에어로졸의 배경농도 산정기법에 관한 연구

Abstract

본 연구에서는 제주도 고산기후관측소에서 2008년부터 2011년까지 측정된 시간 평균 블랙카본 질량 농도의 배경농도를 산정하였다. 평균값, 중앙값, IMPROVE 방법, 빈도수 분포 분석 방법 및 선행연구에서 사용된 Kaufman, AGAGE 방법을 사용하여 배경농도를 산정하였으며 역궤적 모델을 사용한 공기괴 분석 결과 (해양에서 유입된 농도)와 비교하였다. 고산기후관측소에서 측정된 블랙카본은 연도별 평균값이 944 ± 884 ng m-3로 가장 높았으며, 상•하한 10, 20 퍼센타일을 제거한 IMPROVE 방법의 결과 (794 ± 410, 749 ± 274 ng m-3), 중앙값 (701 ng m-3)의 결과 순서로 나타났다. 이는 배경농도를 산정할 때 고농도 에어로졸의 영향이 많이 반영 될수록 배경농도가 높게 산정됨을 나타낸다. 빈도수 분포 분석 방법의 결과 (604 ng m-3)는 중앙값 보다는 낮고 AGAGE 방법과 Kaufman 방법의 결과보다는 높은 값을 나타냈다. Kaufman 방법 (100시간: 604 ng m-3)과 AGAGE 방법 (121일: 403 ± 203 ng m-3)으로 산정한 블랙카본의 배경농도를 비교해 본 결과 Kaufman 방법으로 산정한 배경농도가 AGAGE 방법의 결과보다 약 1.5배 높아, 배경농도 산정법과 산정기간에 따라 배경농도가 다르게 평가 됨을 시사했다. 블랙카본 질량농도의 주기를 1일부터 31일로 가정하여 배경농도를 각각 산정한 결과에서는 에어로졸의 대기 중 체류시간과 유사한 3 - 11일 사이에 두 방법의 배경농도가 비슷한 추세를 보였으며, 100시간과 비슷한 4일 (96시간)을 사용하였을 때, AGAGE 방법과 Kaufman 방법으로 산정된 배경농도는 약 650 - 690 ng m-3 로 유사한 값을 보였다. 역궤적 모델을 사용하여 공기괴 분석 방법을 통해 해양에서 유입된 때의 블랙카본 질량농도인 552 ± 393 ng m-3 를 배경농도로 산정하였다. 각 방법에서 산정된 블랙카본의 배경농도는 연도별 평균값을 제외하고, 600 - 900 ng m-3 범위 내에서 나타났고, 공기괴가 해양으로부터 유입되었을 때의 농도의 범위와 유사하였다.