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SUMMARY

목차

1. 연구개발과제의 개요 43

1-1. 연구개발 목적 43

1-2. 연구개발의 필요성 43

1-3. 연구개발 범위 45

2. 국내외 기술개발 현황 50

2-1. 국내 기술 개발 현황 50

가. 배출량 산출 50

나. 화학수송모델을 이용한 기체상 물질 연구 50

다. 에어로솔 연구 51

라. 기후강제력 산출 53

마. 인공위성을 이용한 기체상물질 관측기술 53

2-2. 국외 기술 개발 현황 55

가. 배출량 산출 55

나. 화학수송모델을 이용한 기체상 물질 연구 56

다. 화학수송모델을 이용한 에어로솔 연구 56

라. 기후강제력 산출 57

마. 인공위성 자료를 이용한 배출량 산출 연구 57

바. 인공위성 자료를 이용한 기체상 물질 관측 기술 57

3. 연구수행 내용 및 결과 70

3-1. 연구개발의 내용(범위) 및 최종목표 70

가. 연구개발 최종 목표 70

나. 개발 내용 및 범위 70

다. 연구개발 추진전략·방법 88

라. 연구개발 추진체계 90

마. 연구개발 추진일정 91

3-2. 연구개발 결과 및 토의 93

가. 위성자료 활용 기반 기술 개발 93

나. 환경위성탑재체 기체상물질 자료처리 알고리즘 개발 214

3-3. 연구개발 결과 요약 312

가. 연구개발 결과 요약 312

나. 연구개발 성과 요약 (논문) 318

다. 연구개발 성과 요약 (특허) 321

4. 목표달성도 및 관련분야 기여도 323

4-1. 목표달성도 323

4-2. 관련분야 기여도 326

5. 연구결과의 활용계획 329

6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 332

7. 연구개발결과의 보안등급 337

8. 국가과학기술종합정보시스템(NTIS)에 등록한 연구시설·장비 현황 339

9. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 341

9-1. 연구실 안전 점검 체계 성 및 실시 341

9-2. 연구실 안전관리 규정 작성 및 준수 341

9-3. 안전교육 341

9-4. 그 외 안전조치 342

10. 연구개발과제의 대표적 연구실적 344

11. 기타사항 347

12. 참고문헌 349

부록 376

부록 1. SO₂ ATBD 378

부록 2. NO2 ATBD 416

부록 3. 해외 장/단기 파견 요약문 446

부록 4. 해외 장/단기 파견 요약문 447

부록 5. 해외 장/단기 파견 요약문 448

부록 6. 해외전문가 초청/활용 요약문 449

〈표 1.2.1〉 기존 연구에서 제시한 에어로솔에 의한 직접복사강제력 44

〈표 2.2.1〉 하향식 기법을 이용한 NOx 배출량 산출연구(이미지참조) 58

〈표 2.2.2〉 국외 이산화질소(NO₂) 자료처리 알고리즘 개발 현황 60

〈표 2.2.3〉 표준방식 Standard (STD)과 준실시간 산출 Near-Real-Time (NRT)방식 비교 61

〈표 2.2.4〉 국외 SO₂ 자료처리 알고리즘 개발 현황 64

〈표 2.2.5〉 각 기관별 대기질량인자 (AMF) 계산을 위해 사용한 모델 현황 (58) 67

〈표 3.1.1〉 CMAQ 모델링에 적용되는 프로세스 모듈 방법 71

〈표 3.1.2〉 기체상 오염물질 관측위성 72

〈표 3.1.3〉 OMI 산출물 정확도 기준을 바탕으로 GEMS위성 산출물 정확도 목표치 (2차) 78

〈표 3.1.4〉 OMI 산출물 정확도 기준을 바탕으로 GEMS위성 산출물 정확도 목표치 (3차) 79

〈표 3.1.5〉 OMI 산출물 정확도 기준을 바탕으로 GEMS위성 산출물 정확도 목표치 (4차) 79

〈표 3.1.6〉 OMI 자료와의 NO₂, SO₂ 검증결과로 최종 GEMS위성결과 수치 (5차) 80

〈표 3.1.7〉 인위적 배출원에 대한 SO₂ 자료처리 알고리즘 목표치 달성도 83

〈표 3.1.8〉 화산지역 배출원에 대한 SO₂ 자료처리 알고리즘 목표치 달성도 84

〈표 3.2.1〉 본 연구에 적용된 식생 배출량 인벤토리 요약 97

〈표 3.2.2〉 CMAQ 및 SCIAMACHY로부터 산출된 HCHO 층적분 농도의 평균(표준편차) 및... 104

〈표 3.2.3〉 동아시아 지역 CMAQ과 SCIAMACHY 관측으로부터 산출된 HCHO 층적분 농도... 107

〈표 3.2.4〉 GEIA, MEGAN, MOHYCAN을 이용한 CMAQ 모델링으로부터 계산된 기체, 입자... 109

〈표 3.2.5〉 KNMI/DOMINO v2.0과 NASA/OMNO2 v2.1 결과물 간 비교 124

〈표 3.2.6〉 지역별 NO₂ 층적분 평균값과 표준편차 및 정규평균오차 132

〈표 3.2.7〉 INTEX-B의 NOx 월변화 요소를 적용한 CMAQ 결과와 OMI로부터 산출된 NO₂ 층...(이미지참조) 136

〈표 3.2.8〉 다양한 N₂O5의 비균질 반응계수(이미지참조) 142

〈표 3.2.9〉 γN205 매수변수 적용방법에 따른 모델로부터 산출된 NO₂ 층적분 농도 비교(이미지참조) 144

〈표 3.2.10〉 OH 재순환을 적용하거나 적용하지 않은 방법에 따른 모델로부터 산출된 NO₂ 층... 148

〈표 3.2.11〉 인벤토리별 중국 동부지역 (18-50°N, 102-132°E) NOx 배출량(이미지참조) 149

〈표 3.2.12〉 정지궤도 위성들의 에어로솔 광학 특성 산출 정보 152

〈표 3.2.13〉 CMAQ 모델 시뮬레이션에 사용된 배출 인벤토리 154

〈표 3.2.14〉 5개의 AERONET 관측 사이트에서의 장거리 (LRT) 및 비 장거리(non-LRT) 이벤... 165

〈표 3.2.15〉 5개의 AERONET 관측 사이트에서의 장거리 (LRT) 및 비 장거리(non-LRT) 이벤트... 166

〈표 3.2.16〉 AERONET, GOCI, CMAQ, 자료동화된 AOD의 통계분석 (분석 기간: 2011년 4월... 167

〈표 3.2.17〉 CMAQ 모델링에 적용된 배출 인벤토리 176

〈표 3.2.18〉 CMAQ과 EANET/CAWNET의 질산염, 황산염, 암모늄염에 대한 통계분석 185

〈표 3.2.19〉 질산암모늄염과 황산암모늄염이 PM10과 PM2.5에 대한 비율(이미지참조) 186

〈표 3.2.20〉 AERONET 관측지점과 그림 3.2.41에 제시한 해당 범위에서 AOD와 기후강제력에... 194

〈표 3.2.21〉 CMAQ 및 WRF 모델에 적용된 물리·화학적 옵션 196

〈표 3.2.22〉 항공관측 수행한 일자 및 관측경로 방향 정보 234

〈표 3.2.23〉 국내 GEMS센서와 미국 TEMPO센서의 비교 238

〈표 3.2.24〉 파장분해능에 따른 SO₂ 산출물에 대한 결과 비교 241

〈표 3.2.25〉 도심지역 지상 SO₂ 관측값 자료와 GEMS SO₂의 관측값 자료 251

〈표 3.2.26〉 OMI lvl1b 자료를 이용하여 SO₂ 산출을 위한 도아스 셋팅 258

〈표 3.2.27〉 GEMS 알고리즘을 통한 인위적인 배출 SO₂ 분석일자 정리 265

〈표 3.2.28〉 GEMS 알고리즘을 통한 화산지역의 SO₂ 분석일자 정리 271

〈표 3.2.29〉 GEMS 알고리즘을 통한 2014년 SO₂ 분석일자 정리 273

〈표 3.2.30〉 GEMS 이산화황(SO₂) 알고리즘의 입력 및 출력값 형태 290

〈표 3.2.31〉 GEMS NO₂ 알고리즘의 입력 및 출력값 형태 292

〈그림 2.1.1〉 동아시아 지역 (a) CMAQ과 (b) GOME으로부터 산출된 2001년 가을 대... 50

〈그림 2.1.2〉 동아시아 지역 (a) CMAQ과 (b) OMI로부터 산출된 2006년 봄 대류권 NO₂ column... 51

〈그림 2.1.3〉 2005년 4월 20일 (a) MODIS-OMI 알고리즘 (b) 4 채널 알고리즘을 통한 에어로솔... 52

〈그림 2.1.4〉 2005년 4월 28일 (a) MODIS-OMI 알고리즘 (b) 4 채널 알고리즘을 통한 에어로... 52

〈그림 2.1.5〉 2006년 SCIAMACHY로부터 산출된 동아시아 이산화황(SO₂) 층적분 농도 54

〈그림 2.1.6〉 2006년 SCIAMACHY로부터 산출된 동아시아 이산화질소(NO₂) 층적분 농도 (A:... 54

〈그림 2.2.1〉 2008년 1, 4, 7, 10월에 대한 FINN v1의 월간 CO 배출량의 공간 분포 (29) 55

〈그림 2.2.2〉 유럽항공우주국의 SCIAMACHY로 관측된 NO₂ 수직층적분 농도 59

〈그림 2.2.3〉 미국 북서부 지역 (a) DOMINO 산출물과 (b) STANDNRD 산출물의 NO₂ 층적분.... 60

〈그림 2.2.4〉 준실시간방식과 표준방식으로 산출한 OMI 이산화질소농도 SCtot: 총...(이미지참조) 62

〈그림 2.2.5〉 준 실시간방식 (NRT)과 표준방식 (STD)으로 산출한 OMI센서의 이... 63

〈그림 2.2.6〉 오존(O₃)과 이산화황(SO₂)의 흡수단면적(Cross section) 64

〈그림 2.2.7〉 태양빛이 대기 또는 지표면에 산란 흡수된 후 위성으로 관측되는 경로 65

〈그림 2.2.8〉 대기 중 구름이 존재했을 때, 위성이 광원을 관측하는 모습 65

〈그림 2.2.9〉 360nm 파장대에서의 박스모델의 대기질량인자(Box-AMFs) (58) 68

〈그림 3.1.1〉 CMAQ 모델링의 구성도 70

〈그림 3.1.2〉 MODIS 센서로부터 AOD 산출하는 알고리즘의 비교: NASA Collection 5와 New... 73

〈그림 3.1.3〉 일반적인 알고리즘을 바탕으로 한 DOAS 산출 순서도 76

〈그림 3.1.4〉 가중함수 또는 고도에 따른 대기질량인자 (air mass factor) (맑은 날, 낮은 알베도... 77

〈그림 3.1.5〉 GEMS의 이산화질소, 이산화황 산출알고리즘 검증을 위한 통합 모니터링 계획 80

〈그림 3.1.6〉 SO₂ 알고리즘 모듈 구조 81

〈그림 3.1.7〉 SO₂ 알고리즘 흐름도 82

〈그림 3.1.8〉 SO₂의 인위적 배출원에 대한 OMI센서 측정 및 GEMS 알고리즘 분석결과와의... 83

〈그림 3.1.9〉 SO₂의 화산지역 배출원에 대한 OMI센서 측정결과 GEMS 알고리즘 분석결과와의... 84

〈그림 3.1.10〉 NO₂ 알고리즘 흐름도 85

〈그림 3.1.11〉 가) GEMS 알고리즘 및 나) OMI 알고리즘으로부터 산출된 NO₂ 경사층적분... 86

〈그림 3.1.12〉 GEMS 알고리즘 산출 NO₂ 층적분 및 OMI L2 NO₂ 층적분 농도간 산포도 (a)... 87

〈그림 3.2.1〉 본 연구에 적용된 도메인 및 분석을 위한 지역... 94

〈그림 3.2.2〉 본 모델링에 적용된 INTEX-B 인벤토리의 주요 오염물질별 연간 배출량 95

〈그림 3.2.3〉 본 연구에 적용된 GEIA, MEGAN, MOHYCAN의 동아시아 지역 월간 이소피렌... 98

〈그림 3.2.4〉 CH₄, AVOCs, BVOCs의 산화과정에 따른 각 배출원별 전체... 100

〈그림 3.2.5〉 CMAQ (a, b, c, e, f, g)과 SCIAMACHY (d, h)로부터 산출된 2006년 7월 (a, b,... 102

〈그림 3.2.6〉 세 인벤토리를 이용한 ΩCMAQ과 ΩSCIA의 차이 (ΩCMAQ-ΩSCIA)(이미지참조) 105

〈그림 3.2.7〉 GEIA (1행), MEGAN (2행), MOHYCAN (3행) 인벤토리를 이용한 CMAQ 모델링... 108

〈그림 3.2.8〉 GEIA (1열), MEGAN (2열), MOHYCAN (3열) 인벤토리를 이용한 CMAQ 모델링... 110

〈그림 3.2.9〉 GEIA (1행), MEGAN (2행), MOHYCAN (3행) 인벤토리를 이용한 CMAQ 모델링... 112

〈그림 3.2.10〉 도식화한 HOx/RO₂-NOx-BVOCs-aerosol 광화학반응(이미지참조) 113

〈그림 3.2.11〉 중국 중동부 (CEC), 중국 남부 (SC), 남한 (SK), 일본 (JPN) 지역에 대한... 114

〈그림 3.2.12〉 여름철 산림지역에서 수행된 여러 캠페인으로부터 관측 및 모델 모의된... 116

〈그림 3.2.13〉 GEIA (1행), MEGAN (2행), MOHYCAN (3행) 인벤토리를 이용한 CMAQ 모델... 118

〈그림 3.2.14〉 CMAQ 모델링에 적용된 NOx 배출량의 월간 및 공간적 분포 120

〈그림 3.2.15〉 (a) 중국, 한국, 일본 지역에서 NOx의 월변화, (b) 인벤토리 및 기타 제안된...(이미지참조) 121

〈그림 3.2.16〉 본 연구에 적용된 수평 도메인, 분석대상 지역 및 주요도시 122

〈그림 3.2.17〉 지역별 및 계절별 평균 AKs 수직분포 126

〈그림 3.2.18〉 CMAQ 모델링과 OMI 위성으로부터 관측된 NO₂ 층적분 비교를 위한 AKs... 127

〈그림 3.2.19〉 CMAQ과 OMI로부터 산출된 동아시아 지역 NO₂ 층적분 농도 (a: AKs를 적... 129

〈그림 3.2.20〉 CMAQ과 OMI로부터 산출된 동아시아 지역 NO₂ 층적분 농도 간 차이 (a: AKs... 130

〈그림 3.2.21〉 ΩOMI와 ΩCMAQAK의 지역별 산포도 (scatter plot) 비교 (R: 상관계수, S: 경사도)(이미지참조) 131

〈그림 3.2.22〉 INTEX-B의 NOx 월변화 요소를 적용한 CMAQ 결과와 OMI로부터 산출된 동...(이미지참조) 134

〈그림 3.2.23〉 INTEX-B의 NOx 월변화 요소를 적용한 CMAQ 결과와 OMI로부터 산출된 동아...(이미지참조) 135

〈그림 3.2.24〉 INTEX-B의 NOx 월변화 요소를 적용한 CMAQ 결과로부터 ΩCMAQAK과 ΩOMI...(이미지참조) 138

〈그림 3.2.25〉 INTEX-B의 NOx 월변화 요소를 적용한 CMAQ 결과로부터 ΩCMAQAK과 ΩOMI...(이미지참조) 140

〈그림 3.2.26〉 에어로솔 내 질산염 (NO₃-) 생성과정(이미지참조) 141

〈그림 3.2.27〉 YN205의 매개변수 방법에 따른 NO₂ 층적분 값 (a, b, c, d)과 OMI NO₂ 층적...(이미지참조) 145

〈그림 3.2.28〉 OH 라디칼의 재순환을 고려한 경우 (a)와 고려하지 않은 경우 (b) 의 2006년... 147

〈그림 3.2.29〉 한국, 중국과 일본에서 공동으로 시행되고 있는 LTP 프로젝트 150

〈그림 3.2.30〉 정지궤도 (GEO)와 극궤도 (LEO) 위성 관측 방식 151

〈그림 3.2.31〉 CMAQ 모델 (파란색 테두리)과 COMS/GOCI 센서 (빨간색 테두리)의 도메인... 155

〈그림 3.2.32〉 동북아시아의 (a) Terra 및 Aqua/MODIS AOD, (b) GOCI... 157

〈그림 3.2.33〉 (a) CMAQ AOD (CHIN02 기존 알고리즘을 이용하여 계산), (b) GOCI AOD,... 160

〈그림 3.2.34〉 백령도, 연세대학교 (서울), 광주과학기술원 (광주)에서의 NOAA HYSPLIT 모델... 161

〈그림 3.2.35〉 2011년 4월 12일 비장거리이동 이벤트 (non-LRT event). (주요 AOD 플룸이 한... 163

〈그림 3.2.36〉 그림 3.2.33과 동일. 단, 본 그림은 PARK11)의 산출 알고리즘을 사용하여 계산된... 164

〈그림 3.2.37〉 5곳의 AERONET 관측 사이트 (백령도, 연세대학교 (서울),... 168

〈그림 3.2.38〉 PM10 관측자료 (까만색 점) vs. PM10 예측자료 (회색 막대). 일평균...(이미지참조) 170

〈그림 3.2.39〉 일평균 및 지역 평균된 AOD의 시계열. (a) CHIN02 방법 적용, (b) PARK11 알고리... 171

〈그림 3.2.40〉 본 연구의 순서도 174

〈그림 3.2.41〉 본 모델링 도메인 내의 EANET/CAWNET 및 NASA AERONET의 관측 175

〈그림 3.2.42〉 자료동화 수행 절차 178

〈그림 3.2.43〉 NASA의 동아시아 지역 AERONET의 관측지점 및 데이터 포탈 179

〈그림 3.2.44〉 동아시아 지역 10개 AERONET 관측지점 연평균 비대칭 요소 값(g) 및 10... 180

〈그림 3.2.45〉 CMAQ 모델링과 EANET/CAWNET 관측된 질산염 (㎍/m³) 비교 182

〈그림 3.2.46〉 CMAQ 모델링과 EANET/CAWNET 관측된 황산염 (㎍/m³) 비교 182

〈그림 3.2.47〉 CMAQ 모델링과 EANET/CAWNET 관측된 암모늄염 (㎍/m³) 비교 183

〈그림 3.2.48〉 지표에서의 계절별 평균 바람 패턴 (NCEP/NCAR Reanalysis 1 data) 184

〈그림 3.2.49〉 a) 봄, b) 여름, c) 가을, d) 겨울에 대하여 CMAQ과 EANET/CAWNET의 질... 184

〈그림 3.2.50〉 질산암모늄염과 황산암모늄염이 PM10과 PM25에 대한 월간 질량 비율(이미지참조) 187

〈그림 3.2.51〉 AERONET에서 관측된 AODs (회색막대)와 자료동화 AODs (푸른색: 질산... 188

〈그림 3.2.52〉 MODIS AOD (회색막대)와 자료동화된 월평균 AODs (푸른색: 질... 189

〈그림 3.2.53〉 AERONET에서 관측된 에어로솔에 의한 기후강제력 (회색막대)과... 191

〈그림 3.2.54〉 청정대기조건 대기상단에서 SBDART로 예측된 4계절 에어로솔에 의한... 192

〈그림 3.2.55〉 탁한 대기조건의 대기상단에서 SBDART로 예측된 4계절 에어로솔에 의... 193

〈그림 3.2.56〉 하향식 NOx 배출량 산출을 위한 연구 도메인(이미지참조) 197

〈그림 3.2.57〉 하향식 NOx 배출량 산출을 위한 순서도(이미지참조) 200

〈그림 3.2.58〉 외부격자로부터 유입되는 NOx (a) 및 외부 유출되는 NOx (b) 산출 개념도(이미지참조) 202

〈그림 3.2.59〉 1월 중순(a) 하순 (C) 및 7월 중순 (b) 하순 (d)의 ΔF의 공간적 변화 분포 203

〈그림 3.2.60〉 이분법 개념도 204

〈그림 3.2.61〉 재생산된 NOx와 상향식 NOx 배출량의 산포도 및 통계분석결과(이미지참조) 205

〈그림 3.2.62〉 식 3.2.51과 식 3.2.52에 제시된 f₁(τ)과 f₂(τ) 함수 206

〈그림 3.2.63〉 가상의 위성 NOx 층적분 농도를 입력자료로 활용하여...(이미지참조) 207

〈그림 3.2.64〉 τ≥3과 τ≥5을 고려한 하향식 및 상향식 NOx 배출량...(이미지참조) 207

〈그림 3.2.65〉 하향식 NOx 배출량 및 하향식과 상향식 NOx 배출량 차이 (τ≥5hr)(이미지참조) 208

〈그림 3.2.66〉 하향식 NOx 배출량, 하향식과 상향식 NOx의 배출량 차이 및 두 배출량 간의 산...(이미지참조) 210

〈그림 3.2.67〉 상향식 (첫째 열), 하향식 NOx (둘째 열) 및 그 차이 (셋째 열) 210

〈그림 3.2.68〉 상향식 (첫째 열)과 4번째 반복과정을 통해 생성된 하향식 NOx (둘째 열) 및 그... 211

〈그림 3.2.69〉 재 반복과정에 따른 ΩCMAQ과 ΩOMI 차이 (붉은색: 전체도메인; 푸른색: 중국...(이미지참조) 212

〈그림 3.2.70〉 상향식 NOx 배출량을 고려한 CMAQ 모델링 (첫째 열)과 마지막 단계에서 산출... 212

〈그림 3.2.71〉 지상의 DOAS 관측값과 복사전달모델을 이용한 AMF 및 미량기체의... 214

〈그림 3.2.72〉 2010년 10월 1일부터 8일간의 관측하여 분석한 NO₂ 경사층적분농도의 변화 215

〈그림 3.2.73〉 2010년 10월 4일부터 8일까지 지상의... 216

〈그림 3.2.74〉 GEMS의 SO₂ 피팅 후 신호대잡음비 (SNR) 산출을 위한 시뮬레이션 결과 217

〈그림 3.2.75〉 항공관측 수행에 이용된 한서대학교 Cessna 항공기 218

〈그림 3.2.76〉 항공관측 수행된 비행경로 (빨간색:... 218

〈그림 3.2.77〉 2012년 4월 26일 항공 관측한 NO₂ 층적분농도 219

〈그림 3.2.78〉 2012년 4월 26일 항공 관측한... 219

〈그림 3.2.79〉 2012년 4월 27일 항공 관측한 NO₂ 층적분농도 220

〈그림 3.2.80〉 2012년 4월 26일 항공 관측한 NO₂ 층적분농도... 220

〈그림 3.2.81〉 I0 수정된 단면적을 사용하지 않고서 O₃, NO₂, O₄, 링 (Ring), 레일리 (Rayleigh)...(이미지참조) 221

〈그림 3.2.82〉 I0 수정된 단면적을 사용하지 않고서 O₃, NO₂, O₄, 링 (ring), 레일리 (Rayleigh)...(이미지참조) 222

〈그림 3.2.83〉 5개 그룹에서 관측값(실선)과 벨기에 우주대기물리연구소 (BIRA-ISAB)의 피팅... 224

〈그림 3.2.84〉 이산화질소 알고리즘을 바탕으로 한 보아스(BOAS) 방식의 순서도 225

〈그림 3.2.85〉 이산화황 알고리즘을 바탕으로 한 보아스(BOAS) 방식의 순서도 226

〈그림 3.2.86〉 이산화황과 이산화질소 알고리즘 모듈의 순서형태 227

〈그림 3.2.87〉 SO₂ 알고리즘 프로세스 흐름도 228

〈그림 3.2.88〉 SO₂ 산출 알고리즘 (SUB1: 운영 컨트롤 파일(process control file)) 229

〈그림 3.2.89〉 SO₂ 산출 알고리즘 (SUB2: 참고스펙트럼(reference spectra)) 230

〈그림 3.2.90〉 SO₂ 산출 알고리즘 (SUB3: 슬릿함수(slit function)) 231

〈그림 3.2.91〉 SO₂ 산출 알고리즘 (SUB4: 피팅순서(fitting process)) 232

〈그림 3.2.92〉 항공관측한 값과 위성값과의 비교 분석 순서도 233

〈그림 3.2.93〉 항공관측 수행하는 장비 설치 예상도와 관측 원리모습 233

〈그림 3.2.94〉 항공관측 수행한 세스나(Cessna) 항공기(왼쪽)와 탑재된 이미징 도아스... 234

〈그림 3.2.95〉 2011년 12월 5일자 항공관측 수행한 관측 경로상의 위치사진 모습(별모양: 비행... 235

〈그림 3.2.96〉 2011년 2월 5일자 항공관측 고도 235

〈그림 3.2.97〉 2011년 12월 5일자 항공관측한 NO₂ 경사층적분농도(위)와 위성값과의... 236

〈그림 3.2.98〉 2012년 4월 26일자 항공관측한 NO₂ 경사층적분농도(위)와 위성값과의 비교(아래) 236

〈그림 3.2.99〉 2012년 4월 27일자 항공관측한 NO₂ 경사층적분농도(위)와 위성값과의... 237

〈그림 3.2.100〉 위성천정각 (VZA)에 따른 이산화황 (SO₂) 수직층적분 농도값 (검은선: 3 샘플... 238

〈그림 3.2.101〉 위성천정각 (VZA)에 따른 이산화황 (SO₂) 수직층적분 농도값의 오차비율(검은... 238

〈그림 3.2.102〉 위성천정각 (VZA)에 따른 이산화황 (SO₂) 수직층적분농도의 불확실도값 (검은... 239

〈그림 3.2.103〉 위성천정각 (VZA)에 따른 3 샘플링과 2.8 샘플링과의 대기질량인자 (AMF)값... 239

〈그림 3.2.104〉 SO₂ 민감도 테스트 순서도 240

〈그림 3.2.105〉 SO₂ 민감도 테스트에 적용된 기체의 흡수 단면적 모습 240

〈그림 3.2.106〉 파장분해능에 따른 SO₂ 경사층적분농도의 오차비율 241

〈그림 3.2.107〉 SO₂ 알고리즘의 통합 프로그램 디렉토리 구조 242

〈그림 3.2.108〉 SO₂ 알고리즘의 makeapp의 컴파일 실행 전 clean하기 위한 화면 242

〈그림 3.2.109〉 SO₂ 알고리즘의 컴파일 설치 화면 243

〈그림 3.2.110〉 SO₂ 알고리즘의 makeapp 실행된 화면 243

〈그림 3.2.111〉 GEMS 입력자료로 L1B 읽기 (read) 모듈 244

〈그림 3.2.112〉 복사전달모델 (VLIDORT)를 이용한 AMF 계산 구조도 245

〈그림 3.2.113〉 대기를 통해 광경로의 도식 246

〈그림 3.2.114〉 구름으로 인해 위성에 영향을 미치는 영향으로 좌측은 SO₂ 플룸 위에 구름이... 246

〈그림 3.2.115〉 총 오존층적분 367 돕슨(DU)의 7km 높이의 60 돕슨(DU) SO₂에 대한 이산화황... 247

〈그림 3.2.116〉 다양한 SO₂ 플룸에 따른 SO₂ 대기질량인자 (AMF)의 의존성 (234) 248

〈그림 3.2.117〉 지표면 반사도에 따른 OMI SO₂ 대기질량인자 (AMF) 민감도(235) 248

〈그림 3.2.118〉 OMI level 1b 자료를 이용한 2007년 7월 8일의 SO₂의 총 경사층적분농도 249

〈그림 3.2.119〉 GEMS를 위한 SO₂ 알고리즘을 통한 결과 값과 NASA OMI SO₂의 수직층적분... 249

〈그림 3.2.120〉 NASA OMI SO₂값과 GEMS의 SO₂ 알고리즘의 상관관계 비교(2007년 7월... 250

〈그림 3.2.121〉 도심지역 지상 SO₂ 관측값 자료와 GEMS SO₂의 관측값 자료와의 상관관계 250

〈그림 3.2.122〉 2000-2005년 기간 항공관측을 통한 여름기간의 SO₂ 수직 프로파일 (236) 252

〈그림 3.2.123〉 OMI위성의 SO₂ 지역 대기질량인자 (검은 점선)과 정규화된 SO₂ 수직 프로파일... 252

〈그림 3.2.124〉 이미징 도아스 (Imaging DOAS)로 관측한 태안 화력발전소 관측지점 모습... 253

〈그림 3.2.125〉 이미징 도아스 (Imaging DOAS)로 관측하는 원리 253

〈그림 3.2.126〉 2007년 10월 17일자 동아시아지역의... 254

〈그림 3.2.127〉 2007년 10월 17일자 태안화력발전소의 SO₂ 농도 (237) 254

〈그림 3.2.128〉 태안 화력발전소 굴뚝에서 배출된 SO₂ 경사층적분 농도 수직 프로파일 255

〈그림 3.2.129〉 SO₂ 알고리즘 서버내 통합 프로그램 디렉토리 구조 256

〈그림 3.2.130〉 GEMS의 SO₂ 알고리즘 256

〈그림 3.2.131〉 OMI lvl1B자료 내 자외선 (UV) 영역의 정보 형태의 예 (좌: OMI 1BRUG자료... 257

〈그림 3.2.132〉 큐도아스(QDOAS)를 포함한 전반적인 스펙트럼 분석 프로그램구조 (246) 259

〈그림 3.2.133〉 SO₂ 알고리즘의 기본 순서도 260

〈그림 3.2.134〉 2006년 4월 19일자 큐도아스(QDOAS)를 이용한 이산화황(SO₂) 분석화면 263

〈그림 3.2.135〉 GEMS SO₂ 알고리즘 결과 (좌), BIRA-ISAB 연구팀의 분석 결과(2006년 4월 19... 264

〈그림 3.2.136〉 큐도아스 (QDOAS)를 이용하여 분석한 전지구적 SO₂ 경사층적분농도 결과... 264

〈그림 3.2.137〉 큐도아스(QDOAS)를 이용하여 분석한 전지구적 SO₂ 경사층적분농도 결과... 265

〈그림 3.2.138〉 GIST GEMS SO₂ 분석과 NASA OMI 분석비교... 266

〈그림 3.2.139〉 GIST GEMS SO₂ 분석과 NASA OMI 분석비교 (2007년 7월 8일) 266

〈그림 3.2.140〉 GIST GEMS SO₂ 분석과 NASA OMI 분석비교 (2011년 6월 14일, 16일) 267

〈그림 3.2.141〉 GIST GEMS SO₂ 분석과 NASA OMI 분석비교 (2011년 6월 17일, 19일) 267

〈그림 3.2.142〉 GIST GEMS SO₂ 분석과 NASA OMI 분석비교 (2013년 3월 3일 15일) 268

〈그림 3.2.143〉 GIST GEMS SO₂ 분석과 NASA OMI 분석비교 (2013년 3월 26일 28일) 268

〈그림 3.2.144〉 GIST GEMS SO₂ 분석과 NASA OMI 분석비교 (2013년 3월 29일 31일) 269

〈그림 3.2.145〉 GIST GEMS SO₂ 분석과 NASA OMI 분석비교 (2013년 10월 18일 20일) 269

〈그림 3.2.146〉 GIST GEMS SO₂ 분석과 NASA OMI 분석비교 (2013년 10월 21일, 22일) 270

〈그림 3.2.147〉 GIST GEMS SO₂ 분석과 NASA OMI 분석비교 (2013년 10월 23, 24일) 270

〈그림 3.2.148〉 2011년 5월 22일, 23일자 아이슬란드의 Grimsvon 화산지역의 SO₂ 분석 결과 271

〈그림 3.2.149〉 2011년 6월 13일, 14일자 이디오피아의 Eritrea 화산지역의 SO₂ 분석 결과 272

〈그림 3.2.150〉 2011년 6월 16일, 17일자 이디오피아의 Eritrea 화산지역의 SO₂ 분석 결과 272

〈그림 3.2.151〉 2013년 1월 1일, 3일자 일본의 Sakurajima 화산지역의 SO₂ 분석 결과 273

〈그림 3.2.152〉 2014년 1월 중 7일, 20일, 21일, 23일자의 동북아지역의 SO₂ 분석결과 (그림순... 274

〈그림 3.2.153〉 2014년 4월 중 1일, 2일, 7일, 8일, 11일, 13일, 17일일자의 동북아지역의 SO₂ 분... 275

〈그림 3.2.154〉 2014년 7월 중 2일, 4일, 6일, 13일자의 동북아지역의 SO₂ 분석결과 (그림순서:... 276

〈그림 3.2.155〉 2014년 10월 중 1일, 18일, 28일, 30일자의 동북아지역의 SO₂ 분석결과 (그림순... 276

〈그림 3.2.156〉 복사전달모델 (VLIDORT)를 이용한 대기질량인지 (AMF) 계산 구조도 277

〈그림 3.2.157〉 2014년 4월 1일자 동북아지역의 GEMS OMI SO₂와 NASA OMI SO₂와의 상관... 277

〈그림 3.2.158〉 2011년 6월 13일자 Eritrea 화산지역 GEMS SO₂와 NASA OMI SO₂와의... 278

〈그림 3.2.159〉 2007년 10월 16일 태안 화력발전소 자료 스펙트럼의 예 278

〈그림 3.2.160〉 2007년 10월 16일 태안화력발전소 자료분석 (20번째)에 적용한 흡수단면적... 279

〈그림 3.2.161〉 분석화면의 예 (2007년 10월 16일 태안화력발전소) 280

〈그림 3.2.162〉 분석 피팅범위에 따른 흡수단면적의 모습 (상: 312-326nm피팅범위, 하:... 280

〈그림 3.2.163〉 UV1 (312-326nm) 피팅한 분석결과 (상)와 UV2 (303.5-316nm) 피팅 분석결과... 281

〈그림 3.2.164〉 경기지역의 평택 화력 발전소 위치와 지상관측 측정망과 MAX-DOAS 설치 위... 282

〈그림 3.2.165〉 평택 발전소위치와 막스도아스 (MAX-DOAS) 283

〈그림 3.2.166〉 7개의 기기고도각으로 측정하는 막스 도아스(MAX-DOAS) 측정모습 283

〈그림 3.2.167〉 평택측정소에서의 NO₂와 SO₂ 농도 284

〈그림 3.2.168〉 두 지역의 다른 측정소에서의 SO₂의 농도와 MAX-DOAS로 산출된 SO₂ 차등경... 285

〈그림 3.2.169〉 두 지역의 다른 측정소에서의 NO₂의 농도와 MAX-DOAS로 산출된 NO₂ 경사... 285

〈그림 3.2.170〉 지표면의 SO₂의 농도와 MAX-DOAS로 측정한 평택발전소의 SO₂의 농도 비교 286

〈그림 3.2.171〉 NASA의 SO₂ 산출 결과와 GEMS의 SO₂의 산출관계 286

〈그림 3.2.172〉 NASA의 SO₂와 GEMS의 SO₂ 층적분농도 287

〈그림 3.2.173〉 NASA의 SO₂ 산출 결과와 GEMS의 SO₂의 산출관계 287

〈그림 3.2.174〉 GEMS 위성을 위한 SO₂ 산출 분석알고리즘 순서도 288

〈그림 3.2.175〉 큐도아스 (QDOAS) 분석 프로그램을 이용한 경사층적분농도 (SCD) 분석 288

〈그림 3.2.176〉 복사전달모델 (VLIDORT)를 이용한 AMF 분석 순서도 289

〈그림 3.2.177〉 큐도아스 (QDOAS)를 이용한 경사층적분농도 분석과 복사전달모델 (VLIDORT)... 289

〈그림 3.2.178〉 GEMS NO₂ 알고리즘의 순서도 291

〈그림 3.2.179〉 DOAS 방법의 개요 293

〈그림 3.2.180〉 NO₂ 대기질량 인자 계산의 순서도 295

〈그림 3.2.181〉 STS 방법의 순서도 296

〈그림 3.2.182〉 2005년 3월 21일 OMI NO₂ STS 방법의 순서. (a). NO₂ 경사층적분농도. (b)... 297

〈그림 3.2.183〉 내삽을 수행한 2011년 3월 OMI NO₂ 수직층적분농도 299

〈그림 3.2.184〉 GEMS 스펙에 맞게 생성한 모의 복사 휘도 자료의 한 예 299

〈그림 3.2.185〉 한국과 일본에서 모의 복사휘도로부터 산출한 NO₂ 경사층적분농도 300

〈그림 3.2.186〉 총 대기질량인자 (Total AMF) 300

〈그림 3.2.187〉 대류권 대기질량인자 (Troposphere AMF) 301

〈그림 3.2.188〉 성층권 대기질량인자 (Stratosphere AMF) 301

〈그림 3.2.189〉 (가) 내삽을 수행 한 OMI NO₂ 수직층적분농도 (참 값)와 (나)GEMS NO₂ 알... 302

〈그림 3.2.190〉 OMI NO₂ 수직층적분농도 (참 값)와 GEMS NO₂ 알고리즘으로부터 산출한... 302

〈그림 3.2.191〉 OMI L2 NO₂ 수직층적분농도와 OMI LV1B 복사휘도 자료를 사용하여,... 303

〈그림 3.2.192〉 가) GeoTASO LV1B 복사휘도로부터 GEMS NO₂ 알고리즘을 이용하여 산출한... 304

〈그림 3.2.193〉 ε의 변화에 따른 masked 지역의 변화 305

〈그림 3.2.194〉 가) 화학 수송모델로 자료로부터 획득한 참 대류권 NO₂ 농도, 나) STS 방법을... 305

〈그림 3.2.195〉 단일입자반사도의 변화에 따른 NO₂ 층적분농도의 불확실성 306

〈그림 3.2.196〉 AOD 변화에 따른 NO₂ 수직층적분농도의 불확실성 307

〈그림 3.2.197〉 에어로솔 고도의 변화에 따른 NO₂ 층적분농도의 불확실성 308

〈그림 3.2.198〉 (a) AOD 0.1과 0.9에서 SZA, VZA의 변화에 따른 NO₂ AMF의 변화 (지표면... 309

〈그림 3.2.199〉 AOD와 지표면 반사도의 변화에 따른 AMF의 변화 (SZA ＝ 60°; VZA ＝ 47°;... 309

〈그림 3.2.200〉 a) AOD, APH, HW의 변화에 따른 AMF의 변화, b) AOD, APH의 변화에 따... 310