• 제목/요약/키워드: long-term flux measurement

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개회로 CO2/H2O 적외선 기체 분석기 보정 인자의 변동성과 장기 플럭스 관측에 미치는 영향 (Variability of Calibration Factors for Open-Path CO2/H2O Infrared Gas Analyzer and Its Effect on Long-Term Flux Measurement)

  • 최태진;윤진일;임종환;박은우;김준
    • 한국농림기상학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.103-113
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    • 2002
  • Calibration experiments were executed to document pertinent calibration methods for open-path infrared gas analyzer (OP-2) in field operations and to quantify their performance characteristics in continuous long-term flux measurements. Based on our results, we concluded: (1) flow rate of 2.0 L min$^{-1}$ can be used for calibration instead of the recommended 0.5 L min$^{-1}$ . Such faster flow rate brings the sampled air in the calibration hood at equilibrium within 5 min for $CO_2$ and 10 min for $H_2O$; (2) after reaching equilibrium, two-minute average sampling for related variables per each concentration may be sufficient; (3) use of four concentration is needed to derive the nonlinear calibration equation for water vapor with 1% uncertainty of flux measurement; and (4) the resultant calibration interval for OP-2 for both $CO_2$ and $H_2O$ is approximately one month.

남극 세종기지에서의 지표 플럭스 관측: I. 난류 특성과 현열 플럭스 (Surface Flux Measurements at King Sejong Station in West Antarctica: I. Turbulent Characteristics and Sensible Beat Flux)

  • 최태진;이방용;이희춘;심재설
    • Ocean and Polar Research
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    • 제26권3호
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    • pp.453-463
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    • 2004
  • The Antarctic Peninsula is important in terms of global warming research due to pronounced increase of air temperature over the last century. The first eddy covariance system was established at King Sejong Station located in the northern region of the Antarctic Peninsula in December of 2002 and has been operated over one year. Here, we analyze turbulent characteristics to determine quality control criteria for turbulent sensible heat flux data as well as to diagnose the possibility of long term eddy covariance measurement under extreme weather conditions of the Antarctic Peninsula. We also report the preliminary result on sensible heat flux. Based on the analyses on turbulent characteristics such as integral turbulence characteristics of vertical velocity (w) and heat (T), stationarity test and investigation of correlation coefficient, they fallow the Monin-Obukhov similarity and eddy covariance flux data were reliable. ${\sim}47%$ of total retrieved sensible heat flux data could be used for further analysis. Daytime averaged sensible heat flux showed a pronounced seasonal variation, with a maximum of up to $300Wm^{-2}$ in summer. In conclusion, continuous and long-term eddy covariance measurement may be possible at the study site and the land surface may influence the atmosphere significantly through heat transport in summer.

장거리이동 대기오염물질 이동량의 공간적 분포와 변화 추이(1997~2004) (Spatial Distribution and Variation of Long-range Transboundary Air Pollutants Flux during 1997~2004)

  • 한진석;김영미;안준영;공부주;최진수;이상욱;이석조
    • 한국대기환경학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.99-106
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    • 2006
  • Aircraft measurements have been executed for the purpose of monitoring the long range transported air pollution and estimation of air pollutant in/out-flux over the Yellow sea. Total 74 missions of measurements have been done since 1997, mainly in spring and fall. The main study domain was over $124^{\circ}$E $/sim$ $124^{\circ}$E, $35^{\circ}$N $/sim$ $37^{\circ}$N below 3,000m. In long-term trends, mixing ratios of $SO_{2}$N were around 2 ppbv expect in summer ( < 1 ppbv). NOx exhibited 24 ppbv and have no clear annual trends over the Yellow Sea. The concentrations of 03 were 51, 58, 41 ppbv in spring, summer and fall-winter, respectively. Backward trajectory was performed for three days to investigate the source regions of the air mass. Six regions were divided around Korea peninsular centering at $36^{\circ}$N, $126^{\circ}$E. I, II, III, IV and V regions represents in sequence northeast China and Siberia, Sandong peninsula and Balhae gulf, Sanghi and southern China, the south Pacific included Jeju island and the East sea included Japan. L region correspond to the airmass from Korea peninsula. Influx of $SO_{2}$N was approximately five times higher than outflux in yearly flux variation and showed a decreasing long-term trend since 1998. NOx outflux was average 0.095 ton/km/hr and three times higher than $SO_{2}$ outflux. In/out flux of 03 showed even distribution in yearly basis except 2002 (influx 5.45 ton/km/hr). The transported amounts from I, II, III regions were much higher than those from other region. In seasonal flux variation, influx levels of gas phases were the lowest in summer and the levels gradually increased from fall toward spring. As a result, transport of pollutants begins from fall and prevails in winter and spring.

질소산화물의 토양배출량 추정과 지구 환경에 미치는 대기화학적 특성 연구 (Characterization of NOx Emission from Soils in Southwest Korea and Their Atmospheric Chemistry)

  • 김득수
    • 한국대기환경학회지
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    • 제13권6호
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    • pp.451-461
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    • 1997
  • The soil NO flux measurements in Korea were made from 17 May 1997 to 16 June 1997 on grass land at Kunsan National University in southwestern Korea by using flow-through chamber technique. The experiment was conducted in an effort to determine the role of natural emissions of NO on rural atmospheric photochemistry, and to understand the soil NO emission mechanism with respect to soil parameters. Soil NO fluxes were measured every minutes and averaged in every 15 minutes as well as soil temperature. Soil samples were analyzed for $NO_3^-, NH_4^+$, and moisture in soil. Soil nitrate was not detected in most times, and total N-containing was limited in site soils. There was a optimum range of soil moisture and temperature for soil NO flux. The overall average of soil NO emission rates were found to be 1.30 $\pm 0.92 ngNm^{-2}s^{-1}$ (n=1219), and ranged from 0.01 ngNm^{-2}s^{-1}$ to 5.62 ngNm^{-2}s^{-1}$. Diurnal variation of soil NO emission was typical, which was in higher level during daytime, and was in lower level over the night. NO flux showed a strong soil temperature dependence $(r^2=0.78)$, but not with soil moisture and soil N-containing during this experimental period; NO fluxes increased exponentially as soil temperature increased. In order to assure the relevant relationship between soil NO flux and the soil parameters, long-term soil flux measurement on different types of land use should be planned and conducted continuously.

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장기 관측 에디 플럭스 자료의 연속성 확보에 대하여: 개회로 및 봉폐회로 기체분석기의 야외 상호 비교 (On Securing Continuity of Long-Term Observational Eddy Flux Data: Field Intercomparison between Open- and Enclosed-Path Gas Analyzers)

  • 강민석;김준;양현영;임종환;천정화;문민규
    • 한국농림기상학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.135-145
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    • 2019
  • 장기간 관측된 자료를 기반으로 그 시계열의 장주기나 경향을 분석할 때 선행되어야 할 조건은 과거에 관측된 자료와 현재에 관측된 자료가 비교 가능해야 한다는 점이다. 이러한 자료의 연속성을 확보하기 위해서는 장기 관측에 사용된 기기들 간에 호환성이 보장되어야 한다. 우리나라에서 가장 긴 에디 공분산 플럭스 관측 역사를 가지고 있는 광릉 활엽수림에서 다양한 기체분석기가 플럭스 관측에 사용된 가운데, 2015년 7월 과거 10년 이상 사용되었던 개회로 기체 분석기(Model LI-7500, LI-COR, Inc.)에서 봉폐회로 기체분석기(Model EC155, Campbell Scientific, Inc.)로 교체되었다. 기체분석기가 완전히 교체되기 전 두 기체분석기로 동시에 관측되었던 2015년 8월부터 12월까지 5개월의 기간 동안 모은 이산화탄소와 수증기(잠열) 플럭스를 서로 비교해보았다. 이산화탄소 플럭스는 일평균기온이 영상이었던 시기에 기체분석기 간의 큰 차이는 없었으나, 영하로 떨어지면서 개회로 기체분석기의 경우 기기에서 발생하는 열 때문에 이산화탄소 플럭스가 양의 값(이산화탄소 발원)에서 0 또는 음의 값(이산화탄소 중립 또는 흡원)으로 편향됨이 확인되었다. 잠열 플럭스는 봉폐회로 기체분석기에서 관측된 값이 주파수 반응 보정을 통해 수증기의 튜브 감쇄 효과를 보정하였음에도 불구하고, 개회로 기체분석기에서 관측된 값보다 평균적으로 9% 정도 작았으며, 5개월 동안 적산 시 20% 이상 차이(봉폐회로: 166 mm, 개회로 211 mm)났다. 본 연구결과는 광릉 활엽수림에서 관측된 장기 플럭스 자료 분석 시, 개회로 기체분석기의 겨울철 가열 효과에 대한 추가적인 공기밀도 보정의 필요성과 함께 봉폐회로 기체분석기에서 나타나는 잠열 플럭스의 과소평가 경향에 대한 이해가 수반되어야 함을 시사한다.

Continuous monitoring of the canopy gas exchange of rice and soybean based on the aerodynamic analysis of the plant canopy

  • Tanaka, Yu;Katayama, Hiroto;Kondo, Rintaro;Homma, Koki;Shiraiwa, Tatsuhiko
    • 한국작물학회:학술대회논문집
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    • 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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    • pp.60-60
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    • 2017
  • It is important to measure the gas exchange activity of the crops in canopy scale to understand the process of biomass production and yield formation. Thermal imaging of the canopy surface temperature is a powerful tool to detect the gas exchange activity of the crop canopy. The simultaneous measurement of the canopy temperature and the meteorological data enables us to calculate the canopy diffusive conductance ($g_c$) based on the heat flux model (Monteith et al. 1973, Horie et al. 2006). It is, however, difficult to realize the long-term and continuous monitoring of $g_c$ due to the occurrence of the calculation error caused by the fluctuation of the environmental condition. This is partly because the model assumption is too simple to describe the meteorological and aerodynamic conditions of the crop canopy in the field condition. Here we report the novel method of the direct measurement of the aerodynamic resistance ($r_a$) of the crop canopy, which enables us the stable and continuous measurement of the gas exchange capacity of the crop plants. The modified heat balance model shows the improved performance to quantify $g_c$ under the fluctuating meteorological condition in the field. The relationship between $g_c$ and biomass production of rice and soybean varieties is also discussed in the presentation.

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김제 논에서 메탄 플럭스의 에디 공분산 관측 (Eddy Covariance Measurement of CH4 Flux in a Rice Paddy in Gimje, Korea)

  • ;윤주열;강남구;심교문;김준
    • 한국농림기상학회:학술대회논문집
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    • 한국농림기상학회 2013년도 추계 학술발표논문집
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    • pp.28-29
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    • 2013
  • We have been measuring $CH_4$ flux in a rice paddy in Gimje using the eddy covariance method since July 2011. In order to measure the fast fluctuations of $CH_4$ concentration, an innovative LI-7700 open-path laser spectrometer is used. This high-precision, low power, light weight, low maintenance sensor enables us to operate it on a continuous and long-term basis. One particular feature, among other things, is the self-cleaning lower mirror which decreases maintenance requirements while ensuring more robust, continuous, high-quality dataset. Its cleaning is initiated at user-specified time intervals or a signal strength threshold, and its status is recorded as a diagnostic index. We have noticed that the operation of LI-7700 at Gimje site is quite challenging particularly due to its frequent mirror cleaning requirement and the associated sensitivity of the instrument. In this presentation, we present some field observation data regarding the mirror cleaning and their analysis, thereby suggesting the pertinent operation options for high-quality, maximum data retrieval in the field.

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장기간(1997~2007) 창공관측을 이용한 서해상 SO2 및 NOx의 거동 연구 (Studies on the Behavior of SO2 and NOx over Yellow Sea Area during Long Term Aircraft Measurements(1997~2007))

  • 송형도;최진수;장임석;김정수;이석조
    • 한국환경과학회지
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    • 제18권5호
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    • pp.569-578
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    • 2009
  • Aircraft Measurements of gaseous pollutants($SO_2$, NOx and $O_3$) in the Yellow Sea area, were carried out on 1997-2007. Main measurement site in 124$^{\circ}$-127$^{\circ}$E, 35$^{\circ}$-37$^{\circ}$N (in the Yellow Sea), have been done along the paths classified vertically and zonally. To understand how the air stream affects Long-range transboundary pollutants in Northease Asia (LTP), the tracks of pollutants in northeast Asia have been analyzed by dividing into 6 different regions(regions I-V and L). Compared with Korea's local sources and western north Pacific influenced by the Yellow Sea, when the air stream from region II is dominant, the $SO_2$ concentrations are 3-6times higher. In region II and III, $SO_2$ concentrations are represented highest at 25.0 and 14.7 ppb, respectively. However, in other regions, $SO_2$ concentration was recorderd the highest at 1.1-3.8 ppb, which is 7-15% higher then the highest one over the region II and III. During 1997-2007, the mean amount of incoming pollutants is 0.162 $ton/km{\cdot}hr$ exceeding about 5-times mean amount of outgoing pollutants over the West Sea. During the observed period, the amount of incoming and outgoing $SO_2$ over the Yellow Sea is the highest in winter, at 0.224 $ton/(km{\cdot}hr)$ and 0.120 $ton/(km{\cdot}hr)$, respectively.

순복사계의 야외 상호 비교 및 보정 (Field Intercomparison and Calibration of Net Radiometers)

  • Byung-Kwan Moon;Sang-Boom Ryoo;Yong-Hoon Youn;Jonghwan Lim;Joon Kim
    • 한국농림기상학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.128-137
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    • 2003
  • 순복사는 지표 에너지 수지의 가장 근본적인 요소 중 하나이다. 순복사의 정확한 관측을 위해, 주기적이고 지속적인 순복사계 보정이 요구된다. 플럭스 관측에 널리 사용되는, 두 가지 타입의 대표적인 순복사계 (Q-7.1과 CNR1)의 상호 비교 및 보정 실험이 약 4개월 간격으로 두 차례 시행되었다. Q-7.1과 CNR1 간의 차이는 7.7% 이내였고, 표준 기기와의 보정 후 오차는 3.2%이내였다. 순복사계의 반응 차이와 보정 계수는 대기 상태, 특히 계절 변화에 따른 온도 차이에 따라 다르게 나타났다. 결론적으로, 주기적으로 보정된 Q-7.1은 CNR1을 대체하여 장기 관측에 사용될 수 있고, 보정 주기로는 4-6개월이 권장된다.

한국 해남 농경지와 대기간의 에너지와 이산화탄소의 지표 교환 (Surface Exchange of Energy and Carbon Dioxide between the Atmosphere and a Farmland in Haenam, Korea)

  • Hee Choon Lee;Jinkyu Hong;Chun-Ho Cho;Byoung-Cheol Choi;Sung-Nam Oh;Joon Kim
    • 한국농림기상학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.61-69
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    • 2003
  • 육상생태계와 하층 대기와의 상호작용 및 환경변화에 대한 생태계의 반응을 정량적으로 이해하기 위하여 2002년 7월부터 논과 밭이 혼합되어 있는 해남(FK) 관측지에서 이산화탄소 관측이 이루어지고 있다. 관측 초기에는 안정된 자료 확보를 위하여 에디 공분산 시스템의 유지 관리를 중점적으로 추진하였다. 30분 평균된 이산화탄소 평균 농도와 순 생태 교환량(Net Ecosystem Exchange)은 뚜렷한 일변화와 함께 계절적인 차이를 나타내었다. 낮 시간의 이산화탄소 플럭스는 8월에 최대 1.0mg $CO_2$, m$^{-2}$ s$^{-1}$의 흡수율이 관측되었고, 야간에는 최대 0.3mg $CO_2$ m$^{-2}$ s$^{-1}$ 정도의 이산화탄소가 대기중으로 방출되었다. 이산화탄소 흡수량과 방출량 모두 점차적으로 감소하여 겨울철에는 거의 0에 가까운 값이거나 0.05mg $CO_2$, m$^{-2}$ s$^{-1}$ 보다 작은 방출율을 나타내었다. 해남 플럭스 관측지역은 7월부터 9월까지 이산화탄소의 상대적으로 강한 흡원으로 작용하여 일 최대 22g $CO_2$m$^{-2}$ 정도의 이산화탄소를 흡수하였다. 이후 10월부터 12월까지는 약한 발원으로 작용하였는데, 일 평균 2g $CO_2$ m$^{-2}$ 정도의 이산화탄소를 방출하였다. 해남 관측지에서의 환경 변화에 대한 생태계의 반응 및 격년 변동 등에 대한 정량적 연구를 위하여 장기 관측은 지속적으로 이루어질 것이며, 심도 있는 분석과 교환 메커니즘의 이해를 위해 토양 및 식물과 관련된 집중 관측과 단기 실험들이 뒤따라야 하겠다.적인 자극으로부터 개체들에게 더 많은 스트레스를 유발시켜 폐사율을 높일 수 있는 열악한 환경을 조성할 수 있음을 시사하였다.s the strategies on the revitalization and enhancement of small-sized retailers" productivities.에 종양을 가진 환자 치료 시 더욱 질 높은 방사선 치료가 실현될 것으로 기대한다. 30∼40% 정도 느렸고, 퍼레니얼라이그라스도 퍼레니얼라이그라스 100% 단일종류에 비해 20∼30%정도 늦었다. 따라서, 뗏장 재배시 여러 종류의 초종을 천편일률적으로 혼합하여 파종하는 것은 바람직하지 않으며, 컨셉에 따라 적절하게 초종 및 품종을 선택해서 사용하는 것이 필요하다. 5. 뗏장의 뿌리 형성 능력은 퍼레니얼라이그라스가 가장 좋았고, 가장 저조한 초종은 켄터키블루그라스였다. 톨훼스큐는 켄터키블루그라스와 퍼레니얼라이그라스의 중간정도로 나타났다. 혼합구의 뗏장 형성 능력은 초종의 혼합비에 따라 뿌리 형성력 차이가 다르게 나타났는데, 특히 퍼레니얼라이그라스 혼합비율이 많을수록 뿌리 형성 능력은 증가하였다. 6. 뗏장 수확시 잔디 품질은 단일 초종구의 품질이 혼합구에 비해 양호하였는데 가장 우수한 초종은 켄터키블루그라스였고, 톨훼스큐는 켄터키블루그라스 다음으로 중간정도, 그리고 퍼레니얼라이그라스는 가장 저조하였다. 켄터키블루그라스는 균일한 잔디 면, 고밀도 및 예초 후 상태가 우수한 특성으로 품질이 양호하였고, 퍼레니얼라이그라스의 품질이 저조하였던 것은 초장이 길어 잔디 면이 누운 상태로 나타나 균일도 저하 및 예초 후 품질이 켄터키블루그라스나 톨훼스큐 보다 떨어지기 때문이다. 그리고 혼합구의 품질은 여러 종류가 혼합됨으로 인해 색상 및 밀도의 균일도가 떨어지고, 또한 예초 시 물결처럼 불균일하게 깎여 잔디 표면이 불량하였기 때문이었다. 7. 골프장이나 경기장 기본 설계 시 초기