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-Figure 13. A backward trajectory with local wind direction and MODIS fire active and true color images on two episodes.
11/09/2015 05/22/2016
(episode I) (episode II)
Satellite based Numerous fire activities and a thick haze layer
Few fire activities and a thin haze layer
Air mass back trajectory From northern China From east sea
Meteorological data
Temp (°C) 11.6 (9.9 - 13.5) 19.6 (16.2 - 25.6)
Wind speed (m/s) 3.5 (2.0 - 4.9) 2.0 (0 - 4.6)
Humidity (%) 81.8 (70.8 - 90) 58.5 (30.6 - 86.1)
Carbonaceous fraction (㎍ C m-3)
OC 20.42 17.49
EC 0.76 1.83
WSOC 10.91 11.03
WISOC 9.51 6.46
HULIS-C 9.87 7.27
Table 12. Characteristics of carbonaceous fraction observed during the two episodes.
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-1) 고농도 사례
I
Figure 14는 15년 11월 9일 과 16년 5월 22일 그리고 연평균에 대한 탄소에어 로졸의 농도 분포와 질량수지 분포를 나타낸 그래프이다. 각 고농도 사례에 대한 OC의 1차 배출과 2차 생성에 의한 영향을 파악하기 위해 OC와 EC 관계에 기초 하여 EC 추적자 방법을 이용하였다[44].
OCsec = OC-(OC/EC)pri˟EC
여기서 (OC/EC)pri는 시료채취 기간 중 OC/EC의 비율이 가장 낮은 값을 사 용하였다.
15년 11월 9일의 OC의 농도는 20.42 ㎍ C m-3 로 전체 평균 농도 (4.01 ± 1.78 ㎍ C m-3)에 비해 약 5.1배 높은 수준을 보였다. EC의 경우 0.76 ㎍ C m-3 로 전체 평균 농도 (0.43 ± 0.21 ㎍ C m-3)보다 약 1.8배 높은 수준이었다. OC의 농도 증가에 비해 EC의 농도 증가는 크지 않았다. 탄소에어로졸 내 OC와 EC의 구성 비율은 각각 96 % , 4 % 로 OC의 경우 평균 구성 비율(90 ± 4 %)에 약 1.1배 높았고 EC는 평균 구성 비율(10 ± 4 %)에 비해 2.5배 낮은 구성 비율을 보이며 OC의 구성 비율이 높아지고 EC의 구성 비율이 낮아지는 것을 확인하였 다. OC와 EC의 구성 비율의 변화로 미루어 볼 때 15년 11월 9일의 탄소 성분의 농도 수준에 영향을 준 주요 요인으로는 EC의 주요 배출원으로 알려져 있는 화 석연료의 불완전 연소를 제외한 다른 요인일 것으로 판단된다.
15년 11월 9일의 WSOC의 농도는 10.91 ㎍ C m-3 로 전체 평균 농도 (2.27 ± 1.15 ㎍ C m-3)에 비해 약 4.8 배가량 높은 수준을 보이며, 탄소에어로졸 내 구 성 비율은 52 % 로 평균 구성 비율(51 ± 13%)과 비슷한 구성 비율을 나타내었 다.
15년 11월 9일의 WISOC의 농도는 9.51 ㎍ C m-3 로 전체 평균 농도 (1.75 ± 0.87 ㎍ C m-3)에 비해 약 5.4 배가량 높은 수준을 보이며, 탄소에어로졸 내 구 성 비율은 45 % 로 평균 구성 비율(39 ± 13%)와 비슷한 구성 비율을 나타내었 다.
15년 11월 9일의 HULIS-C의 농도는 9.87 ㎍ C m-3 로 전체 평균 농도 (1.67
± 0.79 ㎍ C m-3)에 비해 약 5.9 배가량 높은 수준을 보이며, 탄소에어로졸 내 구성 비율은 47 % 로 평균 구성 비율(38 ± 12%)보다 높은 구성 비율을 나타내 었다.
15년 11월 9일의 농도와 구성 비율을 살펴보았다. EC를 제외한 나머지 성분이 연평균 농도에 비해 높은 수준을 보였다. 구성 비율의 경우에는 OC, WISOC HULIS-C성분이 연평균 구성 비율에 비해 6 ∼ 9 % 증가하는 것을 확인하였다.
이는 15년 11월 9일의 농도 수준에 영향을 주는 주요 요인이 OC, WISOC HULIS-C과 관련된다는 것을 의미한다. 따라서, 15년 11월 9일의 안면도 대기 중 PM2.5 내 탄소 성분의 농도 수준에 영향을 주는 주요 요인으로는 바이오매스 연소와 대기 중 2차 생성에 의한 것으로 판단된다.
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-2) 고농도 사례
II
16년 5월 22일의 OC의 농도는 17.49 ㎍ C m-3 로 전체 평균 농도 (4.01 ± 1.78 ㎍ C m-3)에 비해 약 4.4배 높은 수준을 보였다. EC의 경우 1.83 ㎍ C m-3 로 전체 평균 농도 (0.43 ± 0.21 ㎍ C m-3)보다 약 4.3배 높은 수준이었다. OC의 농도 증가와 EC의 농도 증가 수준이 비슷하게 나타났다. 다시 말해서, OC와 EC 가 유사한 요인에 의해 농도 수준에 영향을 받았다고 볼 수 있다. 탄소에어로졸 내 OC와 EC의 구성 비율은 각각 91 % , 9 % 로 OC의 경우 평균 구성 비율 (90 ± 4 %)과 차이가 크지 않았으며, EC의 경우도 평균 구성 비율 (10 ± 4 %) 에 비해 크게 차이 나지 않았다.
16년 5월 22일의 WSOC의 농도는 11.03 ㎍ C m-3 로 전체 평균 농도 (2.27 ± 1.15 ㎍ C m-3)에 비해 약 4.9 배가량 높은 수준을 보이며, 탄소에어로졸 내 구 성 비율은 57 % 로 평균 구성 비율(51 ± 13%)에 비해 약간 높은 구성 비율을 나타내었다. 16년 5월 22일의 WISOC의 농도는 6.46 ㎍ C m-3 로 전체 평균 농 도 (1.75 ± 0.87 ㎍ C m-3)에 비해 약 3.7 배가량 높은 수준을 보이며, 탄소에어 로졸 내 구성 비율은 33 % 로 평균 구성 비율(49 ± 13%)에 비해 낮은 구성 비 율을 나타내었다.
16년 5월 22일의 HULIS-C의 농도는 7.29 ㎍ C m-3 로 전체 평균 농도 (1.67
± 0.79 ㎍ C m-3)에 비해 약 4.4 배가량 높은 수준을 보이며, 탄소에어로졸 내 구성 비율은 38 % 로 평균 구성 비율(38 ± 12%)과 비슷한 수준을 보였다.
두 고농도 사례에 대해 탄소성분의 농도를 비교해보았을 때 15년 11월 9일의 경우 OCsec와 WISOC, HULIS-C이 증가하였고, 16년 5월 22일의 경우에는 OCpri와 EC가 증가하는 것을 볼 수 있다(Figure 14). 따라서 측정 기간 동안의 고농도 사례로 간주되는 15년 11월 9일과 16년 5월 22일의 탄소 성분의 농도 수 준에 영향을 미치는 요인이 15년 11월 9일의 경우 바이오매스 연소에 의한 배출 과 대기 중 2차 생성에 의한 영향으로 판단되며, 16년 5월 22일의 경우에는 인위 적인 1차 배출에 의한 영향을 받았을 것으로 판단된다.
Figure 14. Concentration distribution and mass balance of carbonaceous fractions during the episodes and the annual average.
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