• 한국지리정보학회지
• /
• 제16권2호
• /
• pp.141-151
• /
• 2013

본 연구에서는 MODIS 인공위성으로 분석된 에어러솔 광학두께 자료와 지상에서 관측된 시정거리 자료를 이용하여 에어러솔 연직분포 모델링을 수행하였다. 위성과 지상관측자료로부터 에어러솔의 척도 고도를 구할 수 있었으며, 그 결과는 복사전달 모델에서 사용되고 있는 표준대기 모델과 비교에서 만족할 만한 수준의 근사치를 보였다. 그리고 실제 사례로서 대기가 청명한 경우(${\tau}_{MODIS}=0.12{\pm}0.07$, 시정거리=$21.13{\pm}3.31km$)와 혼탁한 경우(${\tau}_{MODIS}=1.71{\pm}0.85$, 시정거리 =$13.33{\pm}5.66km$)에 대해서 적용하여 척도 고도를 산정한 결과는 각각 전국 평균값으로서 $0.63{\pm}0.33km$와 $1.71{\pm}0.84km$로 나타났다. 그리고 이 결과를 바탕으로 대기 에어러솔 소산계수의 연직분포를 구할 수 있었으며, 최종적으로 KML 형식으로 코딩되어 관심 영역의 대기 환경 특성 변화를 감시하는데 도움이 될 것으로 기대된다.

• Journal of the Optical Society of Korea
• /
• 제14권3호
• /
• pp.221-227
• /
• 2010

Aerosol size distribution provides good information for predicting weather changes and understanding cloud formation. Aerosol extinction coefficient and backscattering coefficient are measured by many scientists, but these parameters depend not only on aerosol size but on aerosol concentrations. An algorithm has been developed to measure aerosol parameters such as ${\AA}$ngstr$\ddot{o}$m exponent, color ratio, and LIDAR ratio without any assumptions by using two wavelength rotational Raman LIDAR signals. These parameters are good indicators for the aerosol size. And we can find ${\AA}$ngstr$\ddot{o}$m exponent, color ratio, and LIDAR ratio under various weather conditions. Finally, it can be seen that the ${\AA}$ngstr$\ddot{o}$m exponent has an inverse relationship to the particle size of the aerosol and the color ratio is linearly dependent on the aerosol size. An ${\AA}$ngstr$\ddot{o}$m exponent from 1.2 to 3.1, a color ratio from 0.28 to 1.04, and a LIDAR ratio 66.9 sr at 355 nm and 32.6 sr at 532 nm near the cloud were obtained.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
• /
• 한국대기환경학회 2006년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.158-160
• /
• 2006

• 한국광학회지
• /
• 제33권1호
• /
• pp.1-10
• /
• 2022

본 연구에서는 고가의 일반 펄스 레이저 없이 비교적 근거리에서 강한 거리 분해능을 지니며, 원거리에서도 공간 분해능을 지닌 연속광원 레이저를 이용한 미세먼지 라이다를 제안한다. 일반적인 라이다 시스템은 짧은 펄스의 레이저를 사용하고, 특정 거리 사이의 time-of-flight (TOF) 왕복시간을 측정하여 거리 정보를 얻고 있으나, 본 연구에서는 상용 카메라와 연속광 레이저 빔을 조사하여 얻은 영상을 사용하여 공간 분해능을 얻는 새로운 에어로졸 라이다를 소개한다. 본 연구에서는 라이다 신호와 함께 얻은 레이저의 이미지를 사용하여 주어진 하나의 화소에 해당하는 산란 에어로졸까지의 거리와 그 화소에 기여하는 에어로졸의 범위를 계산하였다. 이러한 거리와 기여 범위를 사용하여 거리 분해능을 갖는 에어로졸의 소멸계수를 계산하였으며, 기존 에어로졸 라이더의 경우 400 m 이상에서만 에어로졸 소산계수를 얻을 수 있었지만 제안 된 방법과 주어진 카메라의 조건을 사용하면 수십 미터 이하까지 그 소산계수를 얻을 수 있음을 알 수 있었다.

• Current Optics and Photonics
• /
• 제2권1호
• /
• pp.15-22
• /
• 2018

To measure atmospheric temperature, water vapor, and aerosol simultaneously, an efficient multi-function Raman lidar using an ultraviolet-wavelength laser has been developed. A high-performance spectroscopic box that utilizes multicavity interference filters, mounted sequentially at small angles of incidence, is used to separate the lidar return signals at different wavelengths, and to extract the signals with high efficiency. The external experiments are carried out for simultaneous detection of atmospheric temperature, water vapor, and aerosol extinction coefficient in Beijing, under clear and hazy weather conditions. The vertical profiles of temperature, water vapor, and aerosol extinction coefficient are analyzed. The results show that for an integration time of 5 min and laser energy of 200 mJ, the mean deviation between measurements obtained by lidar and radiosonde is small, and the overall trend is similar. The statistical temperature error for nighttime is below 1 K up to a height of 6.2 km under clear weather conditions, and up to a height of 2.5 km under slightly hazy weather conditions, with 5 min of observation time. An effective range for simultaneous detection of temperature and water vapor of up to 10 km is achieved. The temperature-inversion layer is found in the low troposphere. Continuous observations verify the reliability of Raman lidar to achieve real-time measurement of atmospheric parameters in the troposphere.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제30권5호
• /
• pp.559-570
• /
• 2014

위성 탑재 라이다 시스템이 관측하는 후방산란 신호는 대기 에어러솔의 3차원 공간적인 분포 특성 및 시간적인 변화를 탐지할 수 있게 한다. 본 연구에서는 Cloud-Aerosol LIDAR and Infrared Pathfinder Satellite Observation(CALIPSO) 위성에 탑재된 Cloud-Aerosol LIDAR with Orthogonal Polarization(CALIOP) 라이다 관측자료를 이용하여 2012년 한 해 동안의 동북아시아 지역(북위 20도 - 50도, 동경 110 도 - 140 도)의 대기 에어로졸의 시공간 분포를 분석하였다. 입자 소산계수와 편광소멸도의 통계 분석으로부터 각 고도별 에어러솔 입자의 광학 특성정보를 분석하였고, 각 계절별 에어러솔 광학 특성값의 연직분포정보를 정량화할 수 있었다. 또한, 편광소멸도 자료는 연중 0.5 이상의 큰 값을 보이고 있어 지역 대기에는 비구형성 입자에 의한 영향이 많이 받고 있음을 알 수 있었다. 본 연구는 지역적 규모의 3차원 에어러솔 분포 정보에 대한 기초연구로서, 향후 추가 자료 조사를 통하여 보다 다양한 이벤트성 사례와 에어러솔 기후학적 정보를 생산할 것이다.

• 한국대기환경학회지
• /
• 제12권4호
• /
• pp.407-419
• /
• 1996

Characteristics of visual air quality in Seoul have been investigated between June 13 and 21, 1994. Optical properties (extinction coefficient and particle scattering coefficient), meteorological parameters (relative humidity, temperature, wind speed, wind direction, and cloud cover), particle characteristics (mass size distribution, components) were measured and analyzed. During measurement periods, northwest wind with less than 2m/sec of wind speed deteriorates visibility. Effects of relative humidity are though to be not a direct factor which influence to visibility through the size change due to hygroscopic species in aerosol. During the smoggy period both the aerosol mass concentration and fine particle fraction of the size distribution are increased compared to the clear period. Sulfate, organic carbon, and elemental carbon in aerosol are the major species in determining the occurrence and severity of a smog in Seoul.

• Asian Journal of Atmospheric Environment
• /
• 제3권1호
• /
• pp.1-8
• /
• 2009

Enhancement of aerosol optical thickness (AOT) and surface aerosol mass concentration in Korea for an active forest fire episode in Northeast Asia were estimated by Community Multi-scale Air Quality (CMAQ) model. MODIS/TERRA remote detects of fires in Northeast Asia for May 2003 gave a constraint for estimation of wildfire emissions with an NDVI distribution for recent five years. The simulated wildfire plumes and enhancement of AOT were evaluated and well resolved by comparing multiple satellite observations such as MODIS, TOMS, and others. Scatter plots of observed daily mean aerosol extinction coefficient versus $PM_{10}$ concentration in ground level in Korea showed distinctively different trends based on the ambient relative humidity.

• 한국대기환경학회지
• /
• 제29권3호
• /
• pp.264-274
• /
• 2013

This study investigates long-term trends and characteristics of aerosol light scattering coefficient at Seoul and Baengnyeongdo in order to understand aerosol optical and radiative properties around Korea. The analysis period is limited to one year of 2011. First, the aerosol scattering coefficients (${\sigma}_{sp}$) of both sites show strong linear dependence on the $PM_{2.5}$ mass concentrations with significant correlations between both. Further, correlations and sensitivity between ${\sigma}_{sp}$ and $PM_{2.5}$ increase with relative humidity, implying both relationships are strongly dependent upon moisture amounts in the atmosphere. This study applied 3-step careful quality control procedures to the analysis of ${\sigma}_{sp}$ for the insurance of data confidence. For the relationship analysis of extinction coefficients (${\sigma}_{ext}$) to visibility and aerosol optical depth, ${\sigma}_{sp}$ observed at 3 p.m. have been used with help of aerosol absorption coefficients (${\sigma}_{ap}$) in order to remove its dependence upon relative humidity, and also those of rainy period have been excluded. As expected, ${\sigma}_{ext}$ estimated are inversely proportional to visibility observation by eye. Finally, aerosol extinction coefficients have been vertically integrated with an assumption of nearly well-mixed within an e-folding height to determine aerosol optical depth, and compared with those retrieved from sunphotometer. The results show a reasonable agreement in spite of an inherent difference of each definition. We expect these findings would help to eventually understand aerosol radiative forcing and its effect on the regional climate change around Korea.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제32권2호
• /
• pp.119-131
• /
• 2016

한반도 에어로졸 라이다 관측 네트워크(Korea Aerosol Lidar Observation Network; KALION)의 라이다 관측자료 처리 및 실시간 표출을 위한 표준 알고리즘을 개발하였다. KALION 표준 알고리즘은 라이다 관측으로부터 얻어진 후방산란강도와 편광소멸도 자료를 이용하여 (1) 에어로졸과 구름 구분, (2) 에어로졸 유형 구분, (3) 에어로졸 소산계수 그리고 (4) 에어로졸 질량농도를 산출하는 단계로 구성이 되어 있다. 에어로졸의 유형은 후방산란강도와 편광소멸도 자료에 근거하여, (대륙 기원) 청정기단 에어로졸(clean continental aerosol), 황사(dust aerosol) 그리고 오염 입자(polluted continental/urban pollution aerosol)로 구별된다. 에어로졸 소산계수에 필요한 라이다 상수는 약 9년간의 라이다와 스카이 라디오미터 자료로부터 도출된 63.31 sr을, 에어로졸 질량소산효율은 약 9년간의 라이다와 기상청 Particulate Matter($PM_{10}$) 질량농도 자료를 이용하여 도출된 $3.36m^2\;g^{-1}$ (황사는 $1.39m^2\;g^{-1}$)을 적용한다. 2015년 3월 28일부터 30일까지 라이다 관측 사례(서울 관악)에서 KALION 표준 알고리즘을 통해 산출된 에어로졸 유형 구분, 특히 황사 판별 결과는 기상청의 황사 보고와 잘 일치하였으며, 2006년 6월부터 약 9년 동안의 라이다 관측자료로부터 산출된 에어로졸 질량농도 역시 지상 $PM_{10}$ 농도와 약 $3{\mu}g\;m^{-3}$ 내에서 잘 일치하였다. 향후 에어로졸의 유형에 따른 서로 다른 라이다 상수 및 에어로졸 질량소산효율 적용 알고리즘, 빙정 구름(ice cloud)과 물방울 구름(water droplet cloud) 구분 알고리즘, 그리고 운저 고도와 혼합고 판별 알고리즘을 개발할 계획에 있다.