아시아 여름 몬순이 적도 대류권계면층 오존 변동성에 미치는 영향 :Impact of the Asian summer monsoon on ozone variability in the tropical tropopause layer

류호선

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자료유형: 학위논문

저자정보: 류호선 (공주대학교, 공주대학교 대학원)

지도교수: 김주완

발행연도: 2019

저작권: 공주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수6

이 논문의 연구 히스토리 (5)

2022

GPS-RO를 활용한 여름철 아시아 몬순 고기압의 이중대류권계면 구조 및 변동성 분석

류호선 , 김주완 한국기상학회 학술대회 논문집 2022.10 학술대회자료

GPS-RO를 활용한 이중대류권계면의 구조와 변동성

류호선 , 김주완 한국기상학회 학술대회 논문집 2022.05 학술대회자료

2020

GPS-RO 자료를 활용한 대류권계면층 경향성 분석

류호선 , 김주완 , 박현선 한국기상학회 학술대회 논문집 2020.10 학술대회자료

2019

아시아 여름 몬순이 적도 대류권계면층 오존 변동성에 미치는 영향

류호선 대기과학과 2019.01 학위논문

2018

아시아 여름 몬순 고기압과 적도 대류권계면층 오존유입의 관계 분석

류호선 , 김주완 한국기상학회 학술대회 논문집 2018.10 학술대회자료

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적도 대류권계면층 (Tropical Tropopause Layer; TTL)은 대류권의 수증기가 성층권으로 올라가는 주요 경로이자 온도가 매우 낮은 지역으로 탈수과정을 통해 성층권에 유입되는 수증기의 양을 조절한다. 따라서 이 지역의 온도 변화는 성층권의 수증기 변동성 및 그와 관련된 전지구 복사에너지 수지에 중요한 영향을 미친다. 한편, TTL의 온도변동성은 그 지역으로 유입되는 오존에 의해 큰 영향을 받기 때문에 오존의 변동성을 아는 것이 중요하다. TTL의 오존량은 크게 연직순환과 수평혼합에 의해 영향을 받는데 연직순환이 지배적으로 작용하는 적도지역의 남반구와 달리, 북반구는 연직순환 뿐만 아니라 수평혼합에도 큰 영향을 받는다. 특히 북반구 오존의 수평혼합은 아시아 몬순과 관련된 티벳고기압의 활동에 영향을 받는 것으로 알려져 있다.
본 연구에서는 이러한 티벳고기압의 발달과 TTL 지역 오존 유입의 관계를 정량적으로 확인하기 위해 최신 재분석자료와 추적자 수송방정식 (Tracer transport equation)을 이용하여 오존의 시공간적 특성과 TTL 오존의 수지를 분석하였다. 남북방향의 오존속은 이른 여름철 100 hPa 부근에서 큰 값을 가지며, 오존의 공간 변동성은 티벳고기압의 특성과 일치함을 보였다. 또한 추적자 수송 방정식으로부터 얻어진 오존의 계절변동성은 남반구와 북반구가 서로 다른 특성을 보였다. 남반구는 연직 평균류가 계절변동성의 대부분을 차지하였지만 북반구에서는 연직 평균류 뿐만 아니라 수평 에디에 의한 혼합이 계절변동성에 중요한 역할을 하였다. 이러한 수평 에디는 아시아 몬순의 발달과 관련이 깊으며 6월, 위도 0-20N에서 가장 두드러진 값을 보였다. 이러한 시공간적 특성에 대한 오존의 경년 변동성은 연직 평균류와 수평 에디혼합의 두 요소에 의해 잘 설명되었고, 특히 수평 에디혼합이 연직 평균류보다 경년변동을 잘 설명하였다. 자기조직화지도 (Self Organizing Map; SOM)를 활용한 고기압 패턴의 분류는 아시아 여름 몬순 고기압과 오존속의 높은 관련성을 보였다.

The tropical tropopause layer (TTL) is a major pathway for water vapor in the troposphere entering into the stratosphere, and it controls the inflow of water vapor to the stratosphere through the freeze-drying mechanism. Thus, the temperature of the TTL has a significant impact on the amount of the stratospheric water vapor and associated the Earth’s radiation budget. In addition, ozone variability in the TTL is a crucial factor that controls the temperature in this region, thus understanding ozone variability is one of the major issues in the TTL research. Ozone concentration in the TTL is largely modulated by vertical transport and horizontal mixing. Unlike the southern tropics where vertical transport dominates the ozone variability, ozone amount in the northern tropics is also strongly influenced by horizontal mixing as well as vertical circulation. In Particular, the circulation of the Tibetan high, which develops as a part of the Asian summer monsoon, is known to play a significant role in the horizontal mixing process.
In this study, we analyze spatial-temporal variation of the TTL ozone using state-of-the-art reanalysis data and a tracer transport equation to understand the relationship between the Tibetan high and ozone variability in the TTL. The meridional normalized ozone flux has large values at around 100 hPa in the early summer, and spatial variability of ozone corresponds to the characteristic of the Tibetan high. The seasonal variability of ozone transport shows a stark difference in the southern and northern hemisphere near the TTL region. In the southern hemisphere, the mean vertical transport accounts for most of the seasonal variation, while the horizontal eddy mixing plays a key role in the northern hemisphere. A strong horizontal eddy mixing is observed in the latitude band 0-20N during June related to the development of the Asian summer monsoon. The interannual variability of the TTL ozone is also well explained by the horizontal eddy mixing and the mean vertical transport. Further classification of the Tibetan high using a self-organizing map (SOM) demonstrated that the ozone flux is well correlated to the circulation patterns of the Asian summer monsoon.

#몬순 #오존 #적도 대류권계면층 #티벳고기압

국문초록 Ⅰ
List of Figures Ⅳ
List of Tables Ⅶ
1. 서론 1
2. 연구 내용 및 목적 10
3. 자료 및 연구 방법 13
3.1 자료 13
3.2 추적자 수송 방정식 15
3.3 자기조직화지도 18
4. 연구 결과 23
4.1 오존속의 시공간적 분포 23
4.2 오존의 계절 및 경년변동 28
4.3 아시아 몬순 고기압 패턴과 오존속 33
5. 요약 및 결론 39
참고문헌 41
Abstract 45
Appendix 47

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