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기상항공기 개요
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· 기종: Beechcraft King Air 350 · 형식: 쌍발 터보플롭(Twin Turboprop) · 최대임무 비행가능 고도: 32,000 ft (~10 km) · 최대임무 비행가능 시간: 6시간 · 최대임무 비행가능 속도: 70~120 m/s · 탑승자: 총 5명(조종사 2명, 장비운영자 2명, 연구자 1명) · 대기관측을 위한 공기 흡입구: 비행기 동체 첫 창에 설치 |
온실가스 관측 장비 개요
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· 관측장비: 공동감쇠분광기 Cavity Ring Down Spectroscopy, (CRDS) G2401m 분석기 · 측정요소: CO2, CH4, H2O · 관측 방법: 그림의 모식도와 같이 외부공기를 위한 ½̎ 흡입구는 항공기 앞단에 설치되어 있다. 공기시료는 물방울/먼지 제거 필터와 Nafion 제습제를 통과하여 수분이 제거된 후 ⅛̎ 스테인레스 라인을 거쳐 장비에 주입되어 농도를 관측한다. |
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항공관측 임무 개요
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◈ 임무명: 연직 CO2와 CH4에 대한 항공·모델·위성의 종합비교분석 - 고도: 0.5 ~ 9 km - 지역: 안면도 기후변화감시소 근처 ◈ 목적: - 연직 CO2와 CH4의 항공·위성·모델의 종합비교 - 한반도 배경대기 온실가스 연직분포 장기 관측 자료 생산 |
◈ 임무 2: 한반도 CO2, CH4분포의 특성 분석 - 고도: ~ 1.5 km - 지역: 서울, 경기, 충청, 전라 ◈ 목적: - 지역별, 계절별 온실가스 공간분포 특성 분석 - 인위적 온실가스 배출특성 분석 |
관측 정확도 분석
| Uncertainties | CO2 (ppm) | CH4 (ppb) | CO (ppb) |
|---|---|---|---|
| 장비의 정밀도 (1-σ) | 0.02 | 0.1 | 2.2 |
| ￡ 압력 민감도 재현성 실험 (1-σ) | 0.03 | 0.5 | 3.0 |
| 수분보정 불확도 | 0.05 | 0.01 | 2.0 |
| $기상항공기 온실가스 장비의 전체 불확도(1-σ) | 0.06 | 0.5 | 4.2 |
| §NOAA 표준가스의 확장 불확도 | 0.19 | 3.4 | 0.9 |
￡: 항공관측의 대기압 변동에 따른 모의 재현성 실험
$: 장비의 정밀도 실험, 재현성 실험, 수분보정 실험을 모두 포함하여 계산한 장비의 전체 불확도
§: NOAA표준가스의 확장 정확도: 표준가스 제조과정에서의 모든 불확도 포함 (예: 1차 표준가스 생산과정, 실린더 안정성 불확도 등)
※ 항공관측 자료 활용시 본 연구에서 보고하는 내부 불확도(장비 자체의 정확도)와 외부 불확도(NOAA 표준가스 정확도)를 함께 고려하여야 함.
$: 장비의 정밀도 실험, 재현성 실험, 수분보정 실험을 모두 포함하여 계산한 장비의 전체 불확도
§: NOAA표준가스의 확장 정확도: 표준가스 제조과정에서의 모든 불확도 포함 (예: 1차 표준가스 생산과정, 실린더 안정성 불확도 등)
※ 항공관측 자료 활용시 본 연구에서 보고하는 내부 불확도(장비 자체의 정확도)와 외부 불확도(NOAA 표준가스 정확도)를 함께 고려하여야 함.
CO2의 수평농도 분포도 사례
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| 2019.5.15(파랑)와 7.4(빨강) 관측한 CO2농도에서 배경농도를 제거한 값을 관측경로에 따라 칼라바 막대그래프로 표시. CO2의 배경농도는 해당 관측 임무일 2 km이상에서 관측한 CO2 평균농도를 적용하였다. |
CH4의 수평농도 분포도 사례
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| 2019.5.15(파랑)와 7.4일(빨강) 관측한 CH4농도에서 배경농도를 제거한 값을 관측경로에 따라 칼라바 막대그래프로 표기. CH4의 배경농도는 해당 관측 임무일 2 km이상에서 관측한 CH4 평균농도를 적용하였다. |
연직 고농도 사례 분석
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12월 겨울철 관측한 연직분포 사례 분석: - 저고도 (1 km 이내) 고농도 사례: 한반도, 중국 산동반도 화석연료 배출 영향 - 자유대류권(5 km) 고농도 사례: 인도 북부 농업활동 배출 영향 |
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2019년도 월별 연직농도 분포도
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한반도 온실가스의 2019년 월별 연직분포특성은 지역적인 배출량과 대류에 의한 영향인 것으로 추정됨
항공기 온실가스 관측 참고 논문:
이선란 등, 항공기를 이용한 온실가스 CO2와 CH4의 연속관측: 안면도 겨울철 연직분포사례 분석, 대기지, Vol. 29, No. 5 (2019)
항공기 온실가스 관측 참고 논문:
이선란 등, 항공기를 이용한 온실가스 CO2와 CH4의 연속관측: 안면도 겨울철 연직분포사례 분석, 대기지, Vol. 29, No. 5 (2019)
담당: 국립기상과학원 기후연구부 유희정 / 064-780-6632