지상원격측정 MAX-DOAS 시스템과 위성 OMI센서로 서울에서 산출된 이산화질소 층적분농도의 비교연구

Abstract

본 연구에서는 2007년과 2008년 봄 기간 중 동북아 지역의 주요 메가시티 중 하나인 서울에서 Multi-Axis Differential Optical Absorption Spectroscopy(MAX-DOAS) 관측을 처음으로 수행하고, 측정된 스펙트럼의 차등흡수분광 분석을 통하여 이산화질소의 수직층적분농도를 산출 하였다. MAX-DOAS로부터 산출된 값들과 Ozone Monitoring Instrument(OMI) 위성센서로부터 산출된 서울지역의 대류권 이산화질소 산출물과의 비교를 통하여 OMI로부터 산출된 이산화질소 수직층적분농도의 상대적 정확성 규명을 수행하였다. MAX-DOAS로부터 산출된 이산화질소는 <TEX>$1.0{\times}10^{15}molec{\cdot}cm^{-2}$</TEX>에서 <TEX>$6.0{\times}10^{16}molec{\cdot}cm^{-2}$</TEX> 정도 분포로 보였으며, OMI의 대류권 수직층적분농도는 <TEX>$1.0{\times}10^{15}molec{\cdot}cm^{-2}$</TEX>에서 <TEX>$7.0{\times}10^{16}molec{\cdot}cm^{-2}$</TEX> 정도 분포로 보였다. 관측전체기간인 6개월 동안 두 관측결과의 상관관계를 보여주는 상관계수(R)는 0.73으로 비교적 양호한 상관 관계를 보였다. 구름이 없는 기간 동안에는 상관계수가 0.85로 두 관측결과의 높은 상관관계는 확인 할 수 있었다. 두 센서의 산출알고리즘 모두 구름이 있을 경우 대기질량인자의 계산에 있어서 높은 불확실성으로 인해 이산화질소농도의 산출오차가 높은 것으로 판단된다. <TEX>$NO_2$</TEX> vertical column densities were retrieved via ground based Multi-Axis Differential Optical Absorption Spectroscopy (MAX-DOAS) measurements for the first time for 6 months over the spring season in 2007 and 2008 in Seoul, one the megacities in the Northeast Asia. The retrieved <TEX>$NO_2$</TEX> vertical column densities were compared with those obtained from space borneOzone Monitoring Instrument (OMI). Over the entire measurement period, the <TEX>$NO_2$</TEX> vertical column densities measured by MAX-DOAS ranged from <TEX>$1.0{\times}10^{15}molec{\cdot}cm^{-2}$</TEX> to <TEX>$6.0{\times}10^{16}molec{\cdot}cm^{-2}$</TEX> while those obtained by OMI ranged <TEX>$1.0{\times}10^{15}molec{\cdot}cm^{-2}$</TEX> to <TEX>$7.0{\times}10^{16}molec{\cdot}cm^{-2}$</TEX>. The correlation coefficient between <TEX>$NO_2$</TEX> vertical column densities obtained from MAX-DOAS and OMI is 0.73 for the entire measurement period whereas the correlation coefficient of 0.85 is found for the dates under the clear sky condition. The cloudy condition is thought to play a major role in increase in uncertainty of the retrieved OMI <TEX>$NO_2$</TEX> vertical column densities since air mass factor may induce high uncertainty due to the lack of cloud and aerosol vertical distribution information.