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기상관측선 기상1호 개요
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· 기상1호 중량: 498 t · 길이: 64.32 m · 넓이: 9.40 m · 속도: 16.5 kn (최대속력 18.0 kn) · 특이사항: 고층 해상, 해양, 대기 환경을 종합적으로 관측할 수 있는 10여 가지의 관측장비 탑재 - 수온염분 측정기(CTD), 고층기상관측장비(ASAP), 자동기상관측장비(AWS), 미세먼지측정장비(PM10), 레이더식 파랑계(WAVEX), 초음파 해류계(ADCP), 정밀음향측심기(PDR), 웨이프라이더 부이(Waverider), 관측장비용 위성 측위기(DGPS), 유속계 |
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기상1호 관측장비 개요
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· 관측장비: 공기역학입자계수기(APS), 광산란계수측정기(Nephelometer), 광흡수계수측정기(Aethalometer), 선박관측용 스카이라디오미터(Ship-borne Sky-radiometer), 저용량 미세먼지 시료 채취기(Low-volume sampler, 4대), 실시간 이온분석기(MARGA+IC) · 측정요소 : 에어로졸 크기분포, 에어로졸 광산란계수, 에어로졸 광흡수계수 , 에어로졸광학깊이, 이온 및 원소성분 |
관측 개요
- 기상1호 관측 사례(’20.3.20.~4.1.)
| 기간 | '20.3.20 ~ 4.1. (13일간) | |
|---|---|---|
| 지역 |
인천↔목포 앞바다 (35°N - 38°N, 124°E - 125°E) |
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| 장비(관측요소) | 에어로졸 물리특성 |
공기역학입자계수기(크기별수농도) 광학입자계수기(PM10/2.5/1 질량농도) |
| 광학특성 |
광산란계수측정기(에어로졸 광산란계수) *광흡수계수측정기(에어로졸 광흡수계수) *선박용스카이라디오미터(에어로졸광학깊이) |
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| 화학특성 |
저용량미세먼지시료채취기(PM10/PM2.5화학성분) 실시간 가스 에어로졸 화학분석기(가스상 오염물질, PM10 이온성분) |
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관측결과
- 서해상 에어로졸 물리·광학·화학 특성
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| 기간 | AOD | Alpha | SSA | |
|---|---|---|---|---|
| 황사 | ’20.3.21. | - | - | - |
| 황사+연무 | ’20.3.22. | 0.10 | 1.43 | 0.96 |
| 연무 | ’20.3.23.~25. | 0.22 | 1.28 | 0.99 |
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※ AOD(Aerosol Optical Depth, 에어로졸 광학 두께) Alpha(Angstrom Exponent, 파장별 AOD의 변화 정도) SSA(Single Scattering Albedo, 에어로졸 산란 정도(0~1)) ※ 황사특성: AOD 증가, Alpha 감소 연무특성: AOD 증가, Alpha 증가 |
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◆ (D) 황사 사례(’20.3.21.): 구름 차폐로 관측 안됨 ※ 스카이라디오미터는 태양을 추적하며 관측하는 장비로, 구름 등에 의해 차폐될 경우 관측 안됨 ◆ (D+H) 황사+연무 사례 (’20.3.22.): AOD(에어로졸 광학두께) 낮고, Alpha(옹스트롬 지수) 증가 ◆ (H) 연무 사례 (’20.3.23.~25.): AOD 낮고, Alpha 증가 - 에어로졸 입자별 수농도 관측결과, 상층의 에어로졸이 하층으로 이동한 것으로 판단 |
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◆ 황사(3월 20일~22일) - 1~8 μm 크기 입자 우세(3월 20일~3월 21일) - 1~8 μm와 1 μm 이하 입자 동시 존재(3월 22일) - PM10은 최대 100 μg/m3 - 광산란계수, 광흡수계수 증가 없음. - 에어로졸광학깊이(AOD)는 약 0.1 - 옹스트롬지수는 0.5(3월 20일), 1.5(3월 22일) - 총이온성분 농도는 낮으나, 해염성분 농도 증가 |
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◆ 연무(고농도 미세먼지, 3월 23일~24일) - 1 μm 이하 미세입자 농도 증가 - 광산란계수, 광흡수계수 증가(황사 시의 최대 약 5배) - 에어로졸광학깊이(AOD)는 약 0.2~0.4로 황사 시의 최대 4배, 옹스트롬지수는 1.2~1.5 - 총이온성분 농도 증가 이온성분 중 이차오염물질(질산염, 황산염, 암모늄) 조성비율 증가 |
에어로졸 광학특성을 이용한 서해상 에어로졸 유형 분석
 <광학특성(산란·흡수계수)을 이용한 에어로졸 유형 구분(’20.3.20.~4.1.)> |
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◆ 황사 발생시, 조대입자와 검댕 혼합유형 우세 ◆ 연무 발생시, 검댕 등 불완전 연소에서 발생되는 오염물질 유형 우세 |
고농도 미세먼지 사례
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고농도 미세먼지 사례 중 2020년 3월 23일 오후 서해상 위성으로 고농도 에어로졸 plume이 탐지됨(GK2A RGB, 17:08) 이 기간은 대기 정체로 인해 공기의 흐름이 느렸음. 기상1호가 이 plume 가장자리에 위치하여 미세먼지(에어로졸) 특성을 관측함 (3월 23일 오후~3월 24일 오전) |
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<GK2A RGB 영상(2020.3.23. 17:08)>
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<지상일기도(2020.3.24. 00:00)>
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지상(안면도) 관측자료와의 비교
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| 3월 23일 오후~24일 안면도와 서해상(기상1호)의 입자크기 분포를 비교하면 서해상(기상1호)에서는 고농도 미세입자(1 μm )가 관측된 반면 안면도에서는 농도 증가가 두드러지지 않았음(기상1호의 1/10 수준). |
담당: 국립기상과학원 기후연구부 유희정 / 064-780-6632