• 한국대기환경학회지
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• 제24권5호
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• pp.501-511
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• 2008

The Objective of this study is to examine the characteristic of fine aerosol $(PM_{2.5})$ obtained at Ieodo Ocean Research Station, which lies between the eastern part of China and the south western part of Korea. The average mass concentration of $PM_{2.5}$ was $21.5{\pm}17.0{\mu}g/m^3$ during June $2004{\sim}June 2006$. The concentration was the highest in winter $(34.8{\mu}g/m^3)$ and lowest in summer $(16.5{\mu}g/m^3)$. Water soluble ions were measured for samples collected from December 2004 to September 2005. Among them, $SO_4^{2-}\;and\;NH_4^+$ were the most abundant species and accounted for 32.2% and 14.2% of the $PM_{2.5}$ mass, respectively. The mass fraction of $SO_4^{2-}$ was higher in winter (42%) than in spring (26%). Nitrate concentrations were much lower than those of sulfate due mainly to evaporation during sampling period. The cluster analysis of backward airmass trajectories showed that the high mass loadings $(26.9{\mu}g/m^3\;on\;average)$ were associated with air originating inland China. Also, the seasonal variation of $PM_{2.5}$ mass was well correlated with the frequency of westerly winds passing through the western part of China. During the ABC-EAREX2005 (March 2005), $PM_{2.5}$ mass and major ionic concentrations were higher at Ieodo, compared with $PM_{2.5}$ measurements at Gosan while they were similar in variation pattern. These results suggested that $PM_{2.5}$ mass and its ionic composition of Ieodo Ocean Research Station were greatly influenced by continental outflows from China.

• 한국기후변화학회지
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• 제1권2호
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• pp.147-161
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• 2010

단일 기층의 모형 대기에 적용하기 위한 태양 복사 모델을 기준 모델(Line-by-Line Model: LBL)로 보정하여 2009년 1월부터 2009년 12월까지 한반도의 지표면 태양광 시공간 분포를 계산 및 분석하였다. 이 연구에 사용된 태양 복사 모델의 입력 자료는 기상청(KMA)의 수치모델 자료 그리고 위성자료로부터 도출된 오존 전량과 에어로졸 및 구름 자료 등이 사용되었다. 이 연구 기간 동안 4 km 간격으로 수평면에 대하여 한반도의 지표면 태양광을 계산하였고 그 결과를 지표면 일사 관측값들과 비교하였다. 그 결과 모델에 의하여 계산된 연 누적 태양광은 안동과 대구 및 진주를 연결하는 지역에서 최대값($5,400MJ/m^2$ 이상)이 나타났고 이 값들은 위성 관측 전운량 자료와 잘 일치하였다. 그러나 지표면 일사 관측 자료의 공간 분포는 모델 계산 결과와 차이가 있었으며 그 원인은 관측소 일사계의 보정 및 관리운영에 따른 자료 정확성 때문인 것으로 분석된다.

• 한국지구과학회지
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• 제40권3호
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• pp.240-258
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• 2019

태풍, 집중호우, 대설은 매년 우리나라에서 치명적인 손실을 초래한다. 따라서 정기적인 관측을 통하여 이러한 현상의 발생 가능성을 미리 알 수 있다면, 사회적으로 큰 유익을 제공할 수 있을 것이다. 우리나라는 삼면이 바다로 둘러싸여 있고, 해수면온도가 태풍, 집중호우, 대설 발달에 직 간접적으로 영향을 미치므로, 이 논문에서는 위험기상과 관련하여 나타나는 해수면온도 변동성의 특성을 조사하였다. 우리나라에서 발생하는 집중호우는 서울경기 부근 및 서해안을 중심으로, 그리고 남해안을 중심으로 분포하였다. 대설은 주로 동해안지역(이하 영동 대설)과 남서부 지역(호남형 대설)에서 발생하였다. 위험기상 종류 및 주요 발생지역에 따라 해수면온도 변동성이 조금씩 다르게 나타났으며, 집중호우 발생 시에 진도-제주도-이어도-중국 상하이 방향으로 이어지는 해역에서 해수면온도 변동성이 크게 나타났다. 대설 발생 시, 대설형태와 상관없이, 제주도 남쪽 해상에서 해수면온도 변동성이 작은 영역이 관측되었으며, $130^{\circ}E$, $39^{\circ}N$ 부근 동해상에서 강한 해수면온도 변동성이 나타났다. 해수면온도 변동성이 큰 지역은, 대기-해양 상호작용 메커니즘을 연구하는 기초자료로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 배경대기 에어로졸 관측영역 결정에도 활용될 것이다.

• 한국환경과학회지
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• 제32권12호
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• pp.899-914
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• 2023

Various seeding materials for cloud seeding are being used, and sodium chloride powder is one of them, which is commonly used. This study analyzed the experimental results of multi-aircraft cloud seeding in connection with Republic of Korea Air Force (CN235) and KMA/NIMS(Korea Meteorological Administration/National Institute of Meteorological Sciences) Atmospheric Research Aircraft. Powdered sodium chloride was used in CN235 for the first time in South Korea. The analysis of the cloud particle size distributions and radar reflectivity before and after cloud seeding showed that the growth efficiency of powdery seeding material in the cloud is slightly higher than that of hygroscopic flare composition in the distribution of number concentrations by cloud aerosol particle diameter (10 ~ 1000 ㎛). Considering the radar reflectivity, precipitation, and numerical model simulation, the enhanced precipitation due to cloud seeding was calculated to be a maximum of 3.7 mm for 6 hours. The simulated seeding effect area was about 3,695 km², which corresponds to 13,634,550 tons of water. In the precipitation component analysis, as a direct verification method, the ion equivalent concentrations (Na⁺, Cl^-, Ca²⁺) of the seeding material at the Bukgangneung site were found to be about 1000 times higher than those of other non-affected areas between about 1 and 2 hours after seeding. This study suggests the possibility of continuous multi-aircraft cloud seeding experiments to accumulate and increase the amount of precipitation enhancement.

• 한국지구과학회지
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• 제33권3호
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• pp.269-279
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• 2012

동아시아에서 대기 에어로졸의 광역적 분포를 분석하기 위해 MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectrometer) 센서에서 산출된 AOD (Aerosol Optical Depth)와 AE (${\AA}$ngstr$\ddot{o}$m Exponent)를 이용하였다. 2009년 동아시아 지역에서 AOD는 3월($0.44{\pm}0.25$)에 높았고, 9월($0.24{\pm}0.21$)에 낮았다. 봄에는 중국 북부와 몽골의 사막, 건조지역에서 발생한 모래폭풍이 광역적으로 이동하여 동아시아의 AOD에 기여하고 있다. 그러나 동아시아의 풍하측에 위치한 한반도 중부의 안면도, 청원, 울릉도에서 $PM_{10}$ ($d{\leq}10{\mu}m$) 질량 농도는 2월에 최고를 보인 반면, AOD는 5월에 가장 높았다. 장마 전 상대습도의 증가에 따른 흡습성 에어로졸의 성장이 5월의 높은 AOD에 기여하고 있다. 여름(8월)에는 북태평양으로부터 해양성 기류와 잦은 강수에 의한 습윤 침전으로 AOD는 낮지만 중국 동부의 산업지역에서 광역적으로 발생한 미세 에어로졸로 인해 AE ($1.30{\pm}0.37$)가 가장 높은 값을 보였다. 안면도, 청원, 울릉도에서 MODIS AOD와 지상 $PM_{10}$ 질량 농도의 상관계수는 0.4-0.6이었다. 2009년 한반도 중부에서 관측한 황사 사례는 4회(6일)였고, 인위적 대기오염 이동 사례는 6회(12일)였다. 황사 사례와 인위적 대기오염의 이동 사례에서 안면도와 청원의 $PM_{10}$ 농도가 모두 증가하였다. 황사와 인위적 대기오염 이동으로 $PM_{10}$이 증가하는 영역에서 AOD가 높게 나타나고 있다.

• 자원환경지질
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• 제38권4호
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• pp.463-479
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• 2005

전북의 전주, 군산, 남원지역에서 주기적으로 채수된 강수(bulk deposition)를 지화학적으로 고찰하고 Sr과 Pb 동위원소의 환경추적인자로서의 적용 여부를 알아보고자 하였다. 강수는 pH $4\~7$의 약산성내지 산성을 띄며, 건기에는 높고, 우기에는 자연산성도 수준인 5.0수준을 유지한다. 강수에 의한 희석작용으로, 우기이후의 강수는 TDS 및 EC도 낮아지나 다시 건기에 들어서면서 상승한다. 겨울철에는 난방연료의 연소에 의해 $SO_4$과 $NO_3$이 높은 함량을 보이며, 여름철은 $CO_2$가스의 영향으로 탄산농도가 약간 높은 경향을 보인다 양이온은 겨울철에 Na의 함량이 높고, 봄부터 여름철에는 Ca의 함량이 높게 나타난다. 지리산에 인접한 남원이 전반적으로 낮은 EC 및 TDS값을 가지고 인구밀집과 도시화가 심한 전주지역은 대체로 높다. 남원지방은 다량의 수목의 호흡작용에 의한 대기중 이사화탄소의 함량이 높아 여름철 탄산 농도가 타 지역에 비해 높다. 군산지역은 해염의 영향으로 대기중 Cl의 함량이 높다. Al, Cu, Zn은 TDS와 상관계수 0.5이상의 양호한 상관관계를 보여 이들 원소가 미량원소 중 강수의 화학적 성상에 영향을 미치는 원소들 이라고 볼 수 있다. $^{87}Sr/^{86}Sr$ 값은 0.7109-0.7128으로 세 지역 모두 유사하며, 해수보다 다소 높은 값을 보이고 있어 주변의 토양입자, 꽃가루, 기타 인위기원의 에어로졸 등의 영향이 있음을 암시하나 지역 전반에 걸친 자세한 동위원소적 고찰이 있어야만 보다 정확한 해석이 가능할 것으로 생각된다. 강수의 Pb 동위원소 조성도 세 지역 모두 유사하며, 서울 에어로졸의 Pb 동위원소 조성 범위내에 포함되고 북경의 에어로졸 범위에서는 약간 벗어나 있다. 이는 한반도내의 대기 중에 함유되어 있는 Pb은 모두 유사한 기원으로 휘발유의 연소에서 발생하는 것으로 생각되며, 중국으로부터 기원한 Pb의 존재 가능성은 내포하고 있으나 그 기여율은 적을 것으로 보인다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권6_2호
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• pp.1553-1563
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• 2023

천리안 해양관측위성 2호기(Geostationary Ocean Color Imager-II, GOCI-II)는 한반도 주변을 포함한 동북아 해역과 전구 영역을 관측하는 해색 위성으로 지난 10년간 운용된 GOCI의 임무를 이어받아 2020년부터 현재까지 운용되고 있다. 본 연구에서는 해색 데이터 산출에 있어 필수 과정인 대기보정 알고리즘을 개선하기 위해 GOCI 영상을 이용한 GOCI-II 근적외 파장(near-infrared, NIR) 밴드의 대리교정을 수행하였다. 이를 위해 NIR 밴드의 대기상층(top-of-atmosphere, TOA) radiance에 대한 교차보정 연구를 수행하였으며, 그 결과로 대리교정 상수를 도출하였다. 본 연구에서 도출된 대리교정 상수를 이용하여 보정한 결과 두 센서의 offset이 감소하였으며, ratio는 745 nm, 865 nm에 대해 각 1.02, 1.04에서 1.0, 0.99로 개선되었다. 이는 두 센서의 일관성이 높아진 것으로 판단된다. 또한, 대기 분자 산란 보정 반사도(Rayleigh-corrected reflectance, 𝜌_rc)는 각각 5.62, 9.52% 증가하였다. 이로 인해 745 nm와 865 nm 𝜌_rc의 비율의 차이가 발생했으며, 이는 대기보정 알고리즘 내 에어로졸 광 산란 보정 과정을 통해 모든 밴드의 대기보정 결과에 영향을 줄 수 있다. GOCI, GOCI-II 두 위성의 중복되는 운용 기간이 짧아 2021년 3월의 자료만을 사용하였으나, 향후 타위성과의 지속적인 교차보정 연구를 통해 개선이 가능할 것으로 사료된다. 또한 본 연구에서 도출된 NIR 밴드의 대리교정 상수를 적용하여 가시 채널의 대리교정을 수행하고, 해색 산출물의 정확도에 미치는 영향을 분석할 필요가 있다.

• 한국입자에어로졸학회지
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• 제11권3호
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• pp.63-75
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• 2015

2008년 베이징 올림픽을 전후하여, 그리고 2013년 1월 베이징을 중심으로 중국 전역에서 발생한 스모그 현상으로 대기오염이 심각한 사회문제로 대두되었다. 그 동안 도시화와 산업화가 빠르게 추진되며 중국경제는 급속하게 성장하였으나, 이는 에너지 과소비와 환경오염을 동반하는 성장이었다. 특히 중국의 에너지 소비구조를 보면 석탄의 비중이 절대적으로 높아, 대기오염에 영향을 주고 있다. 또한 도시화 과정에서 도시 인구가 늘어나고, 소득수준의 향상으로 자동차 보유량이 급격하게 증가하면서 대기오염을 더욱 악화시키고 있어 도시 인구와 교통시스템에 대한 관리도 필요하게 되었다. 2000년대 이후 중국은 다양한 대기오염 관리정책을 실시하여 현재 중국의 대기오염물질의 농도는 2000년대 들어 계속 감소하고 있는 추세이다. 대기오염심각지역인 베이징의 경우 $PM_{10}$,$SO_2$,$NO_2$의 농도가 2000년에 각각 $162{\mu}g/m^3$, $71{\mu}g/m^3$, $71{\mu}g/m^3$에서 2013년 $108{\mu}g/m^3$, $27{\mu}g/m^3$, $56{\mu}g/m^3$으로 꾸준히 감소하는 추세를 보인다. 하지만 각각의 수치들을 대기환경기준과 비교했을 때 여전히 높은 수치를 보여 중국의 대기질의 개선이 필요한 것으로 판단되고 있다. 이에 따라 중국은 대기오염 저감을 위한 대기오염 방지와 억제를 위한 저감대책을 수립하게 되었다. 중국 국무원에서 2013년 9월 12일 '2013~2017년 대기오염방지 행동계획'을 발표하면서 이듬해 환경보호법과 대기오염방지법을 개정하였다. 행동계획에서는 징진지(베이징-텐진-허베이), 장강삼각주(상하이 일대) 및 주강삼각주(광동 일대) 등 3대 대기오염 심각지역을 중심으로 계획을 수립하였다. 3대 대기오염 심각지역에서는 $PM_{2.5}$농도를 2012년 대비 각각 25%, 20%, 15% 감축을 하고 이 중 베이징은 $PM_{2.5}$연평균 농도를 $60{\mu}g/m^3$ 수준으로 감축하는 것을 목표로 하였다. 이에 따라 징진지(베이징-텐진-허베이) 지역을 중심으로 $PM_{2.5}$저감을 목표로 하여 석탄 규제, 자동차 규제를 포함한 에너지, 공업, 교통, 건설, 농업, 생활 분야 등에서 대기오염방지 행동계획을 수립하였으며 2017년 말까지 목표 달성을 위하여 정책을 시행할 예정이다. 개정된 환경보호법의 경우 2015년 1월 1일부터 발효되었으며 대기오염방지법의 개정은 2015년에 확정하는 것을 목표로 하고 있다. 우리나라는 중국의 풍하지역으로 중국에서의 대기오염물질 배출을 줄이기 위한 국제적인 협력관계를 만들기 위하여 일본과 더불어 노력하고 있다. 우리나라가 동북아시아의 정치역학상 동북아 환경협력을 적극적으로 추진한다면, 중국에서 우리나라로 이동하는 대기오염물질의 현황의 정확한 파악과 함께 동북아시아 전지역의 대기질에 영향을 미칠 수 있는 중국의 스모그 대응 방안이 중요한 의제가 될 수 있다. 현재 동북아시아에서는 국제적인 협력체계를 만들기 위하여 LTP(Long-range Transboundary Air Pollutants in Northeast Asia), EANET (Acid Deposition Monitoring Network in East Asia) 사업을 추진하고 있다. 하지만 정부간의 공식 협력체로 구성되지 못하거나 낮은 수준의 합의만 이루어지는 등 포괄적인 협력체계는 이루어지고 있지 않다. 우리나라와 중국의 경우에도 '한-중 양국협력: 한-중 환경협력에 관한 양해각서'를 지난 2014년 7월 체결하여 협력을 도모하고 있으나 이 체결을 통한 한-중 양국의 추가적인 이득은 많지 않은 상태다. 또한 이러한 협력관계도 동북아시아의 정치적 환경에 따라 혹은 중국의 판단에 따라 협력 수준이 변화할 가능성이 높다. 따라서 동북아시아에서 대기환경관련 협력에 있어서 특정 국가의 영향이 압도적이지 않도록 다자간의 대기환경 협력체가 되도록 하는 것이 필요하다. 이를 위하여 우리나라는 우리나라와의 대기환경 관련 협력에 참여하는 국가에 실질적인 이득이 되도록 우리나라의 대기환경 산업과 연구, 정책 개발 역량 강화를 통해 중국을 비롯한 일본, 러시아, 몽골, 북한의 참여 또한 유도하여야 할 것이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제35권2호
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• pp.251-263
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• 2019

Sentinel-2 위성은 기존 Landsat 시리즈보다 높은 공간해상도, 시간해상도 및 13개의 가시광, Red-edge, 적외, 단파적외 영역을 포함하는 다중분광 영상을 제공하고 있다. 이는 Landsat 시리즈와의 비슷한 파장대역 구성으로 향후 Landsat 시리즈와 융합분석이 가능하다는 이점이 있다. 그 동안 Landsat 위성영상은 국내의 다양한 연구에 적용되고 있으나 Sentinel-2 광학 위성영상은 많은 활용 사례가 보고되지 않았다. Sentinel-2 광학 위성은 기존 Landsat 위성이 제공하는 Top-of-Atmosphere(TOA) 반사율 영상을 Level-1C(L1C)에서 제공하고 있으며, Level-2A(L2A)영상을 통해 Landsat 시리즈보다 한 단계 더 대기보정이 수행된 Bottom-of-Atmosphere(BOA) 반사율 영상을 제공할 예정에 있다. BOA 반사율 영상은 에어로졸 광학 두께(AOT: Aerosol optical thickness)와 대기 중 수증기(WV: Water Vapor) 자료를 Sentinel-2 영상으로부터 얻고 이를 보정하여 TOA 반사율 영상을 BOA 반사율 영상으로 변환을 가능하게 한다. 현재, 유럽 전역지역에서 L2A 자료를 무료로 다운로드 가능하며 이외 지역의 경우 L2A 자료의 실시간 제공이 예정되어 있다. 따라서, Sentinel-2 L2A 자료의 활용가능성이 국내에서 점점 커질 것으로 기대되는 바이며 농업지역에서 Sentinel-2 L2A 영상이 제공하는 BOA 반사율 자료의 활용가능성을 확인하기 위해 경상남도 합천군에서 촬영된 항공 초분광영상을 활용하여 Sentinel-2 L2A 자료를 모의해 보고 정량적인 분석을 통해 모의영상과 실제 촬영된 영상을 비교해보았다. 본 연구에서는 Sentinel-2 L2A 자료와 항공기 기반의 초분광 영상을 통해 모의된 Sentinel-2 영상에 대한 정량적인 비교를 수행하였으며, 가시광 영역대의 밴드와 식생지수에 대하여 참조 영상인 모의영상과 대기보정이 수행된 L2A 자료의 RMSE의 감소 및 상관관계의 증가 경향이 뚜렷하게 나타나는 것으로 확인되었다.

• 한국환경과학회지
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• 제24권12호
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• pp.1559-1567
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• 2015

This study investigated the association between $PM_{2.5}$ concentrations obtained with portable real-time monitors and those obtained with gravimetric methods in national urban air-quality monitoring sites in Seoul, South Korea. We used the SidePak AM510 Personal Aerosol Monitor (TSI Inc., 500 Cardigan Road Shoreview, MN) and DustTrak DRX 8533 (TSI Inc., 500 Cardigan Road Shoreview, MN) as portable real-time monitors for measuring $PM_{2.5}$ concentrations and compared these values with those measured with the PMS-103 or SEQ 47/50 models operated by Federal Reference Method (FRM) or the European Committee for Standardization(ECS), respectively, in national urban air-quality monitoring sites in Seoul. Measurements were conducted every other day in the winter and spring seasons of 2014. The estimated daily mean concentrations of $PM_{2.5}$ ranged between 13.4 and $161.9{\mu}g/m^3$ using AM 510 and between 22.0 and $156.0{\mu}g/m^3$ using DustTrak. The Spearman correlation coefficient for $PM_{2.5}$ concentrations between AM 510 and gravimetric results was 0.99, and the correlation between DustTrak and gravimetric results was 0.87. The correction factor suggested was 0.42 and 0.29 for AM 510 and DustTrak, respectively. We found that $PM_{2.5}$ concentrations measured with real-time monitors could overestimate true $PM_{2.5}$ concentrations and therefore the application of a correction factor (0.43) is strongly suggested for quantification when Real-time monitors were operated of $PM_{2.5}$ levels at urban atmospheric environment of South Korea.