연직칼람농도

연직칼람농도(鉛直層積分濃度, 연직대기전층농도, 연직 열 밀도, , VCD)는 대기화학 및 원격탐사 분야에서 사용되는 개념으로, 대기 중 특정 미량기체의 농도를 연직 방향으로 적분한 값을 의미한다.

연직칼람농도는 대기를 원격으로 관측하기 위한 핵심 개념으로, 경사칼람농도(경사층적분농도, , SCD)와 공기질량인자(대기질량인자, , AMF)와 함께 사용된다.

연직칼람농도는 지표면부터 대기 최상단까지의 대기 기둥 전체에 대해 미량기체의 농도를 적분한 값으로 정의된다.

경사칼람농도는 대기 중 특정 고도각에서의 광경로를 따라 존재하는 미량기체의 농도를 적분한 값으로, 실제 원격탐사 관측에서 직접 측정되는 물리량이다.

공기질량인자(AMF)는 경사칼람농도를 연직칼람농도로 변환하기 위해 정의되는 계수로, 다음과 같이 표현된다.

원격탐사 관측기(예: 인공위성)는 대기를 통과하거나 반사·산란된 전자기 신호를 측정하므로, 연직 방향으로 분리된 개별 대기층을 직접 구분할 수 없다. 따라서 관측값은 여러 광경로를 따라 누적된 신호로 구성되며, 이를 경사칼람농도로 정의한다. 이후 대기질량인자를 적용해 연직칼람농도를 산출한다.

즉, 칼람농도(층적분농도)는 특정 지점의 순간적인 농도(ppm, ppb 등)가 아니라, 지표면에서 대기 최상단(약 100 km)까지 단위 면적의 대기 기둥에 포함된 미량기체의 총량을 의미한다.

예를 들어, 이산화질소(NO2)의 연직칼람농도가 라면, 지표면 기준 1 cm2의 대기 기둥 안에 NO2 분자가 개 존재함을 뜻한다.

연직칼람농도 산출 과정에서는 지표 알베도(반사율), 구름, 에어로졸 등 빛의 반사·산란·흡수·투과에 영향을 미치는 다양한 요소를 함께 고려해야 하며, 실제 계산은 단순한 적분보다 복잡한 복사 전달 모델을 통해 이루어진다.

 참고 문헌 
 http://sacs.aeronomie.be/info/scdvcd.php
 최원이 외, 2018, 위성자료를 이용한 주요 항구도시에서 가스상 대기오염물질의 칼럼농도 변화 특성 조사, 한국대기환경학회지 34(6)
 국립환경과학원, 2019, 『환경위성 Q&A』
 김준 외, 2013, 『위성기상학 이론서』, 기상청 국가기상위성센터

 각주 

분류:기상학