Atmospheric Observation & Analysis
Pusan National Univ. · Dr. Changhyoun Park
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Course Introduction & Guidelines
관측 기본 이론 및 원리, 연구윤리 교육
기상청 견학 발표, 온도계 실험 실습
필드 관측, 데이터 분석 및 발표
관측 심화학습, 최종 발표
History of Atmospheric Measurements
Satellite Observation Systems
NASA의 Earth Observing System (EOS)은 다양한 위성으로 대기·해양·지표를 관측합니다. A-Train은 7개 위성이 수 분 간격으로 배열된 위성 군집입니다.
지표·대기 복사 관측
EOS flagship수문 순환 관측
A-Train대기 화학 성분 관측
A-Train구름 구조 레이더 관측
A-Train에어로졸·구름 라이다 관측
A-Train열대 강수량 관측
Tropical| 장비명 | 정식 명칭 | 관측 대상 |
|---|---|---|
| HIRDLS | High Resolution Dynamics Limb Sounder | O₃, H₂O, CH₄, N₂O, CFCs — 적외선 |
| MLS | Microwave Limb Sounder | O₃, ClO, BrO, H₂O — 마이크로파 |
| OMI | Ozone Monitoring Instrument | O₃, SO₂, NO₂, 에어로졸 — UV·가시광 |
| TES | Tropospheric Emission Spectrometer | 대류권 O₃, CO, CH₄ — 적외선 |
Temperature & Relative Humidity Sensors
기온
상대습도
기압
풍속 / 풍향
복사
토양수분
| 항목 | 사양 |
|---|---|
| 작동 온도 | -40°C ~ +60°C |
| Probe 길이 / 직경 | 7.1 cm / 1.2 cm |
| 필터 | 0.2 μm Teflon membrane |
| 전력 소모 | < 2 mA |
| 공급 전압 | 7 ~ 28 VDC |
| 안정화 시간 | 전원 인가 후 1초 |
센서: 1000 Ω PRT, DIN 43760B
측정: -40°C ~ +60°C
출력: 0 ~ 1.0 VDC
정확도: ±0.5°C (0~40°C)
측정: 0 ~ 98% (비응결)
출력: 0 ~ 1.0 VDC
정확도: ±3% (0~90% RH)
±5% (90~98% RH)
⚠ 배선 순서: ① Blue (접지) → ② Black (온도) → ③ White (습도) → ④ Clear (Shield) → ⑤ Brown (전원, 마지막)
CO₂ Measurement Principles (NDIR)
선형 분자 (O=C=O), 결합각 180°
무색·무취 기체, 밀도 1.98 kg/m³
수용액에서 탄산(H₂CO₃) 생성
온실기체, 탄소순환, 기후변화 핵심
Non-Dispersive Infrared — 적외선 흡수 원리로 CO₂ 농도를 측정합니다.
적외선 램프에서 빛이 튜브를 통과, CO₂ 파장의 IR만 흡수
CO₂ 흡수 파장만 투과하는 필터 통과
흡수되지 않은 나머지 빛의 양 측정
방출 IR - 수신 IR 차이 → CO₂ 농도 비례 계산
| 분광법 | 파장대 | 에너지 |
|---|---|---|
| Rotational 회전 | Millimeter-wave | 낮음 |
| Vibrational 진동 | Infrared (μm) | 중간 |
| Electronic 전자 | UV-Visible | 높음 |
Ambient Air Sampling
특정 장소·시간의 대기를 대표하는 시료를 채취하여 질량/부피 농도로 평가할 수 있어야 하며, 시료의 화학적·물리적 특성을 원치 않는 방식으로 변화시키지 않아야 합니다.
방우 설계, 유리/Teflon/스텐 재질
흡착제, 필터, 챔버
진공 펌프
질량유량계, 로타미터
비반응성 재질 사용 (유리, Teflon). 체류시간 최소화로 반응성 물질 손실 방지. 수집 매체: 액체/고체 흡착제, 진공 플라스크, Cryogenic trap.
질량 농도, 입경, 화학 조성 고려. PM₂.₅, PM₁₀ 규격. 연소, 비산먼지, 기체-입자 전환 과정 구분.
펌프 없이 채취 (Dustfall bucket). 100년+ 사용 방법. 장점: 이동성, 편의성, 신뢰성, 저비용.
Lab Report Writing Guide
| # | 항목 | 설명 |
|---|---|---|
| 1 | 제목 | 구체적인 실험 주제 |
| 2 | 일시 / 날씨 / 장소 | 기본 정보 기입 |
| 3 | 실험목적 | 명확한 목표 기술 |
| 4 | 실험내용 | 방법, 순서, 그림 포함 |
| 5 | 실험결과 | 표와 그림으로 표현 |
| 6 | 토론·정리·결론 | 서술형 + 문제점 분석 |
| 7 | 참고문헌 | 인용 서적·자료 목록 |
서술형보다 표와 그림을 활용하여 일목요연하게 정리할 것
구어체 사용 금지: '몇 °C가 나왔다' → '몇 °C로 측정되었다'
실험 노트에 측정치·결과를 반드시 기입 (성공·실패 모두)
토론·결론은 개인적 생각이 아닌 실험 목적에 따른 구체적 결론을 기술
연구 요약
연구 배경·목적
연구 방법
연구 결과
논의·고찰
참고문헌
Field Practice & Observation
장소: 부산항 제5부두
인원: 14명
기상 관측선(기상1호)에서 해양기상 관측 장비와 관측 방법을 직접 체험하는 현장학습
기상·대기환경 관련 사진 6장 촬영
각 사진마다: 이름, 장소, 시간, 이론적 설명, 감성적 감상 요약
※ 하늘 사진(구름·노을)은 1장만 허용
| 기지명 | 설치 연도 | 상태 |
|---|---|---|
| 이어도 해양과학기지 | 2003년 | 운영 중 |
| 황해중부 부이 | 2007년 | 운영 중 |
| 가거초 해양과학기지 | 2009년 | 운영 중 |
| 독도 해양과학기지 | 2013년 | 준공 예정 |
| 백령도 기지 | 2015년 | 계획 |