일반기술

인공위성의미량기체분포및농도로부터성층권물질순환의도출기술

성층권의 물질순환은 지구대기의 환경변화에 대하여 여러가지의 중요한 의미를 가지고 있다. 지구의 생물을 해로운 태양자외선으로부터 보호하는 오존층은 물질순환에 의하여 그 분포가 결정된다. 또한, 극지방의 물질순환은 기후변화에 따른 극와동붕괴와 극지방의 오존구멍을 결정하는 중요한 변수가 된다. 성층권의 순환은 직접 관측을 하지 못하고 있다. 관측기기를 성층권에 올리기는 경제적으로 효용성이 없으며 인공위성을 이용한 원격탐사기술은 아직 개발이 안되어 있다. 이러한 현실에서 성층권의 순환을 도출할 수 있는 한가지 기술이 인공위성에서 원격탐사로 구한 미량기체의 농도와 분포변화를 이용하는 방법이다. 관측된 농도와 그 시간변화를 미량기체의 보존방정식에 대입하여 그 방정식으로부터 순환을 구한다.- 미량기체의 보존방정식을 이용하기 때문에 화학적 시간스케일이 짧은 기체는 사용할 수가 없다. 따라서 중부성층권 이상에서는 오존을 이용할 수가 없으며 수증기도 이용할 수가 없다. 성층권에서 사용하는 기체는 메탄, 산화질소, 불화수소 등이며, 특히 하부성층권에서는 수증기도 가능하다. - 이 기술은 수학적으로는 편미분방정식을 적분하는 기술인데 가장 문제가 되는것은 경계조건으로 사용할 수 있는 미량기체의 관측치가 많지 않다는 것이다. 따라서 성층권의 모든 영역에서 사용할 수 없고, 적도에 가까운 지역, 극와동붕괴가 나타나는 지역등 미량기체의 혼합이 잘 일어나지 않는 지역에서 가능하다. - 속도의 모든 성분이 가능한 것은 아니고, 동서풍은 구할 수 없다. 준2년진동과 연관된 적도 상하운동 속도를 비교적 신빙성있게 구하며 그에따른 자오면 운동성분을 구할 수 있다.