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1 Climate Change Research( 한국기후변화학회지 ) Vol. 2, No. 1, 2011, pp. 1~ 년제주고산의이산화탄소농도현황및고농도사례분석 Analysis of the Characteristics and High Concentrations of Carbon Dioxide Measured at the Gosan Site in Jeju, Korea in 2007 김승연 이재범 유정아 홍유덕 송창근 Kim, Seung-Yeon, Lee, Jae-Bum, Yu, Jeong-Ah, Hong, Yu-Deog and Song, Chang-Geun 국립환경과학원기후변화연구과 Climate Change Research Division, National Institute of Environmental Research, Korea 요지제주고산지역의이산화탄소 ( 이하 CO 2) 농도현황을분석하기위해세계온실가스자료센터 ( 이하 WDCGG) 에등록되어있는관측소농도와비교한결과, 청정한지역인남반구보다인구가밀집해있고, 산업활동이활발한북반구의농도가더높게나타났으며, 특히북반구중에서도한반도를포함한아시아지역농도가최근급증하고있는이지역 CO 2 배출량으로인해가장높게나타났다. 특히, 제주고산지역은아시아다른관측소와비교하여농도값이다소높게나타나는경향을보였으며, 그요인을분석하기위해고농도사례를선정하여계절별분석을수행하였다. 그결과, 1 월에는서고 / 동저의기압배치가형성되어중국으로부터의기류가유입되었을때고농도가발생하였으며, 일반대기오염물질의농도비를이용한요인분석및역궤도추적에서도장거리이동에의한영향인것으로나타났다. 반면, 8월에는국지적인영향으로인한고농도사례가많았으며, 이는북태평양고기압에의해대기가정체되어식물의호흡작용에의해발생한 CO 2 가축적되면서야간시간대에급격한농도증가때문인것으로보인다. 5월, 11월에는이동성저기압에의해중국으로부터의기류가유입되면서장거리이동에의한고농도사례가많았으며, 5월 25~27일의황사사례에서도높은 CO 2 농도값이나타났다. 키워드 : 고산, 이산화탄소농도, 고농도사례, 장거리영향 ABSTRACT In order to identify the current state of the CO 2 concentrations at the Gosan site in Jeju, the data from the Gosan station was compared with the ones from domestic and foreign sites regis- Corresponding author : cksong@korea.kr 접수일자 : / 수정일자 : / 채택일자 :

2 2 김승연 이재범 유정아 홍유덕 송창근 tered in the World Data Centre for Greenhouse Gases(WDCGG). As a result, the CO 2 concentrations in the Asian region including Gosan site were higher than in the other continents, which can be explained that the CO 2 emissions in the Asian region have been rapidly increasing due to the recent economic growth. In comparison with ther Asian-Pacific sites (i.e., Ryori, Waliguan, and Mauna Loa), Gosan site showed the highest CO 2 concentrations because this site can be easily affected by China emissions. With the trajectory analysis and the ratios of air pollutants, we found that the high concentrations of Gosan site in January were mainly caused by the long-range transport from China, while in August the high concentration in the night time by the stagnation and the active plant respiration. Also, in May and November it occurred as the polluted air from China was transported with migratory cyclone. Key words : Gosan, CO 2 Concentration, High Concentration, Long-Range Transport 1. 서론온실가스는태양광선의짧은파장에관하여는투과하고지구에서방출하는적외선영역의긴파장은잘흡수하는기체로, 이산화탄소 ( 이하 CO 2), 메탄 ( 이하 CH 4), 아산화질소 ( 이하 N 2O) 등이있다. 가장많이배출되는 CO 2 의경우주배출원은화석연료이며, 인간활동으로인한배출로인해대기중농도는계속해서증가하고있다. 1750년이후대기중 CO 2 농도는 38% 증가하였으며 (WMO, 2009), 2005년농도 (379 ppm) 는빙하코어에서결정된과거약 65만년전의자연적변동범위 (180~300 ppm) 를상당히초과하고있다 (IPCC, 2007). 또한, 이렇게배출된 CO 2 는양의복사강제력으로작용하여지구온난화에기여하고있는데, 온실효과유발기여도가 63.5% 로, CH 4(18.2%), N 2O(6.2%) 보다매우높은것으로나타났다 (WMO, 2009). 세계기상기구 (WMO: World Meteorological Organization) 는 CO 2 를비롯한온실가스를지속적으로감시하기위해 1989년부터지구대기감시 (GAW: Global Atmosphere Watch) 프로그램하에전지구대기환경을계속적으로측정하고있다. GAW 관측소는인간과식생활동에영향을 받지않는지구급관측소 (global station) 와지리적특색이나인위적배출원의영향을완전히배제할수없는지역급관측소 (regional station), GAW에정식등록되어있지는않지만자료를공유하는협력관측소 (contributing station) 가있다. 1958년지구급관측소인하와이마우나로아 (Mauna Loa) 에서온실가스중 CO 2 농도관측이시작됐으며, 현재 63개국 316개의관측소에서측정한온실가스와관련물질들에대한관측자료를세계온실가스자료센터 (World Data Center for Greenhouse Gases; 이하 WDCGG) 에서제공하고있고 (Fig. 1), 매년자료집으로발간된다 (WMO, 2010). 국내에서도대기중 CO 2 의농도변동을감시하기위해기상연구소와서울대가공동으로 1990 년 8월제주고산에서플라스크샘플링방법을최초로수행한바있으며 ( 조하만등, 1995; 박미경, 1997), 한국교원대학교에서는 NOAA/CMDL 관측망의하나로충남태안군파도리에서 1990년 10월부터측정하고있다 (Bakwind et al., 1998; Dlugokencky et al., 1993). 기상청은 1992년부터전남무안기상대에서시작된온실가스관측업무가지구대기감시센터로 1998년 4월에이전되면서, 안면도에서지금까지계속해서관측을수행하고있다 ( 기상청, 2007). 환경부에서도 2002년부

2007년 제주 고산의 이산화탄소 농도 현황 및 고농도 사례 분석 3 면 고산리 서쪽 끝(33 17'N, 126 10'E)에 위치하 고 있고, 측정소의 높이는 약 72 m이며, 대기 중 시료 채취는 관측소 건물 옆에 설치된 지상으로 부터 약 10 m 기상탑 상단에 설치된 대기 시료 의 채취통을 사용하고 있다(Fig. 2).

1차 여과를 통해 유입된 시료는 제습기의 cold trap을 통해 1차적으로 대부분의 수분을 제 거하게 되고, 수분이 제거된 시료는 2차 여과장 치와 비분산적외분석기(Non-dispersive InfraRed 터 제주도 고산에 위치한 지구대기측정소에서 analyzer; NDIR, Ultramat-6) 자체 cooling 시스템 CO2를 감시하고 있으며,

3 2007년 제주 고산의 이산화탄소 농도 현황 및 고농도 사례 분석 3 면 고산리 서쪽 끝(33 17'N, 'E)에 위치하 고 있고, 측정소의 높이는 약 72 m이며, 대기 중 시료 채취는 관측소 건물 옆에 설치된 지상으로 부터 약 10 m 기상탑 상단에 설치된 대기 시료 의 채취통을 사용하고 있다(Fig. 2). 시료 채취 입 구는 stainless steel 망(50 mesh)을 부착하여 큰 입자나 곤충들이 들어오지 못하도록 되어 있으 며, 원통형으로 열린 부분이 아래로 향하게 하였 Fig. 1. Global atmosphere monitoring stations for GHGs ( 다. 1차 여과를 통해 유입된 시료는 제습기의 cold trap을 통해 1차적으로 대부분의 수분을 제 거하게 되고, 수분이 제거된 시료는 2차 여과장 치와 비분산적외분석기(Non-dispersive InfraRed 터 제주도 고산에 위치한 지구대기측정소에서 analyzer; NDIR, Ultramat-6) 자체 cooling 시스템 CO2를 감시하고 있으며, 이밖에도 CH4, N2O, 염 을 차례로 거쳐 30초 주기로 자동 측정된다. 이 화불화탄소 3종(CFC-11, CFC-12, CFC-113)을 렇게 측정된 30초 CO2 농도값을 가지고 적절한 지속적으로 측정하고 있다(주옥정 등, 2007). 특 자료 선정 과정을 거쳐 1시간 평균, 일평균, 월평 히 제주 고산 지점은 동아시아 지역에서 지리적 균값을 도출한다(주옥정 등, 2007; 국립환경과학 으로 매우 중요한 지점에 위치하고 있으므로, 제 원, 2007). 주 고산에서 관측되는 온실가스 값은 동아시아 지역의 매우 중요한 자료로 활용되고 있다(조하 2.2 농도 분석 방법 만, 2001). 연속 측정 자료의 경우 풍향의 변화에 따라 농 본 연구에서는 제주도 고산에 있는 지구대기 도분포가 다양하게 나타나며, 전체 자료 중 적절 측정소에서 측정한 CO2 농도 자료를 가지고 한 기법을 통하여 배경대기를 대표할 수 있는 관 WDCGG에 등록되어 있는 102개 국내 외 관측 측 자료를 선별해 내는 과정이 필요하다. 지구대 소 자료와의 비교를 통해 한반도 배경대기의 기측정소는 제주도 남서쪽 해안에 위치하고 있으 CO2 농도 수준을 진단하였다. 또한, 제주 고산 CO2 농도에 영향을 미치는 요인을 파악하기 위 해 CO2 고농도 사례를 선정하여 분석하였다. 2. 연구 내용 및 방법 2.1 제주 고산 지구대기측정소 제주도 고산 지구대기측정소는 한반도 배경대 기질 수준을 분석하기 위하여 국내의 국지적인 오염원에 의해 영향을 적게 받는 청정지역에 설 Fig. 2. Status of global climate change monitor- 치되어 있다. 측정 지점은 제주도 북제주군 한경 ing station at Gosan, Jeju.

4 4 김승연 이재범 유정아 홍유덕 송창근 며, Fig. 3에서보는바와같이동풍계열의바람이불어올때제주지역의영향으로인해 CO 2 농도가높게나타난다 ( 국립환경과학원, 2007). 따라서이러한지역적특성을고려하여제주도내륙의영향을받을수있는풍향과풍속범위의 CO 2 농도자료는제거해주는방법으로자료를처리하였으며, 그절차는다음과같다 (Fig. 4; 국립환경과학원, 2008). 1. 매시간평균농도는측정장비의운영상이상자료를배제한원시자료로부터계산되며, 원시자료가 60개미만일때제거된다. 2. 풍향이 67.5 일때풍속 <22 m/s, 22.5, 45, 90, 일때풍속 <11 m/s 자료는삭제한다 ( 국지적영향배제 ). 3. 만약에하루중시간자료의개수가 7개이하이면그날의일평균값은제외한다. 4. 위과정을수행한후의자료는잘혼합된대기에서의매시간배경농도자료이다. 5. 일평균농도는시간평균농도로부터계산된다. 6. 월평균농도는일평균농도로부터계산되 며, 산정시월평균값 ±2σ외의일평균값은제거한다. 이방법은일본기상청에서사용하는표준편차를이용한통계처리방안과의비교결과, 더높은회수율과낮은농도변동성을보이고있었고, 지역적영향으로인한고농도사례를잘처리한바있다 ( 국립환경과학원, 2007). 또한, 제주고산의 CO 2 농도에영향을미치는원인을살펴보고자고농도사례분석을수행하였다. 고농도사례는월평균농도보다높은값이장시간지속되었던사례를선정하였으며, 지구대기측정소에측정한 2007년시간평균 CO 2 농도자료를이용하였다. 제주고산관측소는 2006~ 2007년의농도가다소높았으며, 2006년여름철자료의부재로 2007년을대상으로다른관측소와의비교분석및고농도사례분석을수행하였다. 이밖에도동기간의일반대기오염물질자료와기상자료 ( 풍향, 풍속, 기온, 습도, 해면기압, 강수량 ), 역궤적 (HYSPLIT model) 및일기도를분석하였고, 요인분석을위해대기오염물질의화학적조성비를이용하였다. 김인애등 (2008) 과김나 Fig. 3. CO 2 concentration by the wind direction at Gosan station in 2006 (NIER, 2007).

5 2007 년제주고산의이산화탄소농도현황및고농도사례분석 5 는기타로정의하였다. ( SO2 ( t) / Low _ SO2 ) N _ SO2 / N _ NO2 = ( NO ( t) / Low _ NO ) (1) N_SO 2: Normalized SO 2 concentration N_NO 2: Normalized NO 2 concentration SO 2(t): Hourly SO 2 concentration (ppb) 2 2 Fig. 4. The data selecting method using wind direction and speed in Gosan, Jeju (NIER, 2007; NIER, 2008). 경등 (2006) 은제주도고산의 1차대기오염물질의화학적조성비를통해오염원과수송형태의특징을살펴본바있다. NOx는체류시간이약 1~4일정도로 CO와 SO 2 가각각몇개월, 몇주에이르는것에비하면상대적으로짧다. 따라서일반적으로 CO/NOx와 SO 2/NOx 비가높으면이는장거리이동에의한영향을많이받은것으로추정할수있다 ( 김인애등, 2008). 환경부측정망에서는 NOx 대신 NO 2 를측정하고있는데, 제주고산에서측정한 NO의농도는 NO 2 농도의 10% 에도해당하지않는낮은농도를보이므로, 기준치를비교하는데크게문제가없는것으로판단된다 ( 신혜정등, 2002). 그러므로본연구에서는 NOx 대신 NO 2 를이용하였다. 또한, 기존연구에서는궤적군집분석 ( 김인애등, 2009) 및특별관측사례 ( 김나경등, 2006) 에서의 SO 2/NO 2 비를산출하여사례별비교를통해장거리 / 국지영향여부를판단하였다. 그러나본연구에서는 CO 2 비고농도사례에서의일반대기오염물질의농도로정규화한 N_SO 2/N_NO 2 비를이용하여고농도요인을분석하였다. 다음과같은식 (1) 을통해산출된 N_SO 2/N_NO 2 비가 1.1을초과하는경우는장거리이동에의한영향, 0.9 미만인경우는국지적인영향으로분류하고, 0.9 이상 1.1 이하 NO 2(t): Hourly NO 2 concentration (ppb) Low_SO 2: Average SO 2 concentration during nonhigh concentration event of CO 2 (ppb) Low_NO 2: Average NO 2 concentration during nonhigh concentration event of CO 2 (ppb) 3. 연구결과및고찰 3.1 제주고산의농도현황제주고산지역의 CO 2 농도현황을분석하기위해 WDCGG에등록되어있는온실가스관측소중 2007년농도자료를제공한 102개소자료를이용하여, 2007년 CO 2 농도현황을비교 분석하였다. 2007년전지구평균 CO 2 농도는 ppm이며, 북반구는평균보다높은 ppm, 남반구는평균보다낮은 ppm의농도수준을보였다. 이는비교적청정한지역인남반구보다인구가밀집해있고, 산업활동이활발한북반구의 CO 2 농도가높게나타나고있음을의미한다. 대륙별로살펴보면아시아, 유럽, 북아메리카순으로 CO 2 농도가높게나타나고있다 (Table 1). 그리고아프리카와남서태평양지역은 ppm 으로전지구평균보다낮은값을보였으며, 남아메리카지역이남극과비슷한농도값을보였다. 남아메리카지역의경우는관측소도다른지역에비해현저히적을뿐만아니라남아메리카대륙내가아닌상대적으로깨끗한해양에관측소가위치해있기때문에제일낮은값을보인것으로판단된다 (Fig. 5(a)). Fig. 5(a) 는 102개 WDCGG

6 6 김승연 이재범 유정아 홍유덕 송창근 Table 1. A comparison of continental CO 2 concentrations in 2007 Number of stations CO 2 (ppm) Asia Europe N. America Continent Africa S-W Pacific Antarctica S. America Hemisphere Northern Southern Total 관측소의 2007년농도값을보여주며, Fig. 5(b) 는 NASA-Aqua 위성에탑재되어있는 AIRS(Atmospheric Infrared Sounder) 에서측정한 CO 2 농도의 2007년전지구평균값이다. 위성자료는지상자료의공간적한계를보완할수있기때문에, CO 2 의 source/sink 및전지구적인 CO 2 수송탐지에적합하다. 이두자료를비교해보면, 일부지상관측소자료가위성자료보다더높은농도값을보이긴하나, 전반적인농도분포경향은비슷한것을알수있다. 위성자료를통해서도남반구보다북반구의농도값이더높음을알수있으며, 특히, 유럽, 북아메리카지역보다아시아지역의농도값이더높게나타났다. 또한, 태평양을가로지르는 CO 2 밴드를확인할수있는데, 이는대기중체류시간이비교적긴 CO 2 의장거리수송을시사하고있다. 이처럼아시아지역의 CO 2 농도가북아메리카와유럽보다높게나타난이유는최근몇년간중국을비롯한아시아에위치해있는국가들의 CO 2 배출량이급증했기때문인것으로보인다. 2007년 CO 2 배출량통계자료를살펴보면 (Fig. 6(a)), 중국의 CO 2 배출량이미국보다많으며, 10 (a) (b) Fig. 5. The global distributions of CO 2 concentrations in 2007 by (a) WDCGG stations and (b) AIRS.

7 2007 년제주고산의이산화탄소농도현황및고농도사례분석 7 (a) (b) Fig. 6. A comparison of (a) national CO 2 emissions from fuel combustion in 2007, and (b) change of CO 2 emissions for 1990~2007 (IEA, 2009). 위권안에아시아지역에속해있는나라들이다수포함되어있었다. 또한, Fig. 6(b) 는 90년대비 07년의 CO 2 배출량변화율로, 중국, 인도, 대한민국, 이란의 CO 2 배출량이 100% 이상증가한것을확인할수있다 (IEA, 2009). 제주도고산지역의 2007년 CO 2 평균농도는 ppm으로아주높고, 최근 6년간 ( 02~ 07 년 ) 계속해서상승하는추세를보이고있다. 이는세계적으로가장높은아시아지역의 CO 2 배출 량과관련이있는것으로추정된다. Fig. 7은 CO 2 농도의장기간추세이며, 고산뿐만아니라 102개관측소중주요국내 외관측소의측정결과와비교한것이다. 지구급관측소인마우나로아 (Mauna Loa), 바로우 (Barrow), 남극 (South Pole), 아메리칸사모아 (American Samoa), 미나미토리시마 (Minamitorishima), 왈리구안 (Waliguan) 과지역급관측소인료리 (Ryori), 요나군니지마 (Yonagunijima), KGAWO(Korea Global Atmosphere Watch Observatory; 기상청 ), 고산 (Gosan; 기상연구소 ), 협력관측소인미카와-이치노미야 (Mikawa-Ichinomiya), 태안 (Taean) 관측소자료가사용되었다. 본관측소에서관측한값과비교해본결과, 인간과식생활동의영향을거의받지않는지구급배경대기관측소 (Global station) 인마우나로아 (Mauna Loa) 에서한반도배경대기의경우보다낮은값을보였다. 또한, 해양에위치한하와이지역은고위도인한반도지역보다낮은계절변화를나타내었고, 국내온실가스관측소의경우식생의영향으로인한변동성이크게나타났다. 또고산지구대기측정소의 CO 2 의농도는다른지구급, 지역급, 협력관측소의농도보다약간높게나타났다. 제주고산농도가주변지역인왈리구안, 안면도, 료리관측소보다높게나타난이유는, 왈리구안의경우중국서부고도 3,810 m에위치하여지표근처의영향을거의받지않기때문이며, 료리는고산에비해아시아대륙과지리적으로멀리떨어져있어상대적으로영향을덜받기때문인것으로보인다. 고산측정소는아시아대륙의영향을직접적으로받을수있는위치에있어다른지역에비해농도가높게나타나는것으로보인다. 3.2 고농도사례및요인분석앞서살펴본바와같이, 제주고산의 CO 2 농

8 8 김승연 이재범 유정아 홍유덕 송창근 Fig. 7. Variations of CO 2 concentrations at Gosan and other sites in domestic and abroad. 도가다른관측소의농도값보다높게나타나는이유를좀더자세히살펴보기위해, 일반대기오염물질자료와기상자료, 역궤적분석및일기도를이용하여각계절을대표하는 1월 ( 겨울 ), 5 월 ( 봄 ), 8월 ( 여름 ), 11월 ( 가을 ) 의고농도사례를분석하였다. 2007년 1월의월평균농도는 ppm으로, 연중가장높은농도를나타내었다. 월평균보다높은농도가장시간지속된경우를고농도사례로정의할때, 1월의경우고농도사례기간은전체의 19.1% 를차지하였다. Fig. 8은 CO 2 및일반대기오염물질, 기상인자의시계열분포를나타낸것으로, CO 2 고농도사례시일반오염물질의농도도동시에높게나타났다. CO 2 자료에서결측값이나타난이유는자료확정방법에의해제주지역의국지영향을제거해주었기때문이다. 고농도사례평균농도는 ppm으로나타났으며, 요인분석결과, 1월의고농도사례는평균 N_SO 2/N_NO 2 비가 1.6으로모두장거리이동에의한영향으로분류되었다. 고농도사례중 22일 3시부터 11시까지 8시간동안고농도가지속되었던사례의경우, 평균농도값은 ppm이었으며, 가장높은농도는 22일 7시의 ppm이었다. 또한, N_SO 2/N_NO 2 의비는비고농도사례의 2.2배까지증가하였다. CO 2 농도값이높게나타난사례의기상상태를살펴보기위해일기도와기상인자를비교분석한결과, 일반적으로중국에는대륙성고기압, 한반도와동해에는저기압이위치하여서고동저의기압배치가형성됨으로써북풍, 북서풍이우세해지고풍속이강해졌을때, 고농도값이나타났다. 또한, 가장높은농도가나타났던 1월 22일의 CO 2

2007 년제주고산의이산화탄소농도현황및고농도사례분석 9 Fig. 8. Temporal variations of CO 2, pollutants, and meteorological conditions on January 2007.

9 2007 년제주고산의이산화탄소농도현황및고농도사례분석 9 Fig. 8. Temporal variations of CO 2, pollutants, and meteorological conditions on January Grey shaded areas stand for the high concentration events ( : Long-range, : Local, : Etc., SLP indicates sea level pressure). 고농도사례에대해 HYSPLIT model을이용한 3 일간의역궤적분석결과, 중국으로부터이동한기류가유입된것으로나타나, 중국으로부터의장거리이동이영향을미친것으로보인다 (Fig. 9). 반면, 가장낮은농도가나타난 8월의월평균농도 (386.7 ppm) 보다높은값이장시간지속되었던사례는총 699시간의유효자료시간중 23.7% (166시간) 이었다. 고농도사례평균농도는 ppm으로나타났으며, 요인분석결과, 고농도사례평균 N_SO 2/N_NO 2 비는 0.7로, 다른계절과달리여름철은대부분국지영향 (81시간) 으로인한고농도사례가많았다. 일반오염물질농도의시계열변화에서도 CO, SO 2, PM10의농도는다른계절에비하여낮은농도값을보인반면, NO 2 의농도는높게나타난것을확인할수있다. 특히 8월 15일부터 27일까지는밤시간대짧은시간동안 CO 2 농도가가파르게상승하고있으며, 이기간중 22일 21시부터 23일 6시고농도사례의평균농도는 ppm, peak 값은 23일 6시 ppm까지상승하였다 (Fig. 10). 이사례기간의평균 N_SO 2/N_NO 2 비는 0.4로전형적인국지영향을보여주고있었다. 국지적인영향으로분류된 8월 15일부터 27일까지의일기도와기상인자를비교분석한결과, 광합성이활발한낮시간보다는주로호흡작용이활발한야간시간대에급격하게 CO 2 의농도가증가하였다. 역궤적분석결과, 기류가태평양에서기원하여바다의영향을주도적으로받은

The red, blue, and green line on the right panel stand for backward

10 10 김승연 이재범 유정아 홍유덕 송창근 Fig. 9. Weather map and backward trajectories on 7 KST 22 January The red, blue, and green line on the right panel stand for backward trajectories at altitude of 100 m, 500 m, and 1,000 m, respectively. Fig. 10. Same as Fig. 8, but for August 2007.

2007 년제주고산의이산화탄소농도현황및고농도사례분석 11 Fig. 11. Same as Fig. 9, but for 6 KST 23 August 2007. 뒤고산으로유입되었으며, 대체로한반도에북태평양고기압이확장해서약한풍속 (3 m/s 이하 ) 으로인해대기가정체되어있는상황이었다 (Fig. 11).

11 2007 년제주고산의이산화탄소농도현황및고농도사례분석 11 Fig. 11. Same as Fig. 9, but for 6 KST 23 August 뒤고산으로유입되었으며, 대체로한반도에북태평양고기압이확장해서약한풍속 (3 m/s 이하 ) 으로인해대기가정체되어있는상황이었다 (Fig. 11). 반면, 장거리영향으로분류된사례 (33 시간 ) 는이동성저기압이통과하여중국남부지역의기류가유입되면서 CO 2 및 CO, SO 2 의농도값이동시에상승하고있었다. 이밖에도 5월과 11월의고농도발생비율은각각 30.2%(208/688 시간 ), 33.1%(96/290 시간 ) 이었다. 대체로국지적인영향보다는장거리이동영향에의한고농도사례발생비율이더높았으며, 이동성저기압에의해중국으로부터의기류가유입되면서 CO 2 농도가높아졌다. 5월에가장높은농도가나타났던 25일 16시~27일 16시는황사사례로 ( 고산 PM10 농도 : 279 μg/m 3 ), CO 2 평균농도값은 ppm이었으며, 가장높은값은 26일 21시 ppm까지상승하였다. 또한, 이기간동안일반오염물질농도와 CO 2 농도에있어서유사한증감경향을보이고있는데 (Fig. 12), 이를통해동일한공기괴가유입되어영향을보이고있음을알수있다. 11월은고농도발생시간이 100시간이하로적었으나, 다른계절에비해고농도사례비율이높았던이유는자료확 정방법에의해유효자료수가다른계절에비해적었기때문이다. 왜냐하면가을엔동풍계열의바람이우세해지면서시간평균 CO 2 농도자료의 40% 만유효하기때문이다 ( 국립환경과학원, 2009). 4. 결론본연구에서는제주도고산에위치한지구대기측정소에서 2007년 1월부터 12월까지측정한 CO 2 의농도자료를이용하여 WDCGG에등록되어있는국내 외다른관측소와의비교 분석을통해제주고산의농도현황을진단하였다. 대륙별로비교해보면, 제주고산이위치해있는아시아지역의 CO 2 농도가다른대륙에비해높게나타났으며, 이는최근급증하고있는아시아지역 CO 2 배출량에기인한것으로보인다. 2007년제주도고산의 CO 2 농도는 ppm으로전지구평균 (383.4 ppm) 보다 9.9 ppm 높게나타났으며, 최근 6년간계속증가하고있었다. 또한, WDCGG에등록되어있는관측소중상대적으로우리나라와가까운일본과중국의 CO 2 농도값과비교하면한반도의 CO 2 농도가가장높게나타

12 김승연 이재범 유정아 홍유덕 송창근 Fig. 12. Same as Fig. 8, but for temporal variations of CO 2 and pollutants on May 2007. 났다.

12 12 김승연 이재범 유정아 홍유덕 송창근 Fig. 12. Same as Fig. 8, but for temporal variations of CO 2 and pollutants on May 났다. 아시아지역중에서도제주고산의농도가높게나타난원인파악을위해고농도사례분석결과, 5월, 11월, 1월에는중국으로부터의장거리이동에의한고농도사례가많았던반면, 8월에는북태평양고기압에의해대기가정체되면서호흡작용이활발한야간시간대에고농도사례가발생하였다. 또한, 황사사례에서도일반오염물질과동시에증가하는 CO 2 농도경향을볼수있었다. 이를통해제주고산이아시아대륙의영향으로높은농도값을보이고있으며, 대륙의영향을지속적으로받고있는한반도의현황을잘 보여주고있다고할수있다. 그러나여름철은제주지역의영향을제거하는자료확정방법을적용했음에도불구하고국지영향에의한고농도사례가많았으므로, 이영향을효율적으로제거할수있는자료확정방법의보완이필요하다. 이처럼제주도고산의경우한반도배경대기를대표할뿐만아니라온실가스농도가세계적으로높은지역중하나인동아시아지역에서지리적으로매우중요한지점에위치하고있어국제적으로주요관심지역의하나이다. 그러므로제주고산지구대기측정소의온실가스농도자료는동아시아지역의지구온난화수준을판단하는데

13 2007 년제주고산의이산화탄소농도현황및고농도사례분석 13 매우중요한자료가될것이다. 감사의글제주고산지구대기측정소의 CO 2 자료를제공하여주신환경관리공단대기측정망관리팀및영산강유역환경청, 전세계온실가스관측망자료및위성자료를제공하여주신 WMO WD- CGG, NASA AIRS Group에감사드립니다. 참고문헌국립환경과학원 (NIER), 2007, 한반도배경대기중온실가스농도변동특성분석 (Ⅰ), 국립환경과학원연구보고서, 74 pp. 국립환경과학원 (NIER), 2008, 한반도배경대기중온실가스농도변동특성분석 (Ⅱ), 국립환경과학원연구보고서, 95 pp. 국립환경과학원 (NIER), 2009, 한반도배경대기중온실가스농도변동특성분석 (Ⅲ), 국립환경과학원연구보고서, 119 pp. 기상청, 2007, 지구대기감시보고서 2006, 117 pp. 김경렬, 박미경, 조하만, 남재철, 송병현, 1996, 서울대학교에서의대기중 CO 2 의연속관측, 한국대기환경학회학술대회논문집제2권, 김나경, 김용표, 2006, 배경지역에서의국지오염원의영향 : 2000년 3월고산측정결과, 한국대기환경학회지, 22권 6호, 김인애, 리선란, 김경렬, 2008, 제주도고산에서의미량기체농도변화와공기괴특성과의관계, 한국대기환경학회지, 24권 5호, 김정식, 최재천, 2001, 배경대기중 CO 2 자료선정방법에따른안면도자료의분석, 한국대기환경학회지, 17권 3호, 박미경, 1997, 한반도대기중의 CO 2 분포에관한연구, 서울대학교대학원석사학위논문, 122 pp. 신혜정, 김지영, 최병철, 오성남, Jianzhen Yu, Keith Bower, 2002, ACE-Asia 집중관측기간에제주고산에서측정한대기오염물질의농도분포특성, 한국대기환경학회지, 18권 6호, 조하만, 박미경, 남재철, 민동하, 김경렬, 송병현, 김병선, 김성균, 정영선, 1995, 한반도의대기중 CO 2 배경농도변동특성, 한국기상학회지, 31권 3호, 조하만, 2001, 대기중 CO 2 농도의비균질조건이기후변화에미치는영향에관한연구, 연세대학교박사학위논문, 236 pp. 주옥정, 차준석, 이동원, 김영미, 이정영, 박일수, 2007, 한반도배경대기중온실기체의농도변동특성분석, 한국대기환경학회지, 23권 4 호, Bacastow, R. B., C. D. Keeling, and T. P. Whorf, 1985, Seasonal amplitude increasing in atmospheric CO 2 concentration at Mauna Loa, Hawaii, Journal of Geophysical Research, 90D6, Bakwin, P. S., P. P. Tans, D. F. Hurst, and C. Zhao, 1998, Measurements of carbon dioxide on very tall towers: results of the NOAA/CMDL program, Tellus, 50B, Dlugokencky, E. J., J. M. Harris, Y. S. Chung, P. P. Tans, and J. Fung, 1993, The relationship between the methane seasonal cycle and regional sources and sinks at Taeahn Peninsula Korea, Atmospheric Environment, 27, International Energy Agency (IEA), 2009, CO 2 Emissions from Fuel Combustion (2009 edition), 578 pp.

14 14 김승연 이재범 유정아 홍유덕 송창근 IPCC, 2007, Summary for Policymakers. In: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K. B. Averyt, M. Tignor, and H. L. Miller (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 18 pp. World Meteorology Organization (WMO), 2009, WMO Greenhouse Gas Bulletin, 5, 4 pp. World Meteorology Organization (WMO), 2010, WMO WDCGG DATA SUMMARY - WDCGG, No. 34, 95 pp.

03이경미(237~248)ok

03이경미(237~248)ok The recent (2001-2010) changes on temperature and precipitation related to normals (1971-2000) in Korea* Kyoungmi Lee** Hee-Jeong Baek*** ChunHo Cho**** Won-Tae Kwon*****. 61 (1971~2000) 10 (2001~2010).