• Current Optics and Photonics
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• 제1권3호
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• pp.175-185
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• 2017

The aerosol optical properties such as depolarization ratio (${\delta}$) and aerosol extinction-to-backscatter ratios (S, LIDAR ratio) and ${\AA}ngstr{\ddot{o}m$ exponent (${\AA}$) derived from measurement with AERONET sun/sky radiometer at Gangneung-Wonju National University (GWNU), Gangneung, Korea ($37.77^{\circ}N$, $128.87^{\circ}E$) during a winter season (December 2014 - February 2015) are presented. The PM concentration measurements are conducted simultaneously and used to identify the high-PM events. The observation period was divided into three cases according to the PM concentrations. We analysed the ${\delta}$, S, and ${\AA}$ during these high PM-events. These aerosol optical properties are calculated by the sun/sky radiometer data and used to classify a type of aerosols (e.g., dust, anthropogenic pollution). The higher values of ${\delta}$ with lower values of S and ${\AA}$ were measured for the dust particles. The mean values of ${\delta}$, S, and ${\AA}$ at 440-870 nm wavelength pair (${\AA}_{440-870}$) for the Asia dust were 0.19-0.24, 36-56 sr, and 0.48, respectively. The anthropogenic aerosol plumes are distinguished with the lower values of ${\delta}$ and higher values of ${\AA}$. The mean values of spectral ${\delta}$ and ${\AA}_{440-870}$ for this case varied 0.06-0.16 and 1.33-1.39, respectively. We found that aerosol columnar optical properties obtained from the sun/sky radiometer measurement are useful to identify the aerosol type. Moreover, the columnar aerosol optical properties calculated based on sun/sky radiometer measurements such as ${\delta}$, S, and ${\AA}$ will be further used for the validation of aerosol parameters obtained from LIDAR observation as well as for quantification of the air quality.

• 대한원격탐사학회지
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• 제32권2호
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• pp.97-104
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• 2016

본 연구에서는 일본 오사카에서 AERONET 선포토미터로 관측된 데이터를 분석하여 440, 675, 870, 1020 nm 파장에서의 입자 편광소멸도를 산출하였다. 산출된 결과는 같은 지역에서 측정된 라이다 자료로부터 얻어진 532 nm에서의 입자 편광소멸도와 비교하였다. 두 값은 440 nm를 제외하고는 잘 일치되는 결과를 보였고, 상관계수($R^2$)는 440, 675, 870, 1020 nm에서 각각 0.28, 0.81, 0.88 0.89의 값을 보였다. 가장 높은 상관계수를 보인 1020 nm에서의 입자 편광소멸도를 기준으로 값의 변화에 따른 입자의 혼합정도를 확인하였을 때, 순수 황사의 경우 높은 편광소멸도를 보이고 오염입자가 혼합될수록 값이 낮아짐을 보였다. 이는 단산란 알베도와 입자 크기 분포를 통하여 확인하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제32권3호
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• pp.245-251
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• 2016

황사의 주요 발원지인 중국 북부 둔황지역에 선포토미터를 설치하여 440, 675, 870 그리고 1020 nm 채널에서 황사의 파장별 입자편광소멸도를 산출하였다. 이와 함께 발원한 황사가 장거리 수송과정에 위치한 제주 고산과 일본 오사카에 설치된 선포토미터를 함께 분석하였다. 황사 발원지에서 1020 nm 파장에서 입자편광소멸도가 0.34로 가장 높은 수치를 보였다. 또한, 초미세먼지농도가 증가하는 경우 입자편광소멸도는 감소하는 경향을 보였다. 우리는 본 연구에서 선포토미터의 입자편광소멸도 산출을 통해 에어로졸에서 황사의 구성 비율이 변화함을 확인하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제26권8호
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• pp.790-799
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• 2005

본 연구에서는 충청남도 공주시에 위치한 공주대학교 자연과학대학 옥상에 설치된 분광복사측정기의 일종인 스카이라디오미터(Sky-radiometer)로 측정된 직달 및 산란 일사량을 이용하여 간접적으로 공주지역의 에어로솔의 광학적 특성을 분석하였다. 분석기간은 2004년 1월부터 12월까지이며 에어로솔의 광학적 특성의 분석에 활용된 알고리즘은 Skyrad.pack.3(Nakajima et al., 1996)이다. 주요 분석요소는 에어로슬의 광학두께(AOT), 단일 산란알베도(SSA), 옹스트롬 지수${\alpha}$ 및 에어로솔의 크기별 분포이며 분석결과의 질을 높이기 위하여 초기 관측 자료의 품질검사를 수행하였다. 공주지역의 연평균 AOT, ${\alpha}$ 및 SSA는 각각 0.46, 1.14, 그리고 0.91이며 계절 및 기상현상에 따라 큰 시간변동을 보이고 있다. 크기별 입자분포에서는 미세입자와 조대입자에서 최대치가 나타나는 쌍봉(bi-modal) 형태를 보이고 있으며 황사(Asian dust) 기간인 봄에는 조대입자의 총 부피가 크게 증가하고 여름에는 반대로 미세입자의 부피가 증가하는 계절변동을 보이고 있다. 이러한 현상은 봄철동안에 AOT와 SSA가 각각 크게 증가하고 감소하는 점에서도 확인되고 있다. 또한 공주지역의 에어로솔의 광학적 특성은 계절에 따라서 변화가 크게 나타나고 있으나 풍향의 영향은 거의 받지 않는 것으로 나타나고 있다.

• 대기
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• 제25권3호
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• pp.521-528
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• 2015

In this study star photometry was applied to retrieve aerosol optical thickness (AOT) at night. The star photometry system consisted of small refractor, optical filters, CCD camera, and driving mount and was located in Suwon. The calibration constants were retrieved from the astronomical Langley method but standard deviations of these were more than 10% of the mean values. After the calibration the nighttime AOT was retrieved and cloud-screened in clear six days from 25 Nov. 2014 to 17 Jan. 2015. To estimate the quality of the measurements the nighttime AOT was combined with daytime AOT retrieved from sky-radiometer that was located in Seoul and 17 km away from the star photometry system. In spite of the uncertainty of the calibration constants and the spatial difference of two observation systems, the temporal changes of the nighttime AOT coincided with the daytime. The nighttime ${\AA}ngstr{\ddot{o}}m$ exponent was about 20% lower and more variable than the daytime because of the uncertainty of the calibration constants. If the calibration process is more precise, the combination of star and sun or sky photometry system can monitor the air pollution day and night constantly.

• 한국대기환경학회지
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• 제32권1호
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• pp.57-66
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• 2016

Aerosol optical thickness (AOT) and ${\AA}ngstr{\ddot{o}}m$ exponents were monitored at the KIU site ($N35.91^{\circ}$, $E128.80^{\circ}$) during the continuous observation period of 5 November 2010~19 March 2013 using a Microtops-II handheld munti-wavelenth radiometer. Comparisons of AOT values from the Microtops-II with the Sun-sky radiometer data from the Aerosol Robotic Network (AERONET) showed very good agreements: correlation coefficients are lies between 0.98 and 0.99, slopes range from 0.98 to 1.01, and intercepts are smaller than 0.008 at five wavelengths (380 nm, 440 nm, 500 nm, 675 nm, 870 nm). During the observation period, the Microtops-II AOT and ${\AA}ngstr{\ddot{o}}m$ exponents are ${\tau}_{500}=0.560{\pm}0.351$, ${\alpha}_{500-870}=1.135{\pm}0.445$. Fine mode aerosols appear to dominate in the study region with significant contributions from small particles.

• 대한원격탐사학회지
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• 제32권2호
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• pp.133-139
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• 2016

본 연구에서는 제주 고산과 공주에서 AERONET 선포토미터로 관측된 데이터를 분석하여 440, 675, 870, 1020 nm에서의 입자 편광소멸도를 산출하였다. 산출된 결과는 같은 지역에서 측정된 라이다 자료로부터 얻어진 532 nm에서의 입자 편광소멸도와 비교하여 높은 상관관계를 보였다. 선포토미터와 동 시간대에 라이다로 측정된 고도별 편광소멸도의 분석을 통하여 2 km 이상 상층으로 많은 양의 황사가 이동할 때 높은 편광소멸도를 보임을 확인하였다. 또한, 상대적으로 낮은 편광소멸도가 측정된 경우에도 대기 상층에서 황사가 많이 이동하는 경우를 확인하였다. 2 km 이하 하층의 경우에는 유입되는 황사가 적거나 오염 입자와의 혼합으로 상층에 비하여 낮은 편광소멸도를 보였다.

• 한국대기환경학회지
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• 제34권5호
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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.

• 대기
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• 제21권1호
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• pp.57-67
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• 2011

2006년 3월부터 4년간 서울대학교에서 관측한 라이다와 스카이 라디오미터 관측 자료로부터 에어러솔의 라이다 비를 산출하고 그 계절 변화 특성을 살펴 보았다. 서울지역의 라이다 비는 여름철에 $68.1{\pm}16.8$ sr로 가장 높고 점차 감소하여 겨울철에 $57.2{\pm}17.9$ sr로 가장 낮았으며 다시 증가하는 경향을 보였다. 그러나 전 기간 동안 산출된 라이다 비가 30 sr에서 최대 110 sr까지의 범위에서 분포하며 관측 전 기간의 표준편차가 16.46 sr인 것을 감안하면 계절변동은 두드러지지는 않았다. 이처럼 계절 변동이 약하게 나타나는 이유는 도심지역에 해당하는 서울의 지리적 특성에 기인한 것으로 연중 인위적인 오염물질이 지속적으로 배출되어 영향을 미치기 때문으로 판단된다. 라이다와 스카이 라디오미터 관측으로 얻은 옹스트롬 지수, 편광소멸도 및 에어러솔 광학두께와 산출된 라이다 비의 관계도 살펴 보았다. 옹스트롬 지수와 편광소멸도는 음의 상관관계가 뚜렷하게 나타나 에어러솔 입자의 크기가 클 경우 비구형을 띄며 크기가 작을수록 구형에 가까워 짐을 확인할 수 있었다. 또한, 라이다 비가 작게 나타나는 깨끗한 날을 제외하면 라이다 비는 옹스트롬 지수가 증가할수록 (편광소멸도가 감소할수록) 증가하는 경향을 가졌다. 이를 바탕으로 에어러솔 광학두께가 하위 10%에 해당하는 깨끗한 날과 옹스트롬 지수가 하위 10%에 해당하는 황사입자가 우세한 사례, 옹스트롬 지수가 상위 10%에 해당하는 오염물질이 우세한 사례로 나누어 라이다 비의 특성을 살펴보았다. 오염물질이 우세한 사례에서의 라이다 비는 $62.2{\pm}13.2$ sr로 기존의 오염물질에 의한 라이다 비와 잘 일치하는 모습을 보였다. 그러나 깨끗한 날과 황사가 우세한 사례의 경우는 각각 $45.0{\pm}9.5$ sr와 $51.7{\pm}13.7$ sr로 나타나 선행 연구 결과보다는 다소 높은 값을 보였다. 이는 앞에서 언급하였다시피 도심지역에 해당하는 서울은 항상 주변에서 발생하는 인위적인 오염물질의 영향을 받기 때문인 것으로 판단할 수 있다.

• 대기
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• 제18권4호
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• pp.287-297
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• 2008

The vertical profiles and optical properties of Asian dust are investigated using ground-based measurements from 1998 to 2002. Vertical profiles of aerosol extinction coefficient are evaluated using MPL (Micro Pulse Lidar) data. Optical parameters such as aerosol optical thickness ($\tau$), ${\AA}ngstr\ddot{o}m$ exponent ($\alpha$), single scattering albedo ($\omega$), refractive index, and volume size distribution are analyzed with sun/sky radiometer data for the same period. We can separate aerosol vertical profiles into three categories. First category named as 'Asian dust case', which aerosol extinction coefficient is larger than $0.15km^{-1}$ and dust layer exists from surface up to 3-4km. Second category named as 'Elevated aerosol case', which aerosol layer exists between 2 and 6km with 1-2.5km thickness, and extinction coefficient is smaller than $0.15km^{-1}$. Third category named as 'Clear sky case', which aerosol extinction coefficient appears smaller than $0.15km^{-1}$. and shows that diurnal variation of background aerosol in urban area. While optical parameters for first category indicate that $\tau$ and $\alpha$ are $0.63{\pm}0.14$, $0.48{\pm}0.19$, respectively. Also, aerosol volume concentration is increased for range of 1 and $4{\mu}m$, in coarse mode. Optical parameters for second category can be separated into two different types. Optical properties of first type are very close to Asian dust cases. Also, dust reports of source region and backward trajectory analyses assure that these type is much related with Asian dust event. However, optical properties of the other type are similar to those of urban aerosol. For clear sky case, $\tau$ is relatively smaller and $\alpha$ is larger compare with other cases. Each case shows distinct characteristics in aerosol optical parameters.