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기후-대기화학 통합모형을 이용한 이차 유기 에어로졸의 기후적 효과
양서희,김민중,박록진,이승언,조두성 한국대기환경학회 2021 한국대기환경학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.10
전 세계에서 흔히 관측되는 이차 유기 에어로졸(SOA)은 휘발성 유기 화합물과 대기 중 산화제의 광화학 반응을 통해 생성된다. SOA는 빛을 반사하여 구름 형성 및 발달을 일으키는 무색탄소뿐 아니라 빛을 흡수하는 유색탄소가 모두 존재하여 강한 기후적 효과를 지닐 것으로 예상되지만 그 효과에 대한 불확실성이 크다. 따라서 SOA의 정교한 모의를 통한 기후적 효과 파악에 대한 연구가 필요하다. 하지만 현재까지 기후-대기화학 모형은 화학적 복잡성과 높은 컴퓨팅 파워 소모로 인해 SOA 모의에 한계를 지니고 있다. 따라서 본 연구에서는 경험적 매개변수를 이용한 단수화를 통해 컴퓨팅파워 및 화학적 복잡성을 최소화하는 SOA 모의 방식을 개발하고 기후-대기화학 모형에 접합하여 SOA의 기후적 효과를 분석하고자 한다. 모의성능 평가에는 SOA 화학모델링에서 많이 사용하는 Volatility basis set (VBS) 방식 모의 결과와 관측 자료를 이용하고자 한다. 본 연구는 1980~2020년까지 장기간 모의를 수행했으며, 무색 및 유색탄소의 파장별 굴절지수를 각각 다르게 적용하여 광흡수에 의한 민감도 분석을 수행하였다. 모의 결과, 단수화한 SOA모의 농도는 VBS 방식 및 관측에 의한 SOA 농도와 유사한 크기 및 분포를 보임을 확인했다. SOA 민감도 실험에서는 유색탄소의 광흡수가 대기의 연직 안정도 및 수증기 증발량에 유의미한 차이를 일으켜 기후변화에 영향을 미치는 것을 확인하였다. 이와 같은 결과는 기후 모형에서의 정교한 SOA 모의와 정확한 굴절지수를 통한 유색탄소의 기후적 효과 분석의 중요성을 의미한다.