Investigation of SO2 Effect on OMI-TOMS and OMI-DOAS Ozone in High SO2 Regions

Abstract

본 연구에서는 2005년부터 2008년 사이에 OMI (Ozone Monitoring Instrument) 센서 측정을 이용한 오존(O3) 산출 시에 이산화황(SO2)이 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 이산화황의 농도가 높은 화산 폭발(Anatahan, La Cumbre, Sierra Negra, Piton)의 경우와 중국 공업지대에서 OMI-TOMS (Total Ozone Mapping Spectrometer) 알고리즘으로부터 산출된 오존전량은 OMI-DOAS (Differential Optical Absorption Spectrometer) 알고리즘으로부터 산출 된 오존전량과 비교되었다. 화산 폭발의 경우, OMI-TOMS 오존전량은 TRM-STL (middle and upper troposphere and stratosphere)에 존재하는 이산화황의 양이 증가함에 따라서 함께 증가하는 경향이 나타났다. TRM-STL 이산화황과 OMI-TOMS 오존전량 사이의 높은 상관성(R (Correlation coefficient) = 0.54)이 나타난 반면, TRM-STL 이산화황과 OMI-DOAS 오존전량 사이의 낮은 상관성(R = 0.11)이 나타났다. TRM-STL 이산화황과 두 오존전량 값의 차이(T-D)사이의 높은 상관성(R = 0.54)가 나타났으며, 이와 함께 이산화황 농도 증가에 따른 T-D 값은 90 DU에 가깝게 나타났다. 중국 공업지대에서 PBL (planetary boundary layer)내의 이산화황 농도 증가에 대하여, 화산 폭발의 경우보다 약하지만 T-D 가 증가하는 경향성(R = 0.36)이 나타났다. 고층(TRM, STL)의 이산화황과 저층(PBL)의 이산화황이 증가하는 경우 T-D가 다르게 나타나는 것은 이산화황이 존재하는 고도에 따라서 T-D에 미치는 영향이 다름을 의미한다. 이는 OMI-TOMS 오존전량을 산출하는데 사용되는 파장영역(317.5 nm)에서 행성경계층에서 이산화황에 의해 흡수되는 복사휘도의 감소된 민감도에 의한 것으로 생각된다. 이외에도, T-D는 PBL 이산화황에 대한 계절적 의존성을 보여준다. 중국 공업지대와 비교하여 이산화황의 농도가 비교적 낮게 나타나는 터키와 미국 서부 지역에서

T−D

는 여름철에 양의 최댓값이 나타났으며, 겨울철에는 음의 최댓값이 나타났다. 하지만, 중국 공업지대에서는 T-D의 특정한 계절적 변동이 나타나지 않았다. 봄철에 낮은 PBL 이산화황 농도와 겨울철에 높은 PBL 이산화황 농도에 의한 것으로 생각된다.