라만 라이다를 이용한 대기 중 이산화탄소 혼합비 측정 (Ambient CO2 Measurement Using Raman Lidar)

서지정보

· 발행기관 : 대한원격탐사학회
· 수록지 정보 : 대한원격탐사학회지 / 35권 / 6호 / 1187 ~ 1195페이지
· 저자명 : 김대원, 이한림, 박준성, 최원이, 양지원, 강형우

초록

우리는 처음으로 이산화탄소 지중 저장소에서 지표로 누출되는 이산화탄소를 원격으로 탐지 및 농도를측정하는 라만 라이다 시스템을 개발하였다. 본 연구에서 개발한 라만 라이다의 송신단은 355 nm 파장에서 80 mJ의 에너지를 가진 레이저, 빔 익스펜더(Beam expender)로 구성되어 있으며 수신단은 망원경, 광학 수신기 및검출기 등으로 구성된다. 실내 이산화탄소 셀 측정에서 라만 라이다의 이산화탄소 농도 측정 정확도는 99.89% 였다. 또한, 우리는 라만 라이다의 이산화탄소 원거리 측정 능력을 평가하기 위해서 부경대학교에서 2019년10월에 일주일간 야외 측정을 수행하였다. 이산화탄소 지점 측정 장비는 라만 라이다로 부터 300 m, 350 m 떨어진 곳에 위치하였다. 야외 측정 결과에서 라만 라이다로 측정된 이산화탄소 농도와 지점 측정 장비로 측정된 이산화탄소 농도와 좋은 상관관계를 보여준다. 라만 라이다와 지점 측정 장비로 측정된 이산화탄소 농도도사이의 상관 계수(R), 평균 절대 오차(Mean Absolute Error; MAE), 평균 제곱근 오차(Root Mean Square Error; RMSE), 는 각각 0.67, 2.78 ppm, 3.26 ppm 이다.

영어초록

We, for the first time, developed a Raman lidar system which can remotely detect surface CO2 volume mixing ratio (VMR). The Raman lidar system consists of the Nd: YAG laser of wavelength 355 nm with 80 mJ, an optical receiver, and detectors. Indoor CO2 cell measurements show that the accuracy of the Raman lidar system is calculated to be 99.89%. We carried out the field measurement using our Raman lidar at Pukyong National University over a seven-day period in October 2019. The results show good agreement between CO2 VMRs measured by the Raman lidar (CO2 Raman Lidar) and those measured by in situ instruments (CO2 In situ) which located 300 m and 350 m away from the Raman lidar system. The correlation coefficient (R), mean absolute error (MAE), and root mean square error (RMSE) between CO2 In situ and CO2 Raman Lidar are 0.67, 2.78 ppm, and 3.26 ppm, respectively.

참고자료

· 없음