천리안2B호 대기질 관측영상 대국민 서비스 개시

천리안2B호 대기질 관측영상 대국민 서비스 개시

 

작성일 2021-03-21 부서 우주기술과 2021-03-21

 

천리안위성 2B호 대기질 관측영상 대국민 서비스 개시

◇ 아시아 20개국의 이산화질소 등 대기질 정보 8종 순차적 공개

◇ 정지궤도위성 천리안2B호가 아시아 지역 대기질 감시의 첨병으로서 대기질 개선의 중심 역할 기대

□ 과학기술정보통신부(장관 최기영, 이하 ‘과기정통부’)와 환경부(장관 한정애), 해양수산부(장관 문성혁, 이하 ‘해수부’)는 천리안위성 2B호(환경위성)의 아시아 대기질 관측영상 대국민 서비스를 3월 22일(월)부터 국립환경과학원 환경위성센터 홈페이지(https://nesc.nier.go.kr)를 통해 개시한다.

○ 이번에는 우선 검증수준이 높은 이산화질소, 에어로졸*(Aerosol Optical Depth), 오존, 유효 운량, 자외선 관련 산출물 3종** 등 총 7종의 영상을 실시간 제공하고, 화산분화 등 재난 발생 시에는 이산화황 영상까지 총 8종의 산출물 영상을 제공한다.
* 에어로졸 : 대기 중 떠다니는 고체 또는 액체상의 입자상 물질의 총칭
** 식물 반응 지수, 비타민D 합성 지수, DNA 영향 지수 총 3종
○ 대표적 산출물 중 하나인 이산화질소 농도 영상은 주로 자동차, 화력 발전소 등에서 내연기관 연소과정을 통해 발생하며, 장기 노출 시 기관지 질환 등을 유발하고, 오존 및 에어로졸 생성에도 기여하는 오염물질이다.

* (좌) 2021년 2월 9일(평일) 오전 11시, 위성으로 관측한 한반도 대기 중 이산화질소 농도로, 차량운행이 많은 서울과 대규모 공단 밀집 지역인 울산, 여수 등에서 높은 이산화질소 값이 관측됨

* (우) 2021년 2월 13일(주말) 오전 11시, 위성으로 관측한 한반도 대기 중 이산화질소 농도로, 수도권의 경우 차량운행 감소 등으로 평일 대비 약 30% 이상의 감소가 관측됨

* 2021년 2월 19일 위성으로 관측한 아시아 이산화질소의 대기 중 농도로, 서울, 베이징, 도쿄, 홍콩, 방콕, 타이페이 등 동아시아 주요 도시에서 높게 관측됨
○ 또한, 이산화황 농도 영상은 한반도를 포함한 아시아 지역에서 화산폭발, 산불 등으로 발생하는 대기오염물질 감시에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

* (좌) 2021년 3월 10일 11시 위성으로 관측한 일본 사쿠라지마 화산 분화에 의한 이산화황이 관측됨

* (우) 같은 날 12시 위성으로 관측한 이탈리아 에트나 화산에서 분출된 이산화황의 아시아 지역 이동이 관측됨

○ 에어로졸 영상도 공개되는데, 지표부터 하늘(일반적으로 성층권)까지의 대기오염물질을 보여주는 것이므로 지상관측 수치와는 다를 수 있다.

* (좌) 2021년 3월 10일 오후 4시 위성으로 관측한 한반도 에어로졸 관측영상, (우) 같은 시간의 대기오염측정망에서 관측된 지상 PM2.5 농도(분포) 자료

* 전반적으로 위성 에어로졸 영상과 지상관측망 모두 한반도 우측 영역(강원· 경상 지역)에 비해 한반도 좌측 영역(수도권, 충청·전라 지역)에서 높은 값이 관측되었으나 남해안 및 수도권 일부 등 위성자료와 지상관측자료의 지역적 차이가 발생함을 확인

□ 이번 대기질 관측영상들은 PC 화면으로만 영상을 제공되지만, 대국민 위성 자료 접근성을 높이기 위해 올해 하반기부터는 모바일에서도 확인 가능하도록 위성자료 서비스 체계를 확대할 계획이다.

○ 또한, 환경위성센터는 이번에 1차로 공개한 대기오염물질 영상 이외에도 지속적인 연구를 통해 오존 및 광화학스모그 발생에 영향을 미치는 포름알데히드(HCHO), 글라이옥살(C2H2O2)의 농도 영상 등도 순차적으로 공개할 예정이다.

□ 천리안위성 2B호는 2020년 2월 19일 발사되어 우주궤도상에서 상태점검을 거쳤으며, 2020년 11월부터는 환경위성센터를 중심으로 대기질 관측영상 검증 및 영상공개 서비스 체계 구축 등을 추진 중이다.

○ 지난 2020년 11월 18일에 천리안위성 2B호의 대기질 관측영상을 처음 공개한 이후, 환경위성센터를 중심으로 4개월간 2020년 겨울 아시아 대기질 국제공동 조사(’20.11~12월), 관측영상에 대한 국제검증(’20.8월, 국내외 20개팀 협력) 등을 통해 대기질 관측자료의 정확도를 개선해왔다.

○ 천리안위성 2B호의 대기질 관측자료들은 향후 아시아 지역의 대기오염물질 특성 분석에 활용되는 등 체계적인 국가 대기환경정책 수립에도 적극 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

□ 과학기술정보통신부 이창윤 거대공공연구정책관은 “천리안 2B호의 대기질 관측영상 대국민 서비스를 마지막으로, 정지궤도위성 2A호(기상 및 우주기상 관측) 및 2B호(해양 및 대기질 관측) 개발 및 정규운영 개시를 완수하였다.”면서, “올해 개발에 착수한 천리안 3호를 비롯하여 천리안 2A/2B호의 후속위성 등이 적기에 개발‧발사되어 국가정책 등에 효과적으로 활용될 수 있도록 최선을 다해 나가겠다.”라고 말했다.

□ 한편, 해양수산부는 지난해 10월부터 해양위성의 영상정보를 제공하고 있으며, 금년 1월부터 일반 국민들이 쉽고 편하게 확인할 수 있는 다양한 위성영상 이미지를 국립해양조사원 홈페이지(www.khoa.go.kr)를 통해 서비스하고 있다.

붙임 1. 환경위성센터 누리집 주요화면
2. 정지궤도위성 천리안2B호 대기질 관측 산출물 8종
3. 질의응답

첨부1

환경위성센터 누리집(https://nesc.nier.go.kr) 주요화면

< 환경위성센터 누리집 주요화면 >

< 환경위성센터 누리집 영상 전시 화면 >

< 환경위성센터 누리집 자료 설명 화면 >

 

대기질 관측 산출물
개요
홈페이지 영상 예시
에어로졸 광학두께
대기 중 에어로졸에 의해 빛이 소산(흡수, 산란) 되는 정도를 나타내는 척도

유효운량
구름으로 인해 빛이 반사되는 정보

오존의 대기 전체층(지표부터 성층권까지) 농도
단위면적 상공 대기층 전체에 분포하는 오존 총량으로 성층권 오존은 자외선을 차단하는 역할을 하나 대류권 오존은 인체에 유해

이산화질소의 대기 전체층(지표부터 성층권까지) 농도
자동차 배기가스, 화력발전소와 같은 내연기관의 연소과정에서 발생하며, 인체 기관지질환 유발, 오존 및 에어로졸 생성의 주요 전구물질

이산화황의 대기 전체층(지표부터 성층권까지) 농도
화석연료 연소, 석유 정제과정 및 화산에서 발생하며, 인체 호흡기에 악영향을 미치며, 산성비 및 에어로졸 생성의 주요 전구물질

비타민D 합성 지수
자외선이 인체의 비타민 D 합성에 주는 영향을 정량화한 값으로 높을수록 비타민D 합성이 많아짐을 의미

식물 반응 지수
자외선이 식물의 반응에 주는 영향을 정량화한 값으로 높을수록 자외선에 의해 식물 성장 등에 나쁜 영향을 줌

DNA 영향 지수
자외선이 인체 DNA에 미치는 영향을 정량화한 값으로 높을수록 DNA 손상이 많아짐을 의미

 

1. 아시아 지역의 이산화질소 농도 변화는?

○ 미국 ․ 유럽은 이산화질소 저감을 추진하여 90년대 중반 이후 연간 2~3% 이산화질소 감소, 동아시아(한국포함)는 인구증가 산업발전 등으로 연간 6% 이상 증가하는 경향을 보이고 있음
○ 향후 대기질 개선정책에 따른 이산화질소 농도 감소를 정지궤도 천리안위성 2B호에서 확인 가능할 것임

※ 그림 출처 : Geddes et al., 2016, 전 지구 장시간 이산화질소 농도 경향 분석

 

2. 위성 관측자료와 지상 관측자료가 차이날 수 있는 이유는?

○ 천리안위성 2B호는 지표부터 대기상단(일반적으로 성층권까지)까지 분포하는 대기오염물질이 태양빛을 반사(흡수)하는 정도를 관측하여 농도를 영상화하기 때문에 위성 관측영상과 지상 농도는 차이가 발생함

- 따라서 위성 관측영상과 지상 농도가 동일하다고 해석되면 곤란함

※ 아래 그림과 같이 미세먼지 이동(분포) 고도에 따라 지상 미세먼지 농도는 분명한 차이 발생하나, 위성에서는 두 가지 사례 모두 동일한 농도로 영상화

< 대기 전체층 농도와 지상층 농도 차이 발생 설명 그림 >

○ 또한, 짙은 안개 및 구름에 의해 대기오염물질이 정확히 관측되지 않을 수도 있음

○ 따라서, 위성자료로부터 지상자료로 변환하기 위해 과거 대기질 자료, 기상 자료 등을 이용한 연구 수행 중에 있음