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기후변화감시관측장비

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종류

PM10 질량농도, 크기별 수농도(0.5∼20 μm), 미세입자 크기별 수농도(0.01∼1 μm), 응결핵 수농도(0.01∼3 μm), 광산란계수, 광흡수계수, 광학깊이, 연직분포, 이온성분(9종), 원소성분(20종)

관측원리

관측원리 이미지입니다.
에어로졸 샘플링 시스템은 대기 중에서 공기를 흡입하여 관측 장비까지 공급하는 역할을 하는 필수 장치이다. 공기를 흡입하는 과정에서 에어로졸은 다양한 이유로 흡입관로와 충돌로 달라붙거나 깨져 에어로졸 측정값의 정확도를 떨어뜨리는 원인이 된다. 흡입구(Inlet), 흡입관(Stack), 분기구(Splitter), 제습장치(Dehumidification), 온·습도 및 유량 모니터링 시스템, 펌프(Pump), 임팩터(Impactor) 또는 사이클론(Cyclone) 등 다양한 장치로 복잡하게 구성되어 있다. 즉 샘플링 과정 중 질량손실(Mass loss)을 최소화하는 기술과 포집된 공기의 수분을 제거하는 기술 등이 여기서 이루어진다.

(1) 광학깊이(AOD) : Sunphotometer, Precision Filter Radiometer

  • (a)Sunphotometer

    (a)Sunphotometer

  • (b)Precision Filter Radiometer

    (b)Precision Filter Radiometer

에어로졸 광학깊이(Aerosol Optical Depth, AOD)는 태양복사가 대기의 상한에서 지표까지 도달하는 동안 대기 중에 존재하는 여러 성분들에 의해 감쇄되는 효과를 나타내는 척도다. 이는 적분컬럼 에어로졸과 직접적 복사강제력 평가를 위한 가장 중요한 단일 요소이다. AOD는 태양광도계(Sun-Photometer)나 필터복사계(Filter Radiometer) 등의 관측기기를 이용하여 태양으로부터 직달 태양복사의 스펙트럼 투과를 관측한다. 안면도 기후변화감시소에서는 AOD 산출을 위하여 2010년 11월에 GAW-PFR(Precision Filter Radiometer, 스위스 PMOD)로 장비를 설치하여 파장별 일사를 관측하여 AOD를 산출하고, 또한 2011년 12월에 제주고산과 울릉도에 추가 설치하여『GAW-PFR AOD Network』과 2012년 7월부터 자료를 공유하고 있다. GAW-PFR은 4개의 스펙트럼 대역(862, 500, 412, 368 nm)으로 전송되는 직달 일사를 다양한 기상조건에서 1분 간격으로 관측하고, 세계광학깊이연구 및 교정센터(WORCC: World Optical depth Research and Calibration Centre)에서 제공한 알고리즘을 적용하여 대기의 에어로졸 광학깊이를 산출한다.

(2) PM10 질량농도 : 부유분진측정기(β-ray PM10)

  • 부유분진측정기(β-ray PM10)

    부유분진측정기(β-ray PM10)

부유분진측정기(β-ray PM10)는 대기에 부유하는 직경 10 ㎛ 이하 에어로졸의 질량농도를 연속 측정한다. 탄소의 방사성 동위원소인 탄소-14(C14)에서 방출되는 β선을 에어로졸이 포집된 필터에 투과시킬 때 에어로졸이 흡수·산란하여 감쇠된 측정률(count rate)로부터의 에어로졸 질량이다.

(3) 에어로졸 수농도
▶ 공기역학입자계수기(Aerodynamic Particle Sizer; APS)

  • 공기역학입자계수기(TSI 3321)

    공기역학입자계수기(TSI 3321)

공기역학입자계수기(APS)는 0.5 μm부터 20 μm까지 크기의 입자를 다음과 같은 원리로 52개 입자크기별 에어로졸 수농도를 측정한다. 에어로졸을 포함한 공기가 노즐을 통과하면서 가속될 때 작은 입자일수록 빠른 속도로 가속되어 노즐 끝 부분에서의 입자속도가 크므로, 입자가 일정한 간격을 유지하고 있는 2개의 Laser 빔을 통과하면서 산란시키는 2개의 펄스 간격(Time of Flight)을 측정하여 입자의 속도를 구하고 공기역학적 입경으로 변환된다. 1 μm 이상으로 비교적 큰 입자의 크기별 분포를 표현할 때는 에어로졸의 부피농도를 사용한다. 에어로졸 부피농도는 관측으로부터 얻은 에어로졸 수농도를 다음 식에 대입하여 입자 크기별 부피농도를 얻을 수 있다.

여기서 는 에어로졸 입자의 직경, 은 수농도이다.

▶ 응결핵계수기(condensation particle counter, CPC)

  • 응결핵계수기(CPC, TSI 3772)

    응결핵계수기(CPC, TSI 3772)

응결핵계수기는 0.01~3.0 μm 구간의 에어로졸 총수농도(#/㎤)를 관측하기 위한 장비이다. 광학적인 방법으로 측정이 불가능한 작은 크기의 입자를 열역학적 특성을 이용해 광학적으로 측정 가능한 크기로 성장시켜 입자의 수농도를 측정한다.

관측지점 및 자료정보

광학깊이(AOD)

지점 장비명 관측기관 측정주기 자료형태 자료출처 테이블
지점 장비명 관측기간 관측주기 자료형태 자료출처
안면도 정밀필터복사계
(PFR)
2010년~현재 수시 일, 월 기후변화감시소
고산 2012년~현재
울릉도 2012년~현재

PM10 질량농도

지점 장비명 관측기관 측정주기 자료형태 자료출처 테이블
지점 장비명 관측기간 관측주기 자료형태 자료출처
안면도 부유분진측정기
(β-ray PM10)
2003년~현재 1시간 일, 월 기후변화감시소
고산 2011년~현재
울릉도 2015년~현재

에어로졸 수농도

<크기별 수농도(0.5∼20 μm)>

지점 장비명 관측기관 측정주기 자료형태 자료출처 테이블
지점 장비명 관측기간 관측주기 자료형태 자료출처
안면도 공기역학입자계수기
(APS)
2007년~현재 1시간 일, 월 기후변화감시소
고산 2009년~현재
울릉도 2015년~현재

<미세입자 크기별 수농도(0.01∼1 μm)>

지점 장비명 관측기관 측정주기 자료형태 자료출처 테이블
지점 장비명 관측기간 관측주기 자료형태 자료출처
안면도 전자기유도입자계수기 2005년~현재 1시간 일, 월 기후변화감시소

<응결핵 수농도(0.01∼3 μm)>

지점 장비명 관측기관 측정주기 자료형태 자료출처 테이블
지점 장비명 관측기간 관측주기 자료형태 자료출처
고산 응결핵계수기
(CPC)
2010년~현재 1시간 일, 월 기후변화감시소

광산란계수

지점 장비명 관측기관 측정주기 자료형태 자료출처 테이블
지점 장비명 관측기간 관측주기 자료형태 자료출처
안면도 광산란계수측정기 2001년~현재 1시간 일, 월 기후변화감시소

광흡수계수

지점 장비명 관측기관 측정주기 자료형태 자료출처 테이블
지점 장비명 관측기간 관측주기 자료형태 자료출처
안면도 광흡수계수측정기 2001년~현재 1시간 일, 월 기후변화감시소

연직분포

지점 장비명 관측기관 측정주기 자료형태 자료출처 테이블
지점 장비명 관측기간 관측주기 자료형태 자료출처
안면도 에어로졸 라이다 2001년~현재 15분 - 기후변화감시소

이온성분(9종)

지점 장비명 관측기관 측정주기 자료형태 자료출처 테이블
지점 장비명 관측기간 관측주기 자료형태 자료출처
안면도 저용량 미세먼지채취기 2008년~현재 6일 일, 월 기후변화감시소

원소성분(20종)

지점 장비명 관측기관 측정주기 자료형태 자료출처 테이블
지점 장비명 관측기간 관측주기 자료형태 자료출처
안면도 저용량 미세먼지채취기 2017년~현재 6일 일, 월 기후변화감시소
  • 더 필요한 사항은 아래로 문의하여 주시기 바랍니다.

    기후정보포털 관리자(02-2181-0452) 최종수정일 : 2019-09-06
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