Using Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) to Study on the ...
Transcript of Using Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) to Study on the ...
Atmosphere. Korean Meteorological Society
Vol. 20, No. 4 (2010) pp. 519-530
519
๋ฌด์ธํญ๊ณต๊ธฐ๋ฅผ ์ด์ฉํ ๋๊ธฐ๊ฐ์์ฐ๋ฌด์ ๊ธฐํํจ๊ณผ ์ฐ๊ตฌ
๊น์์ฐยท์ค์์ฐฝ*
์์ธ๋ํ๊ต ์ง๊ตฌํ๊ฒฝ๊ณผํ๋ถ
(์ ์์ผ : 2010๋ 10์ 6์ผ, ์์ ์ผ : 2010๋ 10์ 20์ผ, ๊ฒ์ฌํ์ ์ผ : 2010๋ 12์ 7์ผ)
Using Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) to Study on the Climate Impacts
of the Atmospheric Brown Clouds
Sang-Woo Kim
and Soon-Chang Yoon*
School of Earth and Environmental Sciences, Seoul National University, Korea
(Received : 6 October 2010, Revised : 20 October 2010, Accepted : 7 December 2010)
Abstract : In this paper we review current research on Atmospheric Brown Clouds (ABCs) with
lightweight Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) and miniaturized instruments. The UAV
technology for in-situ measurements, including aerosol concentration, aerosol size distribution,
aerosol absorption, cloud drop size distribution, solar radiation fluxes (visible and broadband),
and spectral radiative fluxes, is a leading-edge technology for cost-effective atmospheric
sounding, which can fill the gap between the ground measurement and satellite observation. The
first experimental observation with UAVs in Korea, Cheju ABC Plume Monsoon Experiment
(CAPMEX), conducted during summer 2008 revealed that the Beijing plumes exerted a strong
positive influence on the net warming and fossil-fuel-dominated black-carbon plumes were
approximately 100% more efficient warming agents than biomass-burning-dominated plumes.
Long-term sustainable routine UAV measurements will eventually provide truly three-
dimensional data of ABCs, which is necessary for the better understanding of their climate
impacts and for the improvement of numerical models for air pollution, weather forecast and
climate change.
Key words : Unmanned Aerial Vehicles (UAVs), Atmospheric Brown Clouds (ABCs), Aerosol,
Cloud, Black carbon
1. ์ ๋ก
์ ์ํ๊ฒฝ๊ฐ๋ฐ๊ณํ (UNEP)์ ๋๊ธฐ๊ฐ์์ฐ๋ฌด๋ณด๊ณ ์
(Ramanathan et al., 2008)๋ ์์์ ์ง์ญ์์ ๋ฐ์ํ
๋ ๋๊ธฐ์ค์ผ๋ฌผ์ง๊ณผ ์ด๋ค์ ์ฅ๊ฑฐ๋ฆฌ ์์ก์ผ๋ก ์ธํด ์ง
์ญ ๊ธฐํ๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ๋๊ธฐ์ ๋ฌผ์ํ๊ณผ ๋์ ์์ฐ๋, ๊ทธ
๋ฆฌ๊ณ ์ธ๋ฅ์ ๊ฑด๊ฐ์ด ๋ง๋ํ ์ํฅ์ ๋ฐ๊ณ ์์์ ๋ณด๊ณ
ํ๊ณ ์๋ค. ๋๊ป๊ฐ ์ ํฌ๋ก๋ฏธํฐ์ด๊ณ ์ ๋ฐฑ ํฌ๋ก๋ฏธํฐ
์ ๊ฑธ์ณ ๊ด์ธก์ด ๋๋ ๋๊ธฐ๊ฐ์์ฐ๋ฌด (Atmospheric Brown
Clouds; Appendix A ์ฐธ์กฐ)์ ํ์์ฐ๋ฃ์ ์ฐ์์ ์ฐ๋ถ,
์๋์ฐจ ๋งค์ฐ ๋ฑ์์ ๋ฐฐ์ถ๋ ๋ธ๋์นด๋ณธ ๋ฑ ์์ฐ์ , ์ธ
์์ ๋ฐฐ์ถ์ ์ํ ์์ด๋ฌ์๊ณผ ๊ฐ์ค์ ์ ๊ตฌ๋ฌผ์ง, ์ค์กด
๋ฑ์ผ๋ก ์ด๋ฃจ์ด์ ธ ์์ผ๋ฉฐ, ์ต๊ทผ ์์ฑ ๊ด์ธก์ ํตํด ์ด
๋ค ๋๊ธฐ๊ฐ์์ฐ๋ฌด๊ฐ ์์ผ ~์์ฃผ ๋ด์ ๋๋ฅ๊ฐ์ ์ด๋ํ
๋ ๋ฑ ์ฅ๊ฑฐ๋ฆฌ ์์ก๋๊ณ ์์์ด ๋ฐํ์ก๋ค (Ramanathan
et al., 2007a).
๋ํ, ์ ์ํ๊ฒฝ๊ฐ๋ฐ๊ณํ์ ๋๊ธฐ๊ฐ์์ฐ๋ฌด๋ณด๊ณ ์๋ ๋
๊ธฐ๊ฐ์์ฐ๋ฌด๊ฐ ๋ฒ ์ด์ง๊ณผ ์์ธ์ ํฌํจํ ์ฃผ์ ๋๋์๋ค
์ ํฐ ์ํ ์์ธ์ด ๋๊ณ ์์์ ๋ฐํ๊ณ ์์ผ๋, ์ด๋ค
์ ์ํ ์ํฅ์ ์ฒด๊ณ์ ์ผ๋ก ๋ถ์ยทํ๊ฐํ ์ ์๋ ๊ณผ
ํ์ ์๋ฃ๋ ๋ฏธ๋ฏธํ ์ค์ ์ด๋ค. ์ง๋ ์๋ ๊ฐ ๋๊ธฐ๊ฐ์
โ Corresponding Author: Prof. Soon-Chang Yoon, School of Earthand Environmental Sciences, Seoul National University, Seoul151-747, Republic of Korea.Phone : +82-2-880-6717, Fax +82-2-883-9972E-mail : [email protected]
NOTE
520 ๋ฌด์ธํญ๊ณต๊ธฐ๋ฅผ ์ด์ฉํ ๋๊ธฐ๊ฐ์์ฐ๋ฌด์ ๊ธฐํํจ๊ณผ ์ฐ๊ตฌ
ํ๊ตญ๊ธฐ์ํํ ๋๊ธฐ ์ 20๊ถ 4ํธ (2010)
์ฐ๋ฌด ์ง์ ๊ฐ์๊ด์ธก์๋ฅผ ์ค์นํ์ฌ ์์ ๊ด์ธก ๋ฐ ๊ตญ์
๋คํธ์ํฌ ๊ด์ธก๊ณผ ์์ฑ ๊ด์ธก ์๋ฃ์ ๋ถ์์ด ๋ณํ๋๊ณ
์์ผ๋ (Nakajima et al., 2007; Ramanathan et al.,
2007a), ๋๊ธฐ๊ฐ์์ฐ๋ฌด์ ์์ธํ ์ฐ์ง๋ถํฌ ํน์ฑ ๋ฐ 3์ฐจ
์์ ์ธ ์ยท๊ณต๊ฐ ๋ถํฌ ํน์ฑ์ ๋ฐํ๋๋ฐ ์ฌ์ ํ ํ๊ณ
๊ฐ ์กด์ฌํ๊ณ ์๋ค. ์ง์ ๊ด์ธก ๋๋ ์ง์๊ธฐ๋ฐ (ground-
based)์ด๋ ์ฐ์ฃผ๊ธฐ๋ฐ (space-borne) ์๊ฒฉํ์ฌ (remote
sensing)๋ก๋ ์ป์ ์ ์๋ ๋๊ธฐ๊ฐ์์ฐ๋ฌด์ ์ฐ์ง ์กฐ์ฑ
๊ณผ ๋ฌผ๋ฆฌ์ , ํํ์ , ๊ดํ์ , ๋ณต์ฌ์ ํน์ฑ์ ๊ด์ธกํ๊ธฐ
์ํ์ฌ ์ ยท ๋ฌด์ธ ํญ๊ณต๊ธฐ๋ฅผ ์ด์ฉํ ์ธก์ ์ด ์ต๊ทผ ํ๋ฐ
ํ ์งํ๋๊ณ ์๋ค.
์ ์ธ ํญ๊ณต๊ธฐ๋ฅผ ์ด์ฉํ ๋๊ธฐ์ ๊ด์ธก์ ๋๊ธฐ ์์น ๋ชจ
๋ธ๋ง์ด๋ ํํ์์ก ๋ชจ๋ธ๋ง ๊ธฐ์ ์ ์ง๋จ๊ณผ ๊ฒ์ฆ๋ฟ๋ง
์๋๋ผ ์ง์ ๋ฐ ์์ฑ ์๊ฒฉ๊ด์ธก์๋ฃ์ ๋ณต์ (retrieval)
๊ณผ ๊ฒ์ฆ์ ํต์ฌ์ ์ธ ๊ธฐ์ฌ๋ฅผ ํด ์ค๊ณ ์๋ค (Huebert et
al., 2003). ์คยท์ํ ์ ์ธ ํญ๊ณต๊ธฐ๋ฅผ ์ด์ฉํ ํญ๊ณต ๊ด์ธก
์ ๊ฒฝ์ฐ ๋ง์ ์ธก์ ์ฅ๋น๋ค์ ์ค์นํ์ฌ ๋๊ธฐ๊ฐ์์ฐ๋ฌด
์ ์ข ํฉ์ ์ธ ํน์ฑ์ ํ์ ํ ์ ์๋ ์ฅ์ ์ด ์์ผ๋, ์ง
์์ ์ธ ํญ๊ณต๊ด์ธก์ ์ํด์๋ ํ์ค์ ์ผ๋ก ๊ฐ๋นํ๊ธฐ ์ด
๋ ค์ด ๋ง์ ๋น์ฉ์ด ์์๋๋ค (์ค์์ฐฝ๊ณผ ๊น์ง์, 2008).
๊ทธ ๋์์ผ๋ก ์ดยท์ฐฉ๋ฅ์ด ๋น๊ต์ ์์ ๋กญ๊ณ ์ด์ ๋น์ฉ
์ด ์๋์ ์ผ๋ก ์ ๋ ดํ ์ด์ํ ์ ์ธ ๊ฒฝ๋นํ๊ธฐ (Ultra-
Light Aircraft)๋ฅผ ํ์ฉํ ๋๊ธฐ ๊ด์ธก์ด ์๋๋๊ณ ์๋ค
(Chazette et al., 2007; Kim et al., 2009a). ์ต๊ทผ์๋
๋ฌด์ธํญ๊ณต๊ธฐ๋ฅผ ์ด์ฉํ ๋๊ธฐ๊ฐ์์ฐ๋ฌด (1ยท2์ฐจ ๋๊ธฐ์ค์ผ
๋ฌผ์ง, ์์ด๋ฌ์ ๋ฑ), ์จ์ค ๊ธฐ์ฒด, ๊ธฐ์์์ (์จ๋, ์ต๋,
๋ฐ๋ ๋ฑ) ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๊ตฌ๋ฆ์ ๋ฏธ์ธ๋ฌผ๋ฆฌ ํน์ฑ๊ณผ ํ์๋ณต์ฌ ์ธก
์ ๋ฐ ์ด๋ค ๊ฐ์ ๋ค์ํ ์ํธ์์ฉ์ ๊ด์ธก์ด ์์์
์ธ๊ธํ ๋น์ฉ์ ์ธ ์ธก๋ฉด๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ์ง์๊ด์ธก๊ณผ ์์ฑ๊ด
์ธก์ ํ๊ณ๋ฅผ ๋ฐ์ด ๋์ด ๋๊ธฐ์ 3์ฐจ์์ ๋ถํฌ๋ฅผ ์ง์
์ ์ผ๋ก ๊ด์ธกํ ์ ์๋ ์ฐจ์ธ๋ ์ธก์ ๊ธฐ์ ๋ก์ ๋ถ๊ฐ๋
๊ณ ์๋ค (Ramanathan et al., 2007b). ํนํ, ๋ฌด์ธํญ๊ณต
๊ธฐ์ ๊ฒฝ์ฐ ๊ธฐ์กด์ ์ ์ธํญ๊ณต๊ธฐ์ ๋ฌ๋ฆฌ ์ฌ๋ฌ ๋๊ฐ ๋์
๋นํ (stacked flight)์ ํ ์ ์์ด ์ฌ๋ฌ ๊ณ ๋์์ ๋
๊ธฐ๊ฐ์์ฐ๋ฌด์ ํน์ฑ์ ๋์์ ๊ด์ธกํ ์ ์๋ ์ฅ์ ์
์ง๋๊ณ ์๋ค.
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ 2008๋ ๋ถ๊ฒฝ ์ฌ๋ฆผํฝ ๊ธฐ๊ฐ ๋์ ์ ์ฃผ
๋ ์ผ์์์ ์ํ๋ ๋์์์ ์ต์ด์ ๋ฌด์ธํญ๊ณต๊ธฐ๋ฅผ
์ด์ฉํ ๋๊ธฐ๊ด์ธก์คํ์ธ Cheju ABC Plume-Asian
Monsoon Experiment (CAPMEX 2008)๋ฅผ ์ค์ฌ์ผ๋ก (1)
๋ฌด์ธํญ๊ณต๊ธฐ (Unmanned Aerial Vehicle; UAV)์ ํ์ฌ
์ฉ ์ด๊ฒฝ๋ ์ธก์ ๊ธฐ๊ธฐ (๋ธ๋์นด๋ณธ ๋๋, ์์ด๋ฌ์ ํฌ๊ธฐ๋ณ
์๋๋ ๋ฐ ์ด์๋๋, ํ์๋ณต์ฌ ๋ฑ)๋ฅผ ์๊ฐํ๊ณ , (2) ๋ฌด
์ธํญ๊ณต๊ธฐ๋ฅผ ์ด์ฉํ ๊ตญ๋ดยท์ธ ๋๊ธฐ๊ฐ์์ฐ๋ฌด์ ์ฃผ์ ์ฐ
๊ตฌ ํํฉ๊ณผ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ณด์ฌ์ฃผ๊ณ ์ ํ๋ค.
2. ๋ฌด์ธํญ๊ณต๊ธฐ๋ฅผ ์ด์ฉํ ๋๊ธฐ ๊ด์ธก ํํฉ
Holland et al. (1992)์ ์ด๊ฒฝ๋ ๋ฌด์ธํญ๊ณต๊ธฐ (lightweight
UAV)์ ๊ธฐ์ ์ผ์๋ฅผ ํ์ฌํ์ฌ ์ธก์ ํจ์ผ๋ก์จ ๋ผ๋์ค
์กด๋ฐ (ballon-borne radiosonde)๋ฅผ ํตํด ์ป๋ ๊ณ ์ธต๊ธฐ์
์๋ฃ๋ฅผ ๋ณด์ ๋๋ ๋์ฒดํ ์ ์์์ ์ฒ์์ผ๋ก ์ ์ํ
์๋ค. ํนํ, ๋ฌด์ธํญ๊ณต๊ธฐ์ ํ์ฉ์ ๊ถ๊ทน์ ์ผ๋ก ๋ผ๋์ค
์กด๋ฐ ๊ด์ธก์ ์์๋๋ ๋น์ฉ์ ์ ๊ฐํ ์ ์์ ๋ฟ๋ง
์๋๋ผ ์ ๊ธฐ์์ ํฌํจํ ๋ค์ํ ๊ธฐ์ ์กฐ๊ฑด๊ณผ ๋ผ๋์ค
์กด๋ฐ ๊ด์ธก์ด ๋ถ๊ฐ๋ฅํ ์ง๋ฆฌ์ ์์น์์๋ ์์ง์ ๊ธฐ
์ ๊ด์ธก ์๋ฃ ์์ฐํ ์ ์์์ ๊ฐ์กฐํ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋,
๋ฌด์ธํญ๊ณต๊ธฐ๋ฅผ ๋๊ธฐ ๊ด์ธก์ ํ์ฉํ๊ธฐ ์ํด์๋ ๋ฌด์ธํญ
๊ณต๊ธฐ์ ์ค์ ์ด์ (operation)์ ๋ฐ์ ๊ฐ๋ฅํ ๋นํ์ฒด
์ ์ถฉ๋ (collision) ์ํ๊ณผ ์ ๊ธฐ์ (hazardous weather)
ํ์์์ ๋นํ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ํ ์ ๊ฐ ๋ฐฉ์, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๋ฌด์ธ
ํญ๊ณต๊ธฐ์ ํ์ฌ ๊ฐ๋ฅํ ์ด๊ฒฝ๋ ์ํ ๊ด์ธก ์ฅ๋น์ ๊ฐ๋ฐ
๊ณผ ์ด๋ค์ ํจ๊ณผ์ ์ด์์ ์ํ ์ด์ ์ํํธ์จ์ด ๊ฐ๋ฐ
๋ฐ ๋นํ ๊ณํ ์๋ฆฝ์ด ํด๊ฒฐํด์ผ ํ ์ค์ ๊ณผ์ ๋ก ์ ์
ํ๊ณ ์๋ค.
์ด๋ฌํ ์์ด๋์ด๋ฅผ ๋ฐํ์ผ๋ก ๊ฐ๋ฐ๋ ๋๊ธฐ๊ด์ธก์ฉ ๋ฌด
์ธํญ๊ณต๊ธฐ (Aerosonde Mark-1,2,3 series)์ ๊ธฐ์ ๋ณ์
(์จ๋, ๊ธฐ์, ์ต๋ ๋ฑ) ์ธก์ ์ฅ๋น๋ฅผ ํ์ฉํ์ฌ Holland
et al. (2001)์ 1998๋ ๋ถํฐ ์ฝ 2000 ์๊ฐ ๋์ ๊ธฐ์
๋ณ์์ ๋ํ ์ฑ๊ณต์ ์ธ ์ธก์ ์ ์ํํ์๋ค. ์ด๋ค์ ๊ธฐ
์๋ณ์๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ํฅํ ๋ฌด์ธํญ๊ณต๊ธฐ ํ์ฌ์ฉ ์ํ ๊ด
์ธก๊ธฐ๊ธฐ ๊ฐ๋ฐ์ ํตํ์ฌ ๋๊ธฐ ์ค ๊ธฐ์ฒด์ ๋ฌผ์ง (CO, CO2,
์์ฆ๊ธฐ, O3 ๋ฑ), ํ์ ๋ฐ ์ง๊ตฌ ๋ณต์ฌ, ๊ตฌ๋ฆ๊ณผ ์์ด๋ฌ์
์ ํน์ฑ, ์งํ๋ฉด ๊ณ ๋ (์, laser altimeter) ๋ฐ ์งํ
(scanning laser altimeter, camera) ํน์ฑ ์กฐ์ฌ๊ฐ ๊ฐ๋ฅํจ
๊ณผ ๊ทธ์ ๋ํ ๊ตฌ์ฒด์ ์ธ ๋ฐฉ์์ ์ ์ํ์๋ค.
์ต๊ทผ ๊ธฐํ๋ณํ๊ฐ ์ค์ํ ์ด์๋ก ๋ ์ค๋ฅด๋ฉด์, Holland
et al. (2001)์ด ์ ์ํ ์์ด๋์ด๋ฅผ ํ ๋๋ก ๊ธฐํ๋ณํ์
์ธ๋ฌผ์ง์ ๋ํ ์ต์ด์ ์ธก์ ์ด 1999๋ ์ธ๋์ ์ง์ค์ธก
์ ์บ ํ์ธ (INDOEX)์ ํตํด ๋๊ธฐ๊ฐ์์ฐ๋ฌด์ ์กด์ฌ๋ฅผ
๋ฐํ๋ธ ๋ฏธ๊ตญ ์คํฌ๋ฆฝ์คํด์์ฐ๊ตฌ์ (Scripps Institution
of Oceanography)์ V. Ramanathan ๊ต์์ ๋ ์ผ ๋ง์ค
ํ๋ํฌ์ค ์ฐ๊ตฌ์ (Max Planck Institutes)์ P. Crutzen
๊ต์ (1995๋ ๋ ธ๋ฒจ ํํ์ ์์) ์ฐ๊ตฌํ์ ์ํด ์ด๋ฃจ
์ด์ก๋ค. ์ด๋ค์ 2002๋ ๋๋ถํฐ ๋๊ธฐ๊ด์ธก์ฉ ๋ฌด์ธํญ๊ณต๊ธฐ
๋ฅผ ๋ฏธ๊ตญ์ 3๊ฐ ์ ์์ฌ์ ๊ณต๋์ผ๋ก ๊ฐ๋ฐํด ์์ผ๋ฉฐ, 2003
๋ ์ํ ๊ด์ธก์ ํ๋ ๋ฑ ๋ง์ ์ํ์ฐฉ์ค๋ฅผ ๊ฑฐ์ณ ๋ฏธ๊ตญAdvanced Ceramics Research (ACR; http://www.acrtucson.
com, ํ BAE systems)์ฌ์ ๋ชจ๋ธ๋ช Manta ๋ฌด์ธํญ๊ณต๊ธฐ
๋ฅผ ์ต์ข ์ ์ผ๋ก ์ ์ ํ๊ณ , ์์ด๋ฌ์ ๋ฐ ๊ตฌ๋ฆ ๊ด์ธก ์
ํ ์ธก์ ๊ธฐ๊ธฐ๋ฅผ ํ์ฌํ ๋ฌด์ธํญ๊ณต ๊ด์ธก์์คํ ์ ๊ฐ๋ฐํ
์๋ค. ๊ฐ๋ฐ๋ ๋ฌด์ธํญ๊ณต ๊ด์ธก์์คํ ์ ํ์ฉํ์ฌ 2006
๋ ์ธ๋์ ๋ชฐ๋๋ธ์์ Maldives Autonomous unmanned
aerial vehicle Campaign (MAC 2006)์ ์ฑ๊ณต์ ์ผ๋ก ์
๊น์์ฐยท์ค์์ฐฝ 521
Atmosphere, Vol. 20, No. 4. (2010)
ํํ์์ผ๋ฉฐ, ์์์ ์ ์ญ์ ๋ถํฌํ๋ ๋๊ธฐ๊ฐ์์ฐ๋ฌด๊ฐ
ํ์ ๋ณต์ฌ ํก์๋ฅผ ํตํ์ฌ ๋๊ธฐ์ ๊ฐ์ด(์ง๊ตฌ์จ๋ํ)์
๊ฐ์คํ์ํค๋ ์ญํ ์ ํ๊ณ ์์์ 2007๋ 8์ ๋ค์ด์ฒ
่ช ํ์ง ๋ ผ๋ฌธ์ผ๋ก ๊ฒ์ฌํ์๋ค (Ramanathan et al.,
2007b). ์๊ธฐ ๋ ผ๋ฌธ์์ ๋ฐ์ทํ Fig. 1์ MAC 2006
๊ธฐ๊ฐ ๋์ ์ ์ ๋ ๋ ์ฌ๋ก ๊ธฐ๊ฐ์ ์์ด๋ฌ์ ํก์๊ณ์
(aerosol absorption coefficient, Fig. 1a)์ ์ผํ๊ท ๋๊ธฐ
๊ฐ์ด์จ (H, Fig. 1b๊ณผ 1c) ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๋ ๊ธฐ๊ฐ์ ๋๊ธฐ๊ฐ์ด
์จ(H) ์ฐจ์ด (Fig. 1d)๋ฅผ ๊ทธ๋ฆฐ ๊ฒ์ผ๋ก, ๊ณ ๋ 2 km ๋ถ๊ทผ
์์๋ ๋ฐ๊ฒฌ๋๋ 10๋ฐฐ ์ด์์ ์์ด๋ฌ์ ํก์๊ณ์ ์ฐจ
์ด๋ ์ผํ๊ท ๋๊ธฐ๊ฐ์ด์จ (H)์์๋ ๋์ผํ๊ฒ ๋ฐ๊ฒฌ๋
๋ฉฐ, ๊ทธ ์ฐจ์ด๊ฐ ์ต๋ ์ฝ 0.8~0.9 K d-1 ๊ฐ๋ ๋จ์ ๋ณผ ์
์๋ค.
์ดํ, ์์ธ๋ํ๊ต์ ์คํฌ๋ฆฝ์คํด์์ฐ๊ตฌ์ ์ฐ๊ตฌํ์
๋ฌด์ธํญ๊ณต ๊ด์ธก์์คํ ์ ํ์ฉํ์ฌ ์ ์ฃผ๋ ์ผ์์์
2008๋ ๋ถ๊ฒฝ์ฌ๋ฆผํฝ์ ์ ํํ ๋๊ธฐ์ค์ผ๋์ ๋ณํ๋ฅผ ์ฑ
๊ณต์ ์ผ๋ก ์ธก์ ํ ๋ฐ ์์ผ๋ฉฐ, ์ด์ ๋ํ ์์ธํ ๊ธฐ์
์ ๋ค์ 3์ฅ์ ๊ธฐ์ ํ์๋ค.
3. ๋ฌด์ธํญ๊ณต๊ธฐ๋ฅผ ์ด์ฉํ ์์์ ์ต์ด์๋๊ธฐ๊ด์ธก์คํ: CAPMEX 2008
3.1. ์คํ ๊ฐ์์ ๋ชฉ์
์ ์ํ๊ฒฝ๊ฐ๋ฐ๊ณํ (UNEP)์ด ํ์ํ๋ ๋๊ธฐ๊ฐ์์ฐ
๋ฌด-์์์ (ABC-Asia) ๊ตญ์ ๊ณต๋ ๊ด์ธกํ๋ก๊ทธ๋จ์ ์์
์์ง์ญ์ ๋๊ธฐ์ค์ผ๋ฌผ์ง์ด ๊ธฐํ์ ์ด๋ ํ ์ํฅ์ ์ฃผ๋
๊ฐ๋ฅผ ํ์ ํ ๋ชฉ์ ์ผ๋ก ์์๋์์ผ๋ฉฐ, ์ ์ฃผ๋ ๊ณ ์ฐ์
๋๋ถ์์์ ๋๊ธฐ๊ฐ์๊ตฌ๋ฆ ์ง์ ์ํผ ๊ด์ธก์ (super
observatory)๋ฅผ ์ค์นํ์ฌ 2005๋ ๋ด๋ถํฐ 10๋ ์ด์์
์ฅ๊ธฐ ๊ด์ธก์ ๋ชฉํ๋ก ์์ ๊ด์ธก์ ์ํ ์ค์ ์๋ค (http:/
/abc-gosan.snu.ac.kr). ์์ธ๋ํ๊ต์ ์คํฌ๋ฆฝ์คํด์์ฐ๊ตฌ
์ ์ฐ๊ตฌํ์ ABC-Asia ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ์ผํ์ผ๋ก ๋ฌด์ธํญ
Fig. 1. The UAV experiment period is divided into two periods. Period 1 covers 4-6 March, when aerosol was mainly below
1 km; period 2 covers 19-9 March, when aerosol was elevated. a, Aerosol absorption coefficient. b, Diurnally averaged solar
heating rate H for period 1. The instantaneous fluxes were normalized to diurnal average solar fluxes using MACR simulations
to obtain diurnal mean H. The vertical bar shows the layer depth; the horizontal bar shows the variations between flight legs,
with each flight lasting about 25 min; solid circles are observed values and diamonds are simulated values by MACR. The
observation dates are shown (for example 0313 denotes 13 March). c, As for b but for period 2. d, Difference in the vertically
(0.5-3 km) averaged H between period 2 and period 1. The green line is the MACR profile for ฮดH. The spatial average over the
Indian Ocean and southern Asia of the specified CCM3 ABC heating is also shown (GCM). The uncertainty in H is 0.3 K per
day for period 1 and 0.2 K per day for period 2 (Source: Ramanathan et al., 2007b).
522 ๋ฌด์ธํญ๊ณต๊ธฐ๋ฅผ ์ด์ฉํ ๋๊ธฐ๊ฐ์์ฐ๋ฌด์ ๊ธฐํํจ๊ณผ ์ฐ๊ตฌ
ํ๊ตญ๊ธฐ์ํํ ๋๊ธฐ ์ 20๊ถ 4ํธ (2010)
๊ณต๊ธฐ๋ฅผ ์ด์ฉํ ๋๊ธฐ๊ด์ธก์คํ (CAPMEX 2008)์ 2008
๋ 8์๊ณผ 9์์ ๊ฑธ์ณ ์ฝ ๋ ๋ฌ๊ฐ ์ ์ฃผ๋ ์ผ์์์ ์ค
์ํ์๋ค.
CAPMEX 2008์ ๋ชฉ์ ์ ์ ์ฃผ๋ ๊ณ ์ฐ์ ์์นํ ๊ณ
์ฐ ABC ์ง์ ๊ด์ธก์์ ์ฐ๋ํ์ฌ ๋ฒ ์ด์ง ์ฌ๋ฆผํฝ ๊ธฐ
๊ฐ (2008๋ 8์ 8์ผ~24์ผ) ์ค ์ค๊ตญ์ ๋๊ธฐ์ค์ผ ์ ๊ฐ
ํจ๊ณผ๊ฐ ๋๊ธฐ์ ๊ธฐํ์ ์ด๋ ํ ๋ณํ๋ฅผ ๊ฐ์ ธ์ค๋์ง๋ฅผ
๊ท๋ช ํ๋ ๊ฒ์ด์๋ค. ์ฆ, 2008 ๋ถ๊ฒฝ ์ฌ๋ฆผํฝ ๊ธฐ๊ฐ ์ค๊ตญ
์ ๋ถ๊ฐ ์ถ์งํ ์ธ์์ ๋๊ธฐ์ค์ผ๋ฌผ์ง ๋ฐฐ์ถ ์ ๊ฐ์ ์ฑ ์
์ํด ํํ์ธก์ธ ์ฐ๋ฆฌ๋๋ผ์์ ๊ด์ธก๋๋ ์ค๊ตญ๋ฐ ๋๊ธฐ์ค
์ผ๋ฌผ์ง์ ๋ณํ๊ฐ ์ด๋ป๊ฒ ๋๋์ง, ๊ทธ ๋ณํ ์ ๋์ ๊ธฐ
ํ์ ์ด๋ ํ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋์ง ํ์ ํ๋ ๊ฒ์ด์๋ค. ๋
ํ, ํ์ ์ฐ๋ฃ์ ์ฌ์ฉ์ผ๋ก ๋ฐ์ํ๋ ๋ธ๋์นด๋ณธ์ด ์ง๊ตฌ
์จ๋ํ์ ์ผ๋ง๋ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋์ง๋ฅผ ํ์ ํ๊ธฐ ์ํด
๋ธ๋์นด๋ณธ์ ์ํ ๋๊ธฐ๊ฐ์ดํจ๊ณผ๋ฅผ ๊ด์ธก์ ํตํด ์ง์
์ฐ์ ํ๊ณ ์ ํ๋ ๊ฒ ์ญ์ ์ฃผ์ ๋ชฉํ ์ค์ ํ๋์๋ค.
์ด๋ฅผ ์ํด ๋๊ธฐ ์ค์ ๋ถํฌํ๋ ๋ธ๋์นด๋ณธ์ ํฌํจํ ์
์ด๋ฌ์๊ณผ ๊ตฌ๋ฆ์ ์ฑ์ง์ ๊ด์ธกํ๊ณ ๋๊ธฐ์ ๊ณ ๋๋ณ ๋
๊ธฐ๋ณต์ฌ ํ๋ญ์ค ๋ณํ๋ฅผ ์ธก์ ํ์๋ค.
3.2. CAPMEX 2008 ์คํ ๋ด์ฉ
CAPMEX 2008์ ๊ตญ๋ด ๋ฌด์ธํญ๊ณต๊ธฐ ๋ฑ๋ก ๋ฐ ์ฃผํ์
์ ๋นํ ๊ณต์ญ์ ํ๊ฐ ์ ์ฐจ (Appendix B ์ฐธ์กฐ) ์ง์ฐ์ผ
๋ก ์ธํด 2008 ๋ถ๊ฒฝ์ฌ๋ฆผํฝ๊ฒ์ ๊ธฐ๊ฐ๊ณผ ์ดํ์ธ 2008๋
8์ 9์ผ๋ถํฐ 9์ 30์ผ๊น์ง ์ ์ฃผ๋์ ์์นํ ๋ํํญ๊ณต
์ ์ ๋นํ์ฅ (Phase-1: 8์ 9์ผ~25์ผ)๊ณผ ๋ํ๋ฏผ๊ตญ ๊ณต
๊ตฐ ๋ชจ์ฌํฌ ๋น์ ์ฐฉ๋ฅ์ฅ (Phase-2: 8์ 27์ผ~9์ 11์ผ,
Phase-3: 9์ 16์ผ~30์ผ)์์ ์ํ๋์๋ค (Fig. 2). ๊ด
์ธก ๊ธฐ๊ฐ ์ค ๊ธฐ์ ์ ํ (๊ฐ์ฐ๋ ํ์ฃผ๋ก๋ฅผ ๊ฐ๋ก์ง๋ฅด๋
10~15 m s-1 ์ด์์ ๊ฐํ ์ธกํ์ด ๋ถ๋ ๊ฒฝ์ฐ ๋ฑ)๋ก ์ธ
ํด ์ธก์ ๋ชฉ์ ๋ฌ์ฑ์ด๋ ๋ฌด์ธํญ๊ณต๊ธฐ์ ์ดยท์ฐฉ๋ฅ์ด ๋ถ
๊ฐ๋ฅํ ๊ฒฝ์ฐ๋ฅผ ์ ์ธํ๊ณ 32์ผ๊ฐ ์ด 75ํ, ์ฝ 130 ์
๊ฐ์ ๋นํ์ด ์ด๋ฃจ์ด์ก๋ค.
CAPMEX 2008์ ์ฌ์ฉ๋ ๋ฌด์ธ ๋นํ๊ธฐ๋ ์ด 3๋๋ก
๋ฏธ๊ตญ Advanced Ceramic Research (ACR)์์ ์ ์๋
๊ธฐ์ข ์ผ๋ก, ๋ ๊ฐ ๊ธธ์ด 3 m, ๋ชธ์ฒด ๊ธธ์ด 2.5 m, ๋ฌด๊ฒ๋ ํ
์ฌ๋ ๊ด์ธก ์ฅ๋น (์ฝ 5.3~5.4 kg, ์์ธํ ๋ด์ฉ์ Table 1
๊ณผ 3.3์ฅ ์ฐธ์กฐ)๋ฅผ ํฌํจํ์ฌ 26~28 kg์ผ๋ก, ์๋ ์ดยท
์ฐฉ๋ฅ ๊ณผ์ ๊ณผ ๋นํ์ด ๊ฐ๋ฅํ ์๋ํญ๋ฒ์ฅ์น๋ฅผ ํ์ฌํ๊ณ
์๋ค (Fig. 3). ์ด ์ค์์ 2๋๋ Fig. 3์ ์ข์ธก ์ฌ์ง์
์ ๋ณด๋ฏ์ด ์์ด๋ฌ์ ๋ฐ ํ์๋ณต์ฌ ์ธก์ ์ฅ๋น๋ค์ (์ด
ํ aerosol-radiation platform), ๋๋จธ์ง 1๋๋ Fig. 3์
์ฐ์ธก ์ฌ์ง์์ ๋ณด๋ฏ์ด ๊ตฌ๋ฆ ๊ด์ธก ์ฅ๋น๋ค (์ดํ cloud
platform)์ ํ์ฌํ๊ณ ์๋ค. CAPMEX 2008 ์ค aerosol-
radiation platform์ ๋นํ์ 53ํ ์ํ๋์์ผ๋ฉฐ, cloud
platform ๋นํ์ ๊ฒฝ์ฐ ๊ด์ธก ๋ชฉ์ ์ด์๋ ํ์ธต์ด์ด
CAPMEX 2008 ๋์ ์๋์ ์ผ๋ก ์ ๊ฒ ๋ฐ์ํ์ฌ 9ํ
์ ๊ทธ์ณค๋ค.
ํํธ, ์์ด๋ฌ์-๊ตฌ๋ฆ ๊ด์ธก์ฅ๋น ์ด์ธ์ ํ์ฅ๋ณ
์ยท ํํฅโ ๋ณต์ฌํ๋ญ์ค ์ธก์ ์ ์ํด ์๋ก ๊ฐ๋ฐ๋
Spectroradiometer (200~1000 nm ํ์ฅ)๋ฅผ ํ์ฌํ์ฌ 9
ํ์ ๊ฑธ์ณ ์ํ ๋นํ์ ํ์์ผ๋ฉฐ, ๋๋ฅ (Turbulence
flux) ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ํ๋ฐ์ฑ ์ ๊ธฐํํฉ๋ฌผ (Volatile Organic
Compound) ์ธก์ ์ญ์ 2ํ์ ์ํ ๋นํ์ด ์ํ๋์๋ค.
3.3. ๋ฌด์ธํญ๊ณต๊ธฐ ํ์ฌ ์์ด๋ก์-๊ตฌ๋ฆ-ํ์๋ณต์ฌ ์ธก์
๊ธฐ๊ธฐ
์์ 3.2์ฅ์์ ์ธ๊ธํ์๋ฏ์ด ๋ฌด์ธํญ๊ณต๊ธฐ์ ๊ฒฝ์ฐ ์ธก
์ ์ฅ๋น๋ฅผ ํ์ฌํ ์ ์๋ ๊ณต๊ฐ๊ณผ ๋ฌด๊ฒ๊ฐ ์ ํ๋์ด
์์ด, ์ด์ ์ ํฉํ๋๋ก ๋ถํผ์ ์ค๋์ ์ค์ธ ์ธก์ ์ฅ
๋น๋ค์ด ํ์ํ๋ค (Holland et al., 2001; Ramanathan et
al., 2007b).
Fig. 2. Locations of UAV flights during the CAMPEX. The UAV experiment period is divided into three periods.
๊น์์ฐยท์ค์์ฐฝ 523
Atmosphere, Vol. 20, No. 4. (2010)
Table 1์ CAPMEX 2008 ๋์ aerosol-radiation
platform๊ณผ cloud platform์ ํ์ฌ, ๊ด์ธก์ ์ฌ์ฉ๋ ์ฃผ
์ ์ธก์ ์ฅ๋น๋ฅผ ๋ํ๋ธ ๊ฒ์ผ๋ก, ์ง์ ๋ฐ ์ ์ธํญ๊ณต๊ธฐ
์ธก์ ์ ๋ณดํธ์ ์ผ๋ก ์ฌ์ฉ๋๋ ์ธก์ ์ฅ๋น์ ๋นํด ๋ถํผ
์ ์ค๋์ 1/10~1/100๋ก ์ค์ธ ์ฅ๋น๋ค์ด๋ค.
Aerosol-radiation platform์ ์์ด๋ฌ์ ์ธก์ ์ฅ๋น๋
(1) 3 nm ์ด์ ํฌ๊ธฐ์ ์์ด๋ฌ์ ์ด ์๋๋๋ฅผ ๊ณ์ธกํ
์ ์๋ Condensation Particle Counter (CPC), (2)
0.3~3.0 ยตm ๊ตฌ๊ฐ์ ํฌ๊ธฐ๋ณ ์์ด๋ฌ์ ์๋๋ (8 ์ฑ๋)
๋ฅผ ์ธก์ ํ๋ Optical Particle Counter (OPC), (3) ๋ธ๋
์นด๋ณธ (black carbon)์ ์ง๋ ๋๋์ ์์ด๋ฌ์ ํก์๊ณ
์๋ฅผ ์ฐ์ถํ ์ ์๋ Aethalometer๋ก ๊ตฌ์ฑ๋์ด ์์ผ
๋ฉฐ, ์์ด๋ฌ์ ํก์ ๊ด(inlet)์ด ์ค์น๋์ด ์์ต๋๋ค. ํ์
๋ณต์ฌ์๋์ง ์ธก์ ์ฅ๋น๋ก 0.3~2.8 ยตm๊ณผ 0.4~0.7 ยตm ํ
์ฅ ์์ญ์ ๋ณต์ฌ ํ๋ญ์ค๋ฅผ ์ธก์ ํ๋ Pyranometer์
Photo-synthetically Active Radiation (PAR) ์ผ์๊ฐ ํ
Table 1. Miniaturized instrumentation carried onboard UAVs during the CAPMEX (Yellow scale bar = ~ 1 inch).
CPC: Condensation Particle Counter; OPC: Optical Particle Counter; CDP: Cloud Droplet Probe; PAR: Photo-syntheticallyActive Radiation.
524 ๋ฌด์ธํญ๊ณต๊ธฐ๋ฅผ ์ด์ฉํ ๋๊ธฐ๊ฐ์์ฐ๋ฌด์ ๊ธฐํํจ๊ณผ ์ฐ๊ตฌ
ํ๊ตญ๊ธฐ์ํํ ๋๊ธฐ ์ 20๊ถ 4ํธ (2010)
์ฌ ๋์์ผ๋ฉฐ, ์ํฅ ๋ฐ ํํฅ ๋ณต์ฌ ์ธก์ ์ ์ํด ๋ฌด์ธํญ
๊ณต๊ธฐ์ ์์ชฝ๊ณผ ์๋์ชฝ์ ๊ฐ๊ฐ ์ค์น๋์๋ค (Fig. 3). ๋ณธ
์ฐ๊ตฌ์ ์ฌ์ฉ๋ ๋ฌด์ธํญ๊ณต๊ธฐ์ ๊ฒฝ์ฐ ์ฌ๋ฌ ๋์ ๋์ ๋น
ํ, ์ฆ stacked flight์ด ๊ฐ๋ฅํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์, 2๋์ ๋ฌด์ธ
๋นํ๊ธฐ๊ฐ ํน์ ๊ณ ๋์ ์กด์ฌํ๋ ์์ด๋ฌ์์ธต์ ์ยท์
๋๋ฅผ stack formationํ์ฌ ๋์ ๋นํ, ์ธก์ ํจ์ผ๋ก์จ ๋ชจ
๋ธ๋ง์ ํตํ์ง ์๊ณ ๋๊ธฐ๋ณต์ฌ๊ฐ์ด์จ (atmospheric
heating rate)๋ฅผ ์ง์ ๊ณ์ฐํ ์ ์๋ ๊ฒ์ด ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์
์ฌ์ฉ๋ ๋ฌด์ธํญ๊ณต๊ด์ธก์์คํ ์ ๊ฐ์ฅ ํฐ ์ฅ์ ์ด๋ค. ์ด
๋ค ์์ด๋ฌ์-ํ์๋ณต์ฌ ์ฅ๋น์ ๊ด์ธก ์๋ฆฌ, ๊ธฐ๊ธฐ์ ๊ฒ๋ณด
์ ๋ฐ ์๋ฃ ์ฒ๋ฆฌ ๊ณผ์ ์ Ramana et al., (2007)๊ณผ
Corrigan et al. (2008)์ ์์ธํ ๊ธฐ์ ๋์ด์๋ค.
Cloud platform์ 1~50 ยตm ๊ตฌ๊ฐ์์ ํฌ๊ธฐ๋ณ ๊ตฌ๋ฆ์
์ ์๋๋ (40 ์ฑ๋)๋ฅผ ์ธก์ ํ๋ Cloud Droplet Probe
(CDP)์ ๊ตฌ๋ฆ ์ํจ๋์ ์ธก์ ํ๋ Liquid Water Content
(LWC) probe๊ฐ ํ์ฌ๋์ด ์๋ค. Cloud platform์ ๊ฒฝ
์ฐ ๋ฌด์ธ๋นํ๊ธฐ๊ฐ ๊ตฌ๋ฆ ๋ด๋ถ๋ฅผ ๋นํํ๊ณ ์๋์ง ์ฌ๋ถ
๋ฅผ ์ค์๊ฐ์ผ๋ก ํ๋จํ ์ ์๋ ๋น๋์ค ์นด๋ฉ๋ผ๋ฅผ ํ
์ฌ, ์ด์ํ ์ ์์ผ๋, ๋ถ๋์ดํ๊ฒ CAPMEX 2008 ๊ธฐ
๊ฐ ๋์์๋ ๊ด๋ จ ์ฃผํ์ ํ๊ฐ๋ฅผ ์ป์ง ๋ชปํด ๊ด์ธก ์
์ฌ์ฉํ์ง ๋ชปํ๋ค.
์์ ์ธ๊ธ๋ Aerosol-radiation platform๊ณผ Cloud
platform์๋ ๊ณตํต์ ์ผ๋ก ๊ธฐ์๋ณ์ (์จ๋, ์ต๋, ๊ธฐ์)
์ธก์ ์ฅ์น, ํตํฉ ์๋ฃ ์์ง ์์คํ (data acquisition
system) ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๋ฌด์ธํญ๊ณต๊ธฐ์ ๊ฒฝ์ฐ ๋ณ๋์ ์ ์ ๊ณต๊ธ
์ฅ์น๊ฐ ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์ธก์ ์ฅ๋น ์ด์์ ์ํ ๋ฐฐํฐ๋ฆฌ๋ค
์ด ํ์ฌ๋์ด ์๋ค.
ํํธ, Aerosol-radiation platform๊ณผ Cloud platform์
์ ์ธก์ ๋๋ ์๋ฃ๋ค์ ์ง์๊ด์ ์์์ ์ค์๊ฐ์ผ๋ก ๋ฐ
์๋ณผ ์ ์์ผ๋ฉฐ, ์ด ์๋ฃ๋ ๋ฌด์ธํญ๊ณต๊ธฐ์ ๋นํ ๊ถค์
๊ณผ stacked flight ๋ฑ ๋นํ ํํ (flight pattern) ๊ฒฐ์ ์
์ค์ํ๊ฒ ์ฌ์ฉ๋์๋ค.
3.4. ์ฃผ์ ๊ฒฐ๊ณผ
Fig. 4๋ CAPMEX 2008 ๊ธฐ๊ฐ ๋ฌด์ธํญ๊ณต๊ธฐ ํ์ฌ CPC
๋ฅผ ํตํด ์ธก์ ํ ์์ด๋ฌ์ ์ด์๋๋์ ์ผ๋ณ ์ฐ์ง ํ๋ก
ํ์ผ์ ๊ทธ๋ฆฐ ๊ฒ์ด๋ค. ์งํ๋ฉด ๊ทผ์ฒ (๋๊ธฐ๊ฒฝ๊ณ์ธต์ผ๋ก ๊ณ
๋ ค๋๋ ์ฝ 1~1.5 km ๊ณ ๋ ๋ฏธ๋ง)์์์ ์์ด๋ฌ์ ์ด์
๋๋๊ฐ ๊ฐ์์ ์ํ ์ธ์ ์์ฉ์ ์ํฅ์ด๋ ๊ณต๊ธฐ๊ดด์
๊ธฐ์์ ๋ฐ๋ผ ์ฝ 2,000๋ถํฐ 15,000 (# cm-3)์ ๋ฒ์์
์ ํฐ ์ผ๋ณํ๋ฅผ ๋ณด์๋ค. ์ด๋ฌํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ ๊ณ ์ฐ ABC ์ง
์๊ด์ธก์์์ CPC ๋ฐ Scanning Mobility Particle Sizer
Fig. 3. ACR Manta autonomous unmanned aerial vehicle carring aerosol-radiation (left picture) and cloud (right picture)
payload at Sangmo-ri airfield, Jeju, Korea.
Fig. 4. Vertical profiles of total particle concentrations (> 3 nm) measured by condensation particle counter (CPC) onboard
UAV during the CAPMEX.
๊น์์ฐยท์ค์์ฐฝ 525
Atmosphere, Vol. 20, No. 4. (2010)
(SMPS)์ ์์ด๋ฌ์ ์ด ์๋๋์ ์ผ๋ณํ ๊ฒฝํฅ๊ณผ ์์ฃผ
์ ์ผ์นํ๋ค (Kim et al., 2009b). ํํธ, ๋ถํํ์ ๊ณ
๊ธฐ์์ ์ํฅ์ ์ฃผ๋ก ๋ฐ๋ 8~9์์ด์ง๋ง ๋๊ธฐ๊ฒฝ๊ณ์ธต๋ฟ
๋ง ์๋๋ผ ๊ทธ ์์ชฝ์ธ 2~4 km ๊ณ ๋์์๋ ๋์ ์์ด
๋ฌ์ ์ด์๋๋๊ฐ ๋น๋ฒํ ๊ด์ธก๋์๋ค. ํนํ, ์์ ๋๊ธฐ
(free atmosphere)์์ ์์ด๋ฌ์ ์ด์๋๋์ ์ฆ๊ฐ๊ฐ ๋
๋๋ฌ์ง๊ฒ ๊ด์ธก๋๋ ๋ (8์ 28~30์ผ, 9์ 8์ผ, 9์ 20
์ผ ๋ฑ)์ ๊ฒฝ์ฐ ์ญ๊ถค์ (backward trajectory) ๋ฐ ๋ฐ๋
์ฅ (850๊ณผ 700 hPa) ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ์ ์ํ๋ฉด ๋ถ๊ฒฝ ๋ฐ ์
ํด ๋ฑ์ ๊ฒฝ์ ํ ์ค์ผ๋ ๊ณต๊ธฐ๊ดด๊ฐ ์ ์ฃผ๋๋ก ์ ์ ๋์
Fig. 5. a. Size-segregated cloud droplet number concentrations measured by cloud droplet probe (CDP) onboard UAV on
September 2 (upper panel) and September 3 (bottom panel), 2008. b. Vertical profiles of total particle concentration (left) and
cloud droplet effect radius (right) on September 2 (upper panel) and September 3 (bottom panel), 2008.
526 ๋ฌด์ธํญ๊ณต๊ธฐ๋ฅผ ์ด์ฉํ ๋๊ธฐ๊ฐ์์ฐ๋ฌด์ ๊ธฐํํจ๊ณผ ์ฐ๊ตฌ
ํ๊ตญ๊ธฐ์ํํ ๋๊ธฐ ์ 20๊ถ 4ํธ (2010)
๋ค (Kim et al., 2009b; Ramana et al., 2009).
Fig. 5a๋ 20008๋ 9์ 2์ผ (02~04 GMT)๊ณผ 3์ผ (05
~06 GMT)์ ๋ฌด์ธํญ๊ณต๊ธฐ ํ์ฌ CDP๋ฅผ ํตํด ์ธก์ ํ ๊ตฌ
๋ฆ์ ์์ ํฌ๊ธฐ๋ณ ์๋๋ (# cm-3)๋ฅผ ๊ทธ๋ฆฐ ๊ฒ์ผ๋ก, ๋ฌด
์ธํญ๊ณต๊ธฐ๊ฐ ๊ตฌ๋ฆ ๋ด๋ถ๋ฅผ ๋นํํ ๊ฒฝ์ฐ๋ง ๊ด์ธก๊ฐ์ด ์กด
์ฌํ๋ค. ์ฝ 5~15 ยตm ํฌ๊ธฐ์ ๊ตฌ๋ฆ ์ ์๋ค์ด ์ฐ์ธํ๊ฒ
์กด์ฌํ๋ฉฐ, 9์ 2์ผ๋ณด๋ค๋ 9์ 3์ผ ์ ์ฒด์ ์ผ๋ก ๋ ๋
์ ๊ตฌ๋ฆ ์๋๋๊ฐ ๊ด์ธก ๋์๋ค. Fig. 5b๋ ๊ตฌ๋ฆ์ด ์กด
์ฌํ๊ธฐ ์ง์ ์ Aerosol-radiation platform์ ๋นํ์ ํต
ํด ๊ด์ธกํ ์์ด๋ฌ์ ์ด์๋๋ (์ข์ธก)์ด๋ฉฐ, ์ฐ์ธก์ CDP
์ธก์ ์๋ฃ๋ฅผ ํ ๋๋ก ๊ณ์ฐ๋ ๊ตฌ๋ฆ๋ฐฉ์ธ ์ ํจ๋ฐ๊ฒฝ (cloud
droplet effective radius)์ ๊ทธ๋ฆฐ ๊ฒ์ด๋ค. 9์ 3์ผ์ ๊ฒฝ
์ฐ 9์ 2์ผ๋ณด๋ค ์ฝ 2~3๋ฐฐ ์ด์์ ๋์ ์์ด๋ฌ์ ์ด
์๋๋๊ฐ ๊ด์ธก๋์์ผ๋ฉฐ, ์๋์ ์ผ๋ก ์์ด๋ฌ์ ์์ด ๋ง
์ ์ค์ผ๋ ๋ (polluted day)์ธ 9์ 3์ผ ๊ด์ธก๋ ๊ตฌ๋ฆ์
์ ์ ํจ๋ฐ๊ฒฝ์ด ์ฝ 7 ยตm ์ดํ์์ ๊ด์ธก๋์๋ค. ์ด์
๋ฐํด ์๋์ ์ผ๋ก ์์ด๋ฌ์ ์์ด ์ ์ ๊นจ๋ํ ๋ (clean
day)์ธ 9์ 2์ผ์ ๊ตฌ๋ฆ์ ์ ์ ํจ๋ฐ๊ฒฝ์ ์ฝ 3~10 ยตm
๋ฒ์์์ ๊ด์ธก๋์๋ค. ์ด๋ฅผ ํตํด ์์ด๋ฌ์ ์ด์๋๋
๊ฐ ๋์ ๊ฒฝ์ฐ ๊ตฌ๋ฆ ์ ์์ ๋ฐ๊ฒฝ์ด ๊ฐ์๋๋ ๋ํ๋๋
์์ด๋ฌ์ 1์ฐจ ๊ฐ์ ํจ๊ณผ (aerosol 1st indirect effect;
Twomey effect)๋ฅผ ํ์ธํ ์ ์์๋ค.
ํํธ, ์์ 3.1์ฅ์์ ์ธ๊ธํ์๋ฏ์ด CAPMEX 2008
์ ์ฃผ์ ๋ชฉ์ ์ค์ ํ๋๊ฐ ๋ธ๋์นด๋ณธ ๋๋์ ์ฐ์ง๋ถํฌ
ํน์ฑ์ ๊ด์ธกํ๊ณ , ์ยทํํฅ ํ์๋ณต์ฌ์ ์ฐ์ง๋ถํฌ ์ธก
์ ๋ฐ ๋ณต์ฌ์ ๋ฌ๋ชจ๋ธ ๊ณ์ฐ์ ํตํด ๋ธ๋์นด๋ณธ์ ์ํ ๋
๊ธฐ๊ฐ์ดํจ๊ณผ๋ฅผ ์ฐ์ ํ๊ณ , ๋ฐฐ์ถ์์ ์ฐจ์ด์ ๋ฐ๋ฅธ ๋๊ธฐ
๊ฐ์ดํจ๊ณผ ์ฐจ์ด๋ฅผ ํ๊ฐํ๋ ๊ฒ์ด์๋ค. ์ฃผ๋ก ํ์ ์ฐ๋ฃ
(Fossile Fuel)์ ๋ฐ์ด์ค ์ฐ๋ฃ (Biofuel) ๋ฐ ๋ฐ์ด์ค๋งค์ค
(Biomass) ์ฐ์ ์ ๋ฐ์ํ๋ ๋ธ๋์นด๋ณธ์, ๋ธ๋์นด๋ณธ์ด
๋ผ๋ ์ด๋ฆ์ฒ๋ผ ๊ฒ์ ์์ ๋ ๊ณ ์๋ ํ์ ๋ฉ์ด๋ฆฌ๋ก
๋๊ธฐ ์ค์์ ํ๋น์ ํก์ํ๊ณ ํก์๋ ํ๋น (๋๋ ๊ฐ
์๊ด์ )์ ์ด์ ์ง๋ ์ ์ธ์ ์ผ๋ก ์ ํ์์ผ ๋๊ธฐ๋ก ์ฌ
๋ฐฉ์ถํจ์ผ๋ก์จ ์ง๊ตฌ ๋๊ธฐ๋ฅผ ๊ฐ์ดํ๋ ์จ๋ํ ํจ๊ณผ๋ฅผ
์ ๋ฐํ๋ค. Fig. 6์ ์จ์ค๊ธฐ์ฒด์ ๋ธ๋์นด๋ณธ์ ์ ์ง๊ตฌ ํ
๊ท ๊ธฐํ๊ฐ์ ๋ ฅ์ ๋น๊ตํ์ฌ ๊ทธ๋ฆฐ ๊ฒ์ผ๋ก, ๋ธ๋์นด๋ณธ์ ์
ํ ๋๊ธฐ ํก์ (+2.6 Wm-2)๊ฐ ์ ์ฒด ์จ์ค๊ธฐ์ฒด (+1.4 Wm-2)
๋ ์ด์ฐํํ์ (+1.0 Wm-2)์ ๋น๊ตํ์ฌ ์์ฃผ ํด ๋ฟ๋ง
์๋๋ผ ๋ค๋ฅธ ์์ด๋ฌ์์ ์ํ ํก์ ํจ๊ณผ (+0.4 W/m2)
์ ๋นํด์๋ ์ฝ 6.5๋ฐฐ ๊ฐ๋ ํฐ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ณด๊ณ ๋๊ณ ์๋ค
Fig. 6. Forcing for (a) all GHGs (CO2, CH4, N2O, halons and ozone), (b) CO2, (c) BC and (d) non-BC aerosols. The number at
the top of the atmosphere box (blue box) is the top-of-the atmosphere (TOA) forcing; the number within the atmosphere box is
the atmospheric forcing; and the number within the brown box is the forcing at the surface. The TOA forcing is the sum of the
forcing of the atmosphere and the surface. The forcing values represent the change in radiative forcing due to increase in gases for
the year 2005, which is the same as the forcing from pre-industrial to present(Source: Ramanathan and Carmichael, 2008).
๊น์์ฐยท์ค์์ฐฝ 527
Atmosphere, Vol. 20, No. 4. (2010)
(Ramanathan and Carmichael, 2008).
Fig. 7์ CAPMEX 2008 ๊ธฐ๊ฐ์ ๊ด์ธก/์ฐ์ ๋ ๋ธ๋
์นด๋ณธ์ ๋๋, 0.3~2.8 ยตm ํ์ฅ์์ญ์์์ ๋๊ธฐ๊ฐ์ด์จ
(atmospheric solar heating rate) ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๋ธ๋์นด๋ณธ์ ์
ํ ๋๊ธฐ๊ฐ์ด์จ ๊ธฐ์ฌ๋(%)๋ฅผ ๊ฐ๊ฐ ๊ทธ๋ฆฐ ๊ฒ์ด๋ค. ํด์
์์ ๊ณต๊ธฐ๊ดด๊ฐ ์ ์ ๋ ๊ฒฝ์ฐ (Marine Plume)์ ๋น๊ตํ
์ฌ ๋ถ๊ฒฝ์์ ๊ณต๊ธฐ๊ดด๊ฐ ์ ์ ๋ ๊ฒฝ์ฐ (Beijing plume),
0.75 km ๊ณ ๋์์ ๋ธ๋์นด๋ณธ์ ๋๋๊ฐ 85 ng m-3์์
์ฝ 500 ng m-3๊น์ง ์ฆ๊ฐํ์์ผ๋ฉฐ, 3.0 km ๊ณ ๋์์๋
๊ฑฐ์ 0 (zero)์์ 250 ng m-3 ๊น์ง ์ฆ๊ฐํ์๋ค. 3 km
(0.75 km๋ ๊ดํธ์) ๊ณ ๋์์์ 0.3~2.8 ยตm ํ์ฅ์์ญ
์ ์ผํ๊ท ํ์๋ณต์ฌ๊ฐ์ด์จ (diurnal mean solar heating
rates, H)์ด Marine plume์ ๊ฒฝ์ฐ 0.77 ยฑ 0.07 (0.81
ยฑ 0.08), Beijing plume์ ๊ฒฝ์ฐ 1.01 ยฑ 0.08 (1.07 ยฑ 0.1)
K d-1์๋ค. 0.75 km์ 3 km ๊ณ ๋์์์ ์ผํ๊ท ํ์๋ณต
์ฌ๊ฐ์ด์จ์ ์ฆ๊ฐ (ฮดH)๋ ๊ฐ๊ฐ 0.26 ยฑ 0.13 K d-1์
0.24 ยฑ 0.11 K d-1 ์๋ค. ์ด๋ฌํ ์ผํ๊ท ํ์๋ณต์ฌ๊ฐ์ด์จ
์ฆ๊ฐ์ 30% ์ ๋๊ฐ ๊ฐ์์์ญ์์์ ๋ธ๋์นด๋ณธ์ ์ํ
๋น์ ํก์์ ๊ธฐ์ธํ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ฐํ์ก๋ค.
ํํธ, CAPMEX 2008 ์คํ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์ธ๋์ ๋ชฐ๋๋ธ์
์ ์ค์๋ MAC 2006 ์คํ ๊ฒฐ๊ณผ์ ๋น๊ต ๋ถ์ํ ๊ฒฐ๊ณผ,
ํ์์ฐ๋ฃ์ ๋ถ์์ ์ฐ์์ ๊ธฐ์ธํ ๋๋ถ์์์ ๋ธ๋์นด
๋ณธ์ ์ํ ๋๊ธฐ๊ฐ์ดํจ๊ณผ๊ฐ ๋ฐ์ด์ค๋งค์ค ์ฐ์์ ๊ธฐ์ธํ
์ธ๋์์ง์ญ ๋ธ๋์นด๋ณธ์ ๋นํด 2๋ฐฐ ๊ฐ๋ ํฐ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ฐ
ํ์ก๋ค (Ramana et al., 2010).
4. ์์ฝ ๋ฐ ์ ์ธ
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ๋ฌด์ธํญ๊ณต๊ธฐ๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ์์ด๋ฌ์-๊ตฌ
๋ฆ-ํ์๋ณต์ฌ ์ธก์ ํจ์ผ๋ก์จ ๋๊ธฐ๊ฐ์์ฐ๋ฌด์ ๊ธฐํ ํจ๊ณผ
๋ฅผ ๊ท๋ช ํ๋ ๊ทธ๊ฐ์ ๊ตญ๋ดยท์ธ ํํฉ ๋ฐ ์ฃผ์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ
์ ๋ฆฌํ์๋ค. ํนํ, CAPMEX 2008์ ์ฌ์ฉ๋ ๋ฌด์ธํญ๊ณต
๊ธฐ์ ๋ฌด์ธํญ๊ณต๊ธฐ์ ๋นํ ์น์ธ ๋ฐ ์ค์ ๋นํ ๊ณผ์ ๊ทธ
๋ฆฌ๊ณ , ํ์ฌ์ฉ ์ด๊ฒฝ๋ ์ธก์ ๊ธฐ๊ธฐ(๋ธ๋์นด๋ณธ ๋๋, ์์ด๋ฌ
์ ํฌ๊ธฐ๋ณ ์๋๋ ๋ฐ ์๋๋, ํ์๋ณต์ฌ ๋ฑ)๋ฅผ ์๊ฐํ
์์ผ๋ฉฐ, ์ธ๋์ ๋ชฐ๋๋ธ์์ ์ค์๋ MAC 2006 ์คํ
๊ฒฐ๊ณผ์ ํจ๊ป ๋๊ธฐ๊ฐ์์ฐ๋ฌด์ ์ํ ๋๊ธฐ๊ฐ์ดํจ๊ณผ๋ฅผ ๋ธ
๋์นด๋ณธ์ ์ค์ฌ์ผ๋ก ์ ๋ฆฌํ์๋ค. ํด์์์ ๊ณต๊ธฐ๊ดด๊ฐ ์
์ ๋ ๊ฒฝ์ฐ (Marine Plume)์ ๋น๊ตํ์ฌ ๋ถ๊ฒฝ์์ ๊ณต๊ธฐ
๊ดด๊ฐ ์ ์ ๋ ๊ฒฝ์ฐ (Beijing plume), ๋ธ๋์นด๋ณธ์ ๋๋
์ ๋๊ธฐ๊ฐ์ด์จ์ด ์ฆ๊ฐํ์๋๋ฐ, ๋๊ธฐ๊ฐ์ด์จ์ ์ฝ 30%
์ ๋๊ฐ ๋ธ๋์นด๋ณธ์ ์ํ ํ์ ๋น ํก์์ ์ํ ๊ธฐ์ฌ๋ก
๋ฐํ์ก๋ค. ๋ํ, ํ์์ฐ๋ฃ์์ ๊ธฐ์ธํ๋ ๋๋ถ์์ง์ญ
๋ธ๋์นด๋ณธ์ด ๋ฐ์ด์ค๋งค์ค ์ฐ์๋ก๋ถํฐ ๋ฐ์ํ๋ ์ธ๋์
์ง์ญ ๋ธ๋์นด๋ณธ์ ๋นํด 2๋ฐฐ ๊ฐ๋ ๋๊ธฐ๋ฅผ ๊ฐ์ดํ๋ ํจ
๊ณผ๊ฐ ํฐ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค.
Fig. 7. Vertical profiles determined from the UAV data. a, BC concentration profiles for the Marine plumes and the Beijing
plumes. b, Broadband (0.3-2.8 ยตm) diurnal averaged solar-heating rate (H) profiles for the Marine and the Beijing plumes. The
vertical dashed lines indicate the layer depths, the thick solid circles are the observed values and the continuous lines are the
values simulated by the Monte Carlo Aerosol Cloud Radiation model. The horizontal bars in a and b indicate the uncertainties
in the measurements (see Methods section). c, The percentage contribution by BC to H (ฮดH0.3-2.8 ยตm in %) and the percentage
contribution by solar absorption in the visible range (0.4-0.7 ยตm) to H (ฮดH0.4-0.7 ยตm cntri. BB) (Source: Ramana et al., 2010).
528 ๋ฌด์ธํญ๊ณต๊ธฐ๋ฅผ ์ด์ฉํ ๋๊ธฐ๊ฐ์์ฐ๋ฌด์ ๊ธฐํํจ๊ณผ ์ฐ๊ตฌ
ํ๊ตญ๊ธฐ์ํํ ๋๊ธฐ ์ 20๊ถ 4ํธ (2010)
2001๋ ACE-Asia์ 2005๋ ABC-EAREX๋ฅผ ๊ธฐ์ ์ผ
๋ก ๊ตญ๋ด์์ ๊ธฐํ๋ณํ ๊ด๋ จ ๋๊ธฐ๊ฐ์์ฐ๋ฌด ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ๊ด
๋ชฉํ ์ ๋๋ก ๋ฐ์ ํ๊ณ ์๊ณ , ๊ตญ์ ๊ณต๋ ๋๋ ํ๋ ฅ ์ฐ
๊ตฌ๋ฅผ ํตํด ๋ค์ํ ๊ด์ธก์ด ์ด๋ฃจ์ด์ง๊ณ ์์ผ๋ฉฐ, ๊ด์ธก๊ณผ
๋ชจ๋ธ๋ง์์ ๊ธฐ์ ๋ ฅ ๋ฐ ์ ํ์ฑ ๋ํ ์ง์์ ์ผ๋ก ํฅ์
๋๊ณ ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋, ๊ตญ๋ด์์ ๊ด์ธก ์ ์ฉ ํญ๊ณต๊ธฐ์ ๋ฏธ
๋น๋ ๋๊ธฐ๊ฐ์์ฐ๋ฌด์ ๊ดํ์ , ๋ฏธ์ธ๋ฌผ๋ฆฌ์ , ํํ์ , ๊ทธ
๋ฆฌ๊ณ ๋ณต์ฌ์ ํน์ฑ์ ๋ํ 3์ฐจ์์ ์ธก์ ์ ํตํด ์ด๋ค
์ด ์ง์ญ๊ธฐํ์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ ์ดํดํ๋๋ฐ ์ด๋ ค์์
์ด๋ํ๊ณ ์๋ค. ๋/์ค/์ํ ์ ์ธํญ๊ณต๊ธฐ์ ๊ฒฝ์ฐ ์ ํจ์
์ฌ๋์ด ์ปค์ ๋ง์ ๊ด์ธก์ฅ๋น๋ฅผ ํ์ฌํ๊ณ ์ฅ์๊ฐ, ๋์
๊ณ ๋๊น์ง ๋นํ์ด ๊ฐ๋ฅํ ์ฅ์ ์ด ์์ผ๋ ํญ๊ณต๊ธฐ ๋์
๋ฐ ์ ์ง ๋น์ฉ์ด ์ปค์ ์์ฐ ํ๋ณด์ ์ด๋ ค์์ด ์ปค ์ฅ๊ธฐ
๊ฐ์ ์์ ์ ์ธ ์์ ๊ด์ธก ๋ฐ ์ด์์ด ์ด๋ ค์ด ์ค์ ์ด๋ค
(๊น์ง์ ๋ฑ, 2010).
๋ฐ๋ผ์, ํญ๊ณต๊ธฐ์ ํ์ฌ ์ฅ๋น์ ๋์ ๋ฐ ์ ์ง/์ด์/
๋ณด์ ๋น์ฉ์ด ์๋์ ์ผ๋ก ์ ๋ ดํ ๋ฌด์ธํญ๊ณต๊ด์ธก๊ธฐ์ ์
๋์ ํ์ฌ ์ฅ๊ธฐ๊ฐ ์์ ๊ด์ธก ์ํ์ ํ๋ ๊ฒ์ด ๊ตญ๋ด
๊ธฐํ๋ณํ์์ธ๋ฌผ์ง ๊ด์ธก ์ฐ๊ตฌ ํ์ฑํ์ ์์ด ํ๋์
๋์์ด ๋ ์ ์์ผ๋ฏ๋ก ์ด์ ์ ๊ทน์ ๊ณ ๋ ค๊ฐ ํ์ํ
์์ ์ผ๋ก ์ฌ๋ฃ๋๋ค.
๊ฐ์ฌ์ ๊ธ
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ๊ธฐ์์ฒญ ๊ธฐํ๋ณํ ๊ฐ์ยท์์ธก ๋ฐ ๊ตญ๊ฐ์
์ฑ ์ง์ ๊ฐํ์ฌ์ (RACS 2010-1009)์ ์ง์์ผ๋ก ์ํ
๋์์ต๋๋ค. 2008๋ CAPMEX ์คํ์ ๊ณํํ๊ณ , ์ง์
ํด์ฃผ์ ๋ฏธ๊ตญ ์คํฌ๋ฆฝ์คํด์์ฐ๊ตฌ์์ Prof. V. Ramanathan,
Dr. M. Ramana, Mr. H. Nguyen ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๋ฏธ๊ตญ NSF์
Dr. J. Fein์๊ฒ ๊น์ ๊ฐ์ฌ๋ฅผ ๋๋ฆฐ๋ค. ๋ํํญ๊ณต ์ ์
๋นํ์ฅ๊ณผ ๋ชจ์ฌํฌ ๊ณต๊ตฐ ๋น์ ์ฐฉ๋ฅ์ฅ์์์ ๋ฌด์ธ๋นํ๊ธฐ
์ ๋นํ ํ๊ฐ์ ๋นํ์ ์ง์ํด ์ฃผ์ ๋ํํญ๊ณต ์ ์ฑ๋น
ํํ๋ จ์, ๋ํ๋ฏผ๊ตญ ๊ณต๊ตฐ, ๊ตญํ ํด์๋ถ ์ ์ฃผํญ๊ณต๊ด๋ฆฌ์ฌ
๋ฌด์, ์ ์ฃผ๊ตญ์ ๊ณตํญ ์ ๊ทผ๊ด์ ์, ๋ฐฉ์กํต์ ์์ํ ์ฐํ
์ ํ์ฐ๊ตฌ์ ๊ด๊ณ์ ์ฌ๋ฌ๋ถ๊ป ๊ฐ์ฌ ๋๋ฆฐ๋ค. ๋ง์ง๋ง์ผ
๋ก ๋ฌด์ธํญ๊ณต๊ธฐ ์ดํญํ๊ฐ ๋ฐ ์คํ์ ์ฐธ์ฌํ์ฌ ๋ง์ ์
๊ณ ๋ฅผ ํด์ค ์์ธ๋ ๋ฐ์์ฒ, ๊น๋งํด, ๊น์งํ ์ฐ๊ตฌ์์๊ฒ
๊ฐ์ฌํ๋ค.
์ฐธ๊ณ ๋ฌธํ
๊น์ง์, ์ด์ฉ์ญ, ์ ์์ฒ , 2010: ๊ธฐํ๋ณํ ๋์ ์์ด๋ฌ์ ์ฐ๊ตฌ
๋ฐ์ ์ ์ํ ์ ์ฑ ์ฐ๊ตฌ, ๋๊ธฐ, 20(1), 49-61.
์ค์์ฐฝ, ๊น์ง์, 2008: ์ /๋ฌด์ธํญ๊ณต๊ธฐ๋ฅผ ์ด์ฉํ ๊ธฐํ๋ณํ ๊ฐ
์, ๊ธฐ์๊ธฐ์ ์ ์ฑ , 1(3), 85-93.
Chazette, P., J. Sanak, and F. Dulac, 2007: A new approach
for aerosol profiling with a lidar onboard an ultra light
aircraft: application to the African Monsoon
multidisciplinary Analysis, Environ. Sci. Technol.,
41(24), 8335-8341.
Corrigan, C.E., G.C. Roberts, M.V. Ramana, D. Kim, and V.
Ramanathan, 2008: Capturing vertical profiles of
aerosols and black carbon over the Indian Ocean using
autonomous unmanned aerial vehicles, Atmos. Chem.
Phys., 8, 737-747.
Holland, G. J., T. McGeer, and H. Youngren, 1992:
Autonomous Aerosondes for economical atmospheric
soundings anywhere on the globe, Bull. Amer. Meteor.
Soc., 73, 1987-1998.
, P. J. Webster, J. A. Curry, G. Tyrell, D. Gauntlett, G.
Brett, J. Becker, R. Hoag, and W. Vaglienti, 2001: The
aerosonde robotic aircraft: A new paradigm for
environmental observations, Bull. Am. Meteorol. Soc.,
82, 889-901.
Huebert, B. J., T. Bates, P. B. Russell, G. Shi, Y. J. Kim, K.
Kawamura, G. Carmichael, and T. Nakajima, 2003: An
overview of ACE-Asia: Strategies for quantifying the
relationships between Asian aerosols and their climatic
impacts, J. Geophys. Res., 108(D23), 8633, doi:
10.1029/2003JD003550.
Kim, S.-W., P. Chazette, F. Dulac, J. Sanak, B. Johnson, and
S.-C. Yoon, 2009a: Vertical structure of aerosols and
water vapor over West Africa during the African
monsoon dry season, Atmos. Chem. Phys.,9, 8017-
8038.
, S.-C. Yoon, M. V. Ramana, V. Ramanathan, H.
Nguyen, S.-C. Park, M.-H. Kim, 2009b: Aerosol and
Cloud Properties during the Cloud Cheju ABC Plume -
Asian Monsoon Experiment (CAPMEX) 2008: Linking
between Ground-based and UAV Measurements,
American Geophysical Union - Fall Meeting 2009,
abstract #A13K-07.
Nakajima T., S.-C. Yoon, V. Ramanathan, G.-Y. Shi, T.
Takemura, A. Higurashi, T. Takamura, K. Aoki, B.-J.
Sohn, S.-W. Kim, H. Tsuruta, N. Sugimoto, A.
Shimizu, H. Tanimoto, Y. Sawa, N.-H. Lin, C.-T. Lee,
D. Goto, and N. Schutgens, 2007: Overview of the
Atmospheric Brown Cloud East Asian Regional
Experiment 2005 and a study of the aerosol direct
radiative forcing in east Asia. J. Geophys. Res., 112,
D24S91, doi:10.1029/2007JD009009.
Ramana, M. V., V. Ramanathan, D. Kim, G. C. Roberts and
C. E. Corrigan, 2007: Albedo, Atmospheric Solar
Absorption and Heating rate measurements with stacked
๊น์์ฐยท์ค์์ฐฝ 529
Atmosphere, Vol. 20, No. 4. (2010)
UAVs, Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 133, 1913-1931.
, V. Ramanathan, H. Nguyen, Y. Xu, K. Pistone, S.-W.
Kim, S.-C. Yoon, G. Carmichael, J. Schauer, 2009:
Using unmanned aircraft to measure the impact of
pollution plumes on atmospheric heating rates and
cloud properties during the Cheju ABC Plume-Asian
Monsoon Experiment (CAPMEX), American
Geophysical Union-Fall Meeting 2009, abstract
#A13K-08.
, V. Ramanathan, Y. Feng, S-C. Yoon, S-W. Kim, G.
R. Carmichael and J. J. Schauer, 2010: Warming
influenced by the ratio of black carbon to sulphate and the
black-carbon source, Nature Geoscience, 8(8), 542-545.
Ramanathan, V., and P. Crutzen, 2003: New Directions:
Atmospheric Brown โCloudsโ, Atmospheric Environment,
37, 4033-4035.
, V., F. Li, M.V. Ramana, P.S. Praveen, D. Kim, C.E.
Corrigan, H. Nguyen, E. A. Stone, J. J. Schauer, G. R.
Carmichael, B. Adhikary, and S.-C. Yoon, 2007a:
Atmospheric Brown Clouds: Hemispherical and
regional variations in long range transport, absorption,
and radiative forcing, J. Geophys. Res., 112, D22S21,
doi:10.1029/2006JD008124.
, V., M. V. Ramana, G. Roberts, D. Kim, C. E.
Corrigan, C. E. Chung and D. Winker, 2007b: Warming
trends in Asia amplified by brown cloud solar absorption,
Nature, 448, 575-578 doi:10.1038/nature06019.
, V., and G. Carmichael, 2008: Global and regional
climate changes due to black carbon, Nature
Geoscience, 1, 221-227.
, M. Agrawal, H. Akimoto, M. Auffhammer, S.
Devotta, L. Emberson, S.I. Hasnain, M. Iyngararasan,
A. Jayaraman, M. Lawrence, T. Nakajima, T. Oki, H.
Rodhe, M. Ruchirawat, S.K. Tan, J. Vincent, J.Y.
Wang, D. Yang, Y.H. Zhang, H. Autrup, L. Barregard,
P. Bonasoni, M. Brauer, B. Brunekreef, G. Carmichael,
C.E. Chung, J. Dahe, Y. Feng, S. Fuzzi, T. Gordon,
A.K. Gosain, N. Htun, J. Kim, S. Mourato, L. Naeher,
P. Navasumrit, B. Ostro, T. Panwar, M.R. Rahman,
M.V. Ramana, M. Rupakheti, D. Settachan, A.K.
Singh, G. St. Helen, P.V. Tan, P.H. Viet, J. Yinlong,
S.C. Yoon, W.C. Chang, X. Wang, J. Zelikoff and A.
Zhu, 2008: Atmospheric Brown Clouds: Regional
Assessment Report with Focus on Asia, published by
the United Nations Environment Program, Nairobi,
Kenya, pp. 1-360. (see : www.unep.org/pdf /
ABCSummaryFinal.pdf)
Appendix A : Atmospheric Brown Clouds์ ์ ์
์ ๊ตญ๋ฌธ ๋ฒ์ญ
(1) ๋๊ธฐ๊ฐ์์ฐ๋ฌด (Atmospheric Brown Clouds)์
์ ์: 2008๋ 12์ ๋คํ ์นดํธ๋ง๋ (Kathmandu)์์
์ด๋ฆฐ ์ 10์ฐจ ABC Science Team ๋ฏธํ ์์ ๋๊ธฐ๊ฐ์
์ฐ๋ฌด (Atmospheric Brown Clouds)๋ฅผ โํ์ ์ฐ๋ฃ
(fossil fuel)์ ๋ฐ์ด์ค๋งค์ค ๋ฒ๋ (biomass burning) ๋ฑ
์์ฐ์ ยท์ธ์์ ์ผ๋ก ๋ฐ์ํ ์์ด๋ฌ์๊ณผ ๊ทธ ์ ๊ตฌ๋ฌผ์ง
(precursor, ์, SO2, NO2, VOCs) ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๋๋ฅ๊ถ ์ค์กด
(O3)์ ํฌํจํ๋ ๊ฒโ์ผ๋ก ์ ์ํ์์ผ๋ฉฐ, ๋๊ธฐ๊ฐ์์ฐ๋ฌด
๋ ๋๋ฅ๊ถ ํ์ธต๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ์คยท์์ธต์ ๊ด๋ฒ์ํ๊ฒ
์กด์ฌํ๋ ๋๊ธฐ ์ค์ผ์ธต์ผ๋ก ๊ธฐ์กด์ ์ง๋ฉด ๊ทผ์ฒ์ ๊ตญํ
๋ ๋๊ธฐ์ค์ผ๊ณผ๋ ๊ตฌ๋ณ๋จ์ ๊ฐ์กฐํ์๋ค.
(2) Atmospheric Brown Clouds์ ๋ฒ์ญ: ๋ฏธ๊ตญ ์คํฌ
๋ฆฝ์คํด์์ฐ๊ตฌ์ (Scripps Institution of Oceanography)
์ V. Ramanathan ๊ต์์ ๋ ์ผ ๋ง์ค ํ๋ํฌ์ค ์ฐ๊ตฌ
์(Max Planck Institutes)์ P. Crutzen ๊ต์ (1995๋
๋ ธ๋ฒจ ํํ์ ์์)๋ ๊ฐ์ ๋ ๋ฅผ ์ด๋ฃจ๋ฉด์ ๊ด๋ฒ์ํ ์ง
์ญ์ ์กด์ฌํ๋ ๋๊ธฐ ์ค์ผ์ธต์ โAtmospheric Brown
Cloudsโ๋ก ๋ช ๋ช ํ์๋ค (Ramanathan and Crutzen, 2003).
๊ธฐ์ํ์ ์ธ ๊ด์ ์์ Cloud ๋์ Haze (์ฐ๋ฌด)๋ผ๋ ํ
ํ์ด ๋ ์ ํํ๋, ์๋ ์ต๋๊ฐ ํฌํ์ํ์ ๋๋ฌํ๋ฉด
Haze๊ฐ ๊ตฌ๋ฆ์ด ๋ ์ ์์ด, Haze ๋์ ์ Cloud๋ฅผ ์ฌ
์ฉํ๋ค๊ณ ์ธ๊ธํ๊ณ ์๋ค. ๊ตญ๋ด์์ ์ข ์ ๊น์ง ์ด๋ฅผ ์ง
์ญํ์ฌ โ๋๊ธฐ๊ฐ์๊ตฌ๋ฆโ์ผ๋ก ํํํ์์ผ๋, ๊ตฌ๋ฆ์ด๋ผ๋
์ฉ์ด๊ฐ ๋น์ ๋ฌธ๊ฐ๋ค์๊ฒ ํผ๋์ ์ ๋ฐํ ์ ์์ด 2010
๋ 6์ ๊ตญ๋ด ABC ์ฐ๊ตฌํ์ด ์ฐธ์ฌํ K-ABC ํ์์์
โAtmospheric Brown Cloudsโ๋ฅผ๋ก ๋ฒ์ญํ๊ธฐ๋ก ๊ฒฐ์ ํ
๋ฐ, ๋ณธ ๋ ผ๋ฌธ์์๋ ์ด๋ฅผ ์ฌ์ฉํจ.
Appendix B : ๋ฌด์ธํญ๊ณต๊ธฐ์ ๊ตญ๋ด ์ดํญ ์น์ธ ๋ฐ ๋นํ
๊ตญ๋ด์์ ๋ฌด์ธํญ๊ณต๊ธฐ์ ์ดํญํ๊ธฐ ์ํด์๋ Fig. A1.
๊ณผ ๊ฐ์ด (1) ๋ฌด์ธํญ๊ณต๊ธฐ ์์ ๊ฒ์ฌ (๊ตํต์์ ๊ณต๋จ)์
ํตํ ํญ๊ณต๊ธฐ ์ ์ ๋ฑ๋ก ๋ฐ ๋นํํ๊ฐ์ ๋ฐ๊ธ (๊ตญํ ํด
์๋ถ ์ฐํ ์์ธ์ง๋ฐฉํญ๊ณต์ฒญ ๋ฐ ๋นํ์ง์ญ ํญ๊ณต๊ด๋ฆฌ์ฌ๋ฌด
์)๊ณผ (2) ๋ฌด์ธํญ๊ณต๊ธฐ ๋นํ ๊ณต์ญ (๊ตญํ ํด์๋ถ) ๋ฐ ๋ฌด
์ ์ฃผํ์ (๋ฐฉ์กํต์ ์์ํ ๋ฐ ์ฐํ ์ ํ์ฐ๊ตฌ์) ์ฌ
์ฉ ํ๊ฐ๋ฅผ ๋ฐ์์ผ ํ๋ค.
์๊ธฐ ์ ์ฐจ๋ฅผ ํตํด ๋ฌด์ธํญ๊ณต๊ธฐ ์ดํญ ์น์ธ์ ๋ฐ๊ณ ๋
ํ ์ค์ ๋ก ๋นํ์ ํ ๋์๋ ์ ์ธํญ๊ณต๊ธฐ์ ๋์ผํ๊ฒ
์ดยท์ฐฉ๋ฅ๋ถํฐ ๋นํ ๊ณ ๋ ๋ฑ์ ๋นํ ๊ด์ ์๋ก๋ถํฐ ์ค
์๊ฐ ๊ด์ ๋ฅผ ๋ฐ๊ฒ ๋๋ค. CAPMEX 2008 ๋์์๋ ์
์ฃผ๊ตญ์ ๊ณตํญ ์ ๊ทผ๊ด์ ์ (๊ณตํญ ๊ด์ ํ)์ ์ค์๊ฐ ๋นํ
ํ๊ฐ ๋ฐ ๊ด์ ๋ฅผ ๋ฐ์์ผ๋ฉฐ, 1ํ ๋นํ ์ ์ต๋ 4์๊ฐ,
์ต๋ 13,000 ํผํธ๊น์ง ๋นํ์ ํ์๋ค. ๋ํ, ๋ฌด์ธํญ๊ณต
๊ธฐ์ ์์ ํ ์ดํญ์ ํ๋ณดํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ์ฌ์ ํ๊ฐ ๋ฐ์
530 ๋ฌด์ธํญ๊ณต๊ธฐ๋ฅผ ์ด์ฉํ ๋๊ธฐ๊ฐ์์ฐ๋ฌด์ ๊ธฐํํจ๊ณผ ์ฐ๊ตฌ
ํ๊ตญ๊ธฐ์ํํ ๋๊ธฐ ์ 20๊ถ 4ํธ (2010)
๋นํ ๊ณต์ญ์ ๋ํด์๋ NOTAM (NOtice To AirMan;
๋นํ ์ ํ ๋๋ ๋นํ ๊ธ์ง ์ฌํญ์ ํญ๊ณต ์ข ์ฌ์์๊ฒ
์๋ ค์ฃผ๋ ์ ๋ณด)์ ํตํด ๋ฌด์ธํญ๊ณต๊ธฐ์ ๋นํ ๋์์๋
๋นํ ์ง์ญ์ ๋ํ ์ ์ธ๋นํ๊ธฐ์ ์ ๊ทผ์ ์ฌ์ ์ฐจ๋จํ
๋ฐ ์๋ค.
Fig. A1. Unmanned aircraft flight approval process