이 0 : 100%인 코이어 배지를 사용할 경우 식물이 더욱 효과적으로 수분을 이용하여 생산량이 증가되면서도 배액을 최소화하거나 배액을 창출하지 않아 환경오염을 감소시킬 수 있다. FDR 센서에 의해 자동 급액되는 시스템에서 1회 급액량과 급액간격 기능을 생육단계별로 조정하여 배지의 물리성에 따른 급액 일정에 대한 세밀한 실험이 앞으로 수행될 계획이다.

• 한국환경과학회지
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• 제11권5호
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• pp.419-436
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• 2002

The current paper reports on the enhancement of O$_3$, CO, NO$_2$, and aerosols during the Asian dust event that occurred over Korea on 1 May 1999. To confirm the origin and net flux of the O$_3$, CO, NO$_2$, and aerosols, the meteorological parameters of the weather conditions were investigated using Mesoscale Meteorological Model 5(MM5) and the TOMS total ozone and aerosol index, the back trajectory was identified using the Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory Model(HYSPLIT), and the ozone and ozone precursor concentrations were determined using the Urban Ashed Model(UAM). In the presence of sufficiently large concentrations of NO$\sub$x/, the oxidation of CO led to O$_3$ formation with OH, HO$_2$, NO, and NO$_2$ acting as catalysts. The sudden enhancement of O$_3$, CO, NO$_2$ and aerosols was also found to be associated with a deepening cut-off low connected with a surface cyclone and surface anticyclone located to the south of Korea during the Asian dust event. The wave pattern of the upper trough/cut-off low and total ozone level remained stationary when they came into contact with a surface cyclone during the Asian dust event. A typical example of a stratosphere-troposphere exchange(STE) of ozone was demonstrated by tropopause folding due to the jet stream. As such, the secondary maxima of ozone above 80 ppbv that occurred at night in Busan, Korea on 1 May 2001 were considered to result from vertical mixing and advection from a free troposphere-boundary layer exchange in connection with an STE in the upper troposphere. Whereas the sudden enhancement of ozone above 100 ppbv during the day was explained by the catalytic reaction of ozone precursors and transport of ozone from a slow-moving anticyclone area that included a high level of ozone and its precursors coming from China to the south of Korea. The aerosols identified in the free troposphere over Busan, Korea on 1 May 1999 originated from the Taklamakan and Gobi deserts across the Yellow River. In particular, the 1000m profile indicated that the source of the air parcels was from an anticyclone located to the south of Korea. The net flux due to the first invasion of ozone between 0000 LST and 0600 LST on 1 May 1999 agreed with the observed ground-based background concentration of ozone. From 0600 LST to 1200 LST, the net flux of the second invasion of ozone was twice as much as the day before. In this case, a change in the horizontal wind direction may have been responsible for the ozone increase.

• 대한환경공학회지
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• 제39권7호
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• pp.391-402
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• 2017

근래에 미세먼지가 대기환경 관련하여 이슈가 되고 있으며, 초미세먼지의 효과적인 집진을 위하여 대용량화가 용이한 여과집진기가 상업적으로 사용될 수 있는지에 대한 평가가 필요하다. 실험실 규모의 여과집진 장치를 제작하여, PTFE 재질의 부직포 여과백 또는 PTFE membrane이 코팅된 PTFE 재질의 부직포 여과백에서의 미세먼지 집진특성을 파악하기 위하여 집진실험을 수행하였다. 실험 변수로 여과속도, 투입 먼지 농도, 입도분포가 다른 먼지 종류 등을 사용한 실험에서, 여과속도가 낮을수록, 먼지 투입농도가 높을수록, 평균입도가 클수록 집진효율이 높았으며, 여과속도가 높고, 먼지 투입농도가 높을수록 압력손실이 높게 나타났다. Pore size가 상대적으로 작은 PTFE membrane이 코팅된 여과백을 사용한 경우, 코팅이 되지 않은 여과백을 사용한 경우에 비하여 집진효율이 높고, 표면여과에 따른 포집 먼지층 저항계수가 낮아져 압력손실이 낮게 나타났다. PTFE membrane이 코팅된 여과백을 사용하여 off-line 탈진을 수행할 경우, 적정 여과속도 범위 내에서 $PM_{2.5}$에 대한 집진효율이 99.99% 이상으로 매우 높게 유지됨에 따라, 여과집진기를 사용하여 초미세먼지를 효과적으로 집진할 수 있음을 확인하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제32권3호
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• pp.276-293
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• 2011

본 연구에서는 한반도 황사 사례 동안 WRF 기상모델과 SMOKE 배출량모델, CMAQ 및 CMAQ-MADRID 대기질 모델을 이용하여 다양한 황사 발생량 경험식에 대한 $PM_{10}$의 농도를 추정하였다. 특별히 Wang et al.(2000), US EPA 모델, Park and In(2003), GOCART 모델, DEAD 모델의 5가지 황사 발생 경험식이 중국과 몽골 등의 황사 발생량을 추정하기 위해 WRF-SMOKE-CMAQ(MADRID) 모델에 적용되었다. 일기도, 후방궤적 및 위성이미지 분석에 따르면 한반도로의 황사 수송은 절리저기압(위성에서 콤마형 구름)과 관련된 지상 전선의 뒤쪽에서, 그리고 상층 제트류의 발달에 기인한 파의 정체현상과 함께 상층 골에서의 풍속이 하층으로 전이되는 풍하 바람에 의해 생성되었다. 그리고 WRF-SMOKE-CMAQ 모델링 결과, 황사의 시 공간적 분포에 있어서는 Wang et al.(2000)의 경험식이, 평균 편의 및 평균 제곱근 오차에서의 정확도 부분에서는 GOCART 모델의 경험식이 관측값을 보다 잘 모사하는 것으로 나타났다. 또한 Wang et al.의 경험식을 이용한 황사의 연직분포 분석 결과에서 강한 황사 사례(2007년 3월 31에서 4월 1일 $800\;{\mu}g/m^3$ 이상)의 경우는 황사 수송이 한반도 상공 대기 경계층 내를 통과하였기 때문으로, 약한 황사 사례(2009년 3월 16일과 17에 $400\;{\mu}g/m^3$ 이하)의 경우는 황사 수송이 경계층 위를 통과하였기 때문으로 나타났다. 또한 CMAQ 모델과 CAMQ-MADRID 모델에서의 미세먼지($PM_{10}$) 민감도 분석 결과에서는 CMAQ-MADRID 모델이 CMAQ 모델에 비해 한반도를 포함한 동아시아 지역에서 최대 $25\;{\mu}g/m^3$ 정도가 높게 모사되었고, 모델 내 구름 액상과정에 의해서는 최대 $15\;{\mu}g/m^3$ 정도가 제거되는 것으로 나타났다.