Estimation of surface-level PM2.5concentration based on MODIS aerosol optical depth over Jeju, Korea

본 연구는 제주 고산에서 Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer(MODIS)로 산출된 Aerosol Optical Depth(AOD)와 지표면 <TEX>PM2.5</TEX>와의 상관성 연구를 수행하였다. 이를 위해 위성자료, 선포토미터, Optical Particle Counter(OPC), Micro Pulse Lidar(MPL)자료가 사용되었다. 2009년 10월 14일부터 24일까지 고산에서 측정된 선포토미터 L2.0자료와 <TEX>PM2.5</TEX> 자료의 초기 상관성 검토에서는 <TEX>R²=0.48</TEX>의 상관성을 보였지만 고산에서 측정된 Micro-Pulse Lidar Network(MPLNet)의 에어로졸 수직분포 데이터를 사용하여 옅은 구름이나 황사의 영향을 제거한 후에는 상관성이 개선되어 <TEX>R²=0.60</TEX> 이상의 값이 산출되었다. 이러한 결과는 인공위성 자료로부터 측정된 AOD를 이용하여 대기 미세먼지 감시에 활용할 수 있는 가능성을 확인하여 주었다. In this study, correlations between Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) derived Aerosol Optical Depth (AOD) values and surface-level <TEX>PM2.5</TEX> concentrations at Gosan, Korea have been investigated. For this purpose, data from various instruments, such as satellite, sunphotometer, Optical Particle Counter (OPC), and Micro Pulse Lidar (MPL) on 14-24 October 2009 were used. Direct comparison between sunphotometer measured AOD and surface-level <TEX>PM2.5</TEX> concentrations showed a <TEX>R²=0.48</TEX>. Since the AERONET L2.0 data has significant number of observations with high AOD values paired to low surface-level <TEX>PM2.5</TEX> values, which were believed to be the effect of thin cloud or Asian dust. Correlations between MODIS AOD and <TEX>PM2.5</TEX> concentration were increased by screening thin clouds and Asian dust cases by use of aerosol profile data on Micro-Pulse Lidar Network (MPLNet) as <TEX>R²</TEX> > 0.60. Our study clearly demonstrates that satellite derived AOD is a good surrogate for monitoring atmospheric PM concentration.