필터 기반 Aethalometer 보정과 고도별 블랙카본 측정으로의 활용

초록

지구온난화로 인한 기후변화는 지구환경 및 식생에 큰 영향을 미치며, 이로 인한 기후위기를 초래할 수 있다. 지구온난화는 대기 중 물질이 태양 복사에너지를 흡수하거나 지표로 재방출함으로써 양의 복사강제력(Radiative forcing) 증가로 전 지구적 온도가 증가하는 현상이다. 블랙카본은 태양 복사에너지를 흡수하는 특성을 가지고 있어 지구온난화에 큰 영향을 미치는 역할을 한다. 하지만 블랙카본의 광흡수 특성은 블랙카본 표면의 non-absorbing 코팅으로 인한 lensing effect로 크게 변화하며 이로 인해 기후변화에 미치는 대기 중 블랙카본의 영향은 큰 불확실성을 가지고 있다. 또한, 입자상 물질의 경우 여러 기상 조건이나 공기층 이동 등의 영향으로 인해 고도에 따른 질량 농도, 직경 분포 및 화학적 조성 등에 큰 차이를 보일 수 있다. 따라서 고도에 따른 농도 분포를 분석하는 것은 오염배출원을 추정하거나 입자의 생성 기작 및 거동을 이해하는데 도움이 된다. 또한 대기질 및 기후 모델링 검증 및 원거리 측정장비의 검교정 등 많은 부분에 있어 상공 데이터의 축적이 필요하다. 본 연구에서는 고도에 따른 블랙카본 농도 변화를 측정할 수 있는 드론 기반의 블랙카본 측정 시스템을 구축하고 필터 기반 소형 Aethalometer(model AE51)를 탑재하였다. 이때 Aethalometer가 가지고 있는 입자의 loading에 의한 측정 오차를 Single-particle soot photometer(SP2)를 이용하여 보정하였으며, 수도권 내 미세먼지 우심지역에 속하는 인천지역 상공에서의 블랙카본 농도 변화를 측정하였다.