드론을 활용한 고도별 블랙카본 측정

초록

본 연구에서는 드론 플랫폼 기반 측정 시스템을 활용하여 상공에서 블랙카본(Black Carbon, BC)의 고도별 농도를 측정하였다. BC 측정에 사용된 소형 Aethalometer는 필터에 BC가 축적됨에 따라 빛의 감쇠(ATN)에서 비선형성이 발생하며, Non-BC 입자가 축적되면서 ATN 측정에 간섭을 일으켜 실제 BC 농도와 측정치 간에 오차를 유발한다. 이를 보정하기 위한 많은 연구가 진행되었으며, 현장 실험에서는 다양한 보정식을 적용한다. 그러나 동일한 Aethalometer 모델이라도 고유한 보정식이 존재하지 않아, 각 장비별로 보정식을 도출하고 적용해야 한다. 본 연구에서는 Catalytic Stripper로 샘플링 라인을 350°C로 가열하여 Non-BC 입자의 축적에 따른 오차를 최소화하고, BC 입자의 측정에만 영향을 고려한 보정식을 도출하였다. 또한, Optical Particle Counter (OPC)를 사용하여 Non-BC와 BC 농도 비율을 반영한 보정식을 개발하였으며, 레이저유도백열법 기반의 Single-Particle Soot Photometer가 기준기로 사용되었다. 이후 소형 Aethalometer와 OPC를 탑재한 드론 측정 시스템을 통해 상공 대기 중 BC 농도를 정확하게 측정하고, 고도별 농도 변화를 분석하였다.