지구대기감시 관측 방법 및 관측자료 품질관리 규정

제    정 2022. 7. 29. 기상청훈령 제1051호

제1조(목적) 이 훈령은 「기상법」 제21조 및 같은 법 시행규칙 제5조에 따라 수행하는 지구대기감시 관측의 방법 및 그 관측자료의 품질관리에 필요한 사항을 정함을 목적으로 한다.

제2조(정의) 이 훈령에서 사용하는 용어의 뜻은 다음과 같다.

1. “품질관리”란 지구대기감시 관측장비(이하 “관측장비”라 한다)로 수집한 지구대기감시 관측자료(이하 “관측자료”라 한다)의 신뢰성과 정확도 제고를 위하여 수행하는 품질 목표 설정, 품질 진단 및 개선 등의 과정을 말한다.

2. “전처리 검사”란 지구대기감시 관측 전에 표준가스를 주입하여 관측장비의 선형적 오차를 보정하는 과정을 말한다.

3. “계기상태 검사”란 관측장비가 설정된 기준값에서 정상적으로 작동되는지 확인하는 과정을 말한다.

4. “계측한계 검사”란 관측장비가 측정할 수 있는 범위를 확인하는 과정을 말한다.

5. “물리한계 검사”란 관측장비가 측정한 값(이하 “관측값”이라 한다)이 현재 대기상태에서 측정할 수 있는 물리적 한계 내에 존재하는지 확인하는 과정을 말한다.

6. “단계 검사”란 현재 관측값과 이전시간 관측값의 변동성을 확인하는 과정을 말한다.

7. “지속성 검사”란 일정 시간 동안 관측값의 연속성을 확인하는 과정을 말한다.

8. “정합성 검사”란 같은 관측 요소에 대하여 다수의 관측장비의 관측값을 비교하거나 기준값에 대한 상관성을 확인하는 과정을 말한다.

9. “표준가스 검사”란 온실가스 관측을 위하여 관측장비가 올바르게 유지되도록 관리하는 과정을 말한다.

10. “배경농도 산정”이란 온실가스에 대하여 전지구의 장기간 변동을 표현할 수 있도록 지역오염에 의한 농도변화를 제거하고 광범위한 지역범위를 대표하는 대기 전층에 혼합된 농도를 산정하는 것을 말한다.

제3조(적용 범위) ① 이 훈령은 기상청과 그 소속기관에서 수행하는 지구대기감시 관측업무에 적용한다.

② 이 훈령에서 정하지 않은 사항은 세계기상기구 지구대기감시 프로그램의 권고사항을 따른다.

제4조(지구대기감시 관측 분야) 지구대기감시 관측 분야는 다음 각 호와 같다.

1. 온실가스

2. 반응가스

3. 에어로졸

4. 성층권 오존 및 자외선

5. 대기복사

6. 총대기침적

제5조(지구대기감시 관측 요소, 방법 및 범위) ① 제4조 각 호에 따른 지구대기감시 관측 분야별 관측 요소, 방법 및 범위는 별표 1과 같다.

② 두 곳 이상의 지점에서 같은 관측 요소를 관측하는 경우에는 수집시간을 동일하게 설정해야 한다.

③ 제1항에서 규정한 사항 외에 지구대기감시 관측 요소, 방법 및 범위에 관하여 필요한 세부 사항은 지구대기감시 관측업무를 담당하는 부서의 장이 별도로 정하여 운영한다.

제6조(관측자료 품질관리 절차) 지구대기감시 관측업무를 담당하는 부서의 장이 수행해야 하는 관측자료 품질관리 절차는 별표 2와 같다.

제7조(관측자료의 실시간 품질관리) ① 관측자료의 실시간 품질관리 항목은 다음 각 호와 같다.

1. 전처리 검사

2. 계기상태 검사

3. 계측한계 검사

4. 물리한계 검사

5. 단계 검사

6. 지속성 검사

7. 정합성 검사

8. 표준가스 검사

② 지구대기감시 관측 분야별(총대기침적은 제외한다) 관측자료의 실시간 품질관리 항목 및 기준은 별표 3과 같다.

③ 별표 3의 실시간 품질관리 기준에서 정한 기준값 내의 관측자료는 정상으로, 기준값을 벗어난 관측자료는 오류 또는 의심으로 분류한다.

제8조(관측자료의 관측자․분석자 품질관리) ① 관측자 및 분석자가 따라야 할 품질관리 기준은 별표 4와 같다.

② 관측자는 제7조에 따라 실시간 품질관리를 거친 관측자료에 대하여 별표 4의 품질관리 기준에 따라 관측환경, 관측장비 상태 등에 대한 품질관리를 수행하고, 관측자료를 정상, 오류 또는 의심으로 분류한다.

③ 분석자는 제2항에 따라 관측자가 품질관리를 수행한 관측자료를 별표 4의 품질관리 기준에 따라 종합적으로 검토하고, 관측자료를 정상, 오류 또는 의심으로 분류한다.

제9조(관측자료의 배경농도 산정 및 품질 확정) ① 분석자는 제8조에 따라 관측자․분석자 품질관리를 거친 관측자료를 바탕으로 배경농도 산정을 수행한다. 이 경우 배경농도 산정 방법은 별표 5와 같다.

② 분석자는 제1항에 따른 배경농도 산정이 끝나면 관측자료의 품질을 최종적으로 확정한다.

제10조(관측자료 통계 산출) 분석자는 제9조제2항에 따라 최종적으로 품질이 확정된 관측자료를 바탕으로 별표 6의 관측자료 통계 산출방법에 따라 지구대기감시 관측 분야별로 관측자료의 통계를 산출한다.

제11조(재검토기한) 기상청장은 「훈령․예규 등의 발령 및 관리에 관한 규정」에 따라 이 훈령에 대하여 2023년 1월 1일 기준으로 매 3년이 되는 시점(매 3년째의 12월 31일까지를 말한다)마다 그 타당성을 검토하여 개선 등의 조치를 해야 한다.

부      칙 <기상청훈령 제1051호, 2022. 7. 29.>

이 훈령은 발령한 날부터 시행한다.

[별표 1]

지구대기감시 관측 분야별 관측 요소, 방법 및 범위

(제5조제1항 관련)

관측 분야	관측 요소	관측 방법	관측 범위
온실가스	이산화탄소 (CO2)	공동광자감쇠분광법	250 ∼ 800 ppm
		비분산적외선법
	메탄 (CH4)	공동광자감쇠분광법	300 ∼ 5,000 ppb
		가스크로마토그래피
	아산화질소 (N2O)	가스크로마토그래피	260 ∼ 370 ppb
		공동광자감쇠분광법
	염화불화탄소류 (CFCs)	가스크로마토그래피	(CFC11): 100 ∼ 260 ppt (CFC12): 150 ∼ 650 ppt (CFC113): 20 ∼ 110 ppt
	육불화황 (SF6)	가스크로마토그래피	2 ∼ 20 ppt
	수소불화탄소 (HFCs)	가스크로마토그래피	(HCFC-22): 100 ∼ 300 ppt (종류에 따라 다름)
	과불화탄소 (PFCs)	가스크로마토그래피	(CF4): 70 ∼ 200 ppt (종류에 따라 다름)
반응가스	지표오존 (O3)	자외선흡수법	0 ∼ 200 ppb
	일산화탄소 (CO)	공동광자감쇠분광법	0 ∼ 10,000 ppb
		공진출력분광법
		비분산적외선법
	질소산화물 (NOX)	화학발광법	0 ∼ 200 ppb
		공동감쇠분광법(CAPS)
	이산화황 (SO2)	자외선형광법	0 ∼ 200 ppb
	휘발성 유기화합물 (VOCs)	VOCs 크로마토그래피	0 ∼ 200 ppb
에어로졸	PM10 질량농도	베타선흡수법	0 ∼ 10,000 μg/㎥
	크기별 수농도	공기역학적 거동	0.5 ∼ 20 ㎛
	미세입자 크기별 수농도	전기적 이동도	0.01 ∼ 0.5 ㎛
	응결핵 수농도	응결핵 성장 광산란법	0.01 ∼ 3 ㎛
	광산란계수	비탁분석법	400 ∼ 700 nm (3파장 선택)
	광흡수계수	필터흡수법	370 ∼ 950 nm (7파장 선택)
	광학깊이	다중광학필터	315 ∼ 870 nm (4파장 선택)
	연직분포	다파장 편광라이다법	1064, 532 nm
	이온성분	이온크로마토그래피	0 ∼ 15,000 μS
	원소성분	유도결합플라즈마 분광법	(분해능) 0.007 nm at 200 nm
성층권 오존· 자외선	오존전량	분광 광도 계수법	286 ∼ 363 nm
	연직오존	전기화학 농도전지법	(고도) 30 km 이상
	자외선A	광대역 복사측정	320 ∼ 400 nm
	자외선B (홍반자외선)	광대역 복사측정	280 ∼ 400 nm (홍반가중함수 적용)
대기복사	태양하향복사 (전천일사)	수평면일사측정 열전퇴식	305 ∼ 2,800 nm
	태양상향복사	수평면일사측정 열전퇴식	305 ∼ 2,800 nm
	직달일사	직사광 측정 열전퇴식	200 ∼ 4,000 nm
	산란일사	산란광 측정 열전퇴식	305 ∼ 2,800 nm
	지구상향복사	수평면장파복사 측정 열전퇴식	4.5 ∼ 42 μm
	지구하향복사	수평면장파복사 측정 열전퇴식	4.5 ∼ 42 μm
	순복사	상하향 복사 측정 열전퇴식	0.3 ∼ 30 μm
총대기 침적	산성도	전위차 pH 측정법	-2.000 ∼ 20.000
	전기전도도	전기전도도 분석법	0.001 ∼ 500 S/cm
	강수이온성분	이온크로마토그래피	0 ∼ 15,000 μS

[별표 2]

관측자료 품질관리 절차(제6조 관련)

구분		1단계	⇨	2단계			⇨	3단계	⇨	4단계	⇨	최종 품질 확정
단계별 구분		Level 0	⇨	Level 1			⇨	Level 2	⇨	Level 3	⇨
내용		원시 자료	⇨	실시간 품질 관리	관측자 품질 관리	분석자 품질 관리	⇨	분석자 자료생성 시간/일/월/연	⇨	배경농도 산정	⇨

[별표 3]

관측자료의 실시간 품질관리 항목 및 기준(제7조제2항 관련)

1. 온실가스: 실시간 품질관리 항목 6개(전처리 검사, 계기상태 검사, 계측한계 검사, 물리한계 검사, 단계 검사, 표준가스 검사)

1.1 전처리 검사 기준

관측 요소	기준값
이산화 탄소 (CO2) 메탄 (CH4)	ndata: 1시간 자료수 H2O, CavityPressure, CavityTemp, CO2, CH4 : 1시간 평균 H2O_std, CavityPressure_std, CavityTemp_std, CO2_std, CH4_std : 1시간 표준편차 delta_CO2 = max|CO2(t) - CO2(t±1)| delta_CH4 = max|CH4(t) - CH4(t±1)|
염화불화 탄소류 (CFCs)	CFC11, CFC12, CFC113 에 대해 아래 값을 각각 계산 bf_area = AREA(METHOD=STD)(n-1) : 직전 standard 측정값 af_area = AREA(METHOD=STD)(n) : 직후 standard 측정값 AREA_CORRECTED = fdrift * SMP(t) CFC = STD_CONC*AREA_CORRECTED/bf_area delta_sam_ret_time = |RET_TIME(METHOD=SMP)(t)-RET_TIME(METHOD=SMP)(t-1)| delta_std_ret_time = |RET_TIME(METHOD=STD)(n)-RET_TIME(METHOD=STD)(n-1)|
아산화 질소 (N2O)	bf_area = AREA(METHOD=STD)(n-1) : 직전 standard 측정값 af_area = AREA(METHOD=STD)(n) : 직후 standard 측정값 AREA_CORRECTED = fdrift * SMP(t) N2O = STD_CONC*AREA_CORRECTED/bf_area delta_sam_ret_time = |RET_TIME(METHOD=SMP)(t)-RET_TIME(METHOD=SMP)(t-1)| delta_std_ret_time = |RET_TIME(METHOD=STD)(n)-RET_TIME(METHOD=STD)(n-1)|
육불화황 (SF6)	bf_area = AREA(METHOD=STD)(n-1) : 직전 standard 측정값 af_area = AREA(METHOD=STD)(n) : 직후 standard 측정값 AREA_CORRECTED = fdrift * SMP(t) SF6 = STD_CONC*AREA_CORRECTED/bf_area delta_sam_ret_time = |RET_TIME(METHOD=SMP)(t)-RET_TIME(METHOD=SMP)(t-1)| delta_std_ret_time = |RET_TIME(METHOD=STD)(n)-RET_TIME(METHOD=STD)(n-1)|

1.2. 계기상태 검사 기준

항 목	기준값
H2O	0.02 % < 정상값
공동 압력	139.95 mPa < 정상값 < 140.05 mPa
공동 온도	44.99 ℃ < 정상값 < 45.01 ℃

1.3. 계측한계 검사 기준

관측 요소	기준값
이산화탄소(CO2) 메탄(CH4)	CO2: 0 ∼ 1,000 ppm, CH4: 0 ∼ 20,000 ppb
염화불화탄소류(CFCs)	CFC11: 100 ∼ 260 ppt, CFC12: 150 ∼ 650 ppt CFC113: 20 ∼ 110 ppt
아산화질소(N2O)	N2O: 260 ∼ 370 ppb
육불화황(SF6)	SF6: 2 ∼ 20 ppt
수불화탄소류(HFCs)	HCFC-22: 75 ∼ 200 ppt (표준가스 및 종류에 따라 다름)
과불화탄소류(PFCs)	CF4: 80 ∼ 160 ppt (표준가스 및 종류에 따라 다름)

1.4. 물리한계 검사 기준

관측 요소	기준값
이산화탄소(CO2) 메탄(CH4)	CO2: 250 ∼ 800 ppm, CH4: 300 ∼ 5,000 ppb

1.5. 단계 검사 기준

관측 요소	기준값
이산화탄소(CO2) 메탄(CH4)	안면도 ndata = 720, (delta_CO2 < 30) & (CO2_std < 30), (delta_CH4 < 0.1) & (CH4_std < 0.2) 고산 ndata > 720, (delta_CO2 < 20) & (CO2_std < 20), (delta_CH4 < 0.1) & (CH4_std < 0.2) 울릉도 ndata = 720, (delta_CO2 < 20) & (CO2_std < 10), (delta_CH4 < 0.1) & (CH4_std < 0.1) 독도 ndata = 720, (delta_CO2 < 20) & (CO2_std < 20), (delta_CH4 < 0.1) & (CH4_std < 0.1)

1.6. 표준가스 검사 기준

관측 요소	기준값
이산화탄소(CO2) 메탄(CH4)	표준가스의 농도 범위는 현재 관측되는 농도보다 낮은 농도와 현재 관측되는 높은 농도보다 더 높은 농도의 표준가스를 포함하여 검정곡선이 충분히 신뢰할 만한 농도범위 (3개 이상)을 선택하여 확인 검정곡선의 불확도보다 기기 표류오차가 클 경우 표준가스 1개로 잦은 교정을 이행하되 이때 항목의 배경농도 수준의 표준가스를 선택 재현성이 CO2 ±0.1 ppm, CH4 ±2 ppb 이내일 때 교정주기를 결정하며, 5∼14일 이내로 함
염화불화탄소류(CFCs)	재현성이 2 % 이내일 때 교정주기를 결정하며, 2 ∼ 6시간 이내로 함
아산화질소(N2O)
육불화황(SF6)

2. 반응가스: 실시간 품질관리 항목 4개(계기상태 검사, 물리한계 검사, 단계 검사, 지속성 검사)

2.1. 계기상태 검사 기준

관측 요소	기준값
지표오존(O3)	0.5 ≤ 샘플 유량 ≤ 1.4 50,000 ≤ intensity ≤ 150,000
일산화탄소(CO)	0.3 ≤ 샘플 유량≤ 1 130,000 ≤ intensity ≤ 300,000
질소산화물(NOX)	0.7 ≤ 샘플 유량 ≤ 2 300 ≤ 컨버터 온도 ≤ 350
이산화황(SO2)	0.3 ≤ 샘플 유량 ≤ 0.7 40 ≤ 램프 강도 ≤ 100

2.2. 물리한계 검사 기준

관측 요소	기준값
지표오존(O3)	1 ≤ 정상값 ≤ 200 ppb
일산화탄소(CO)	40 ≤ 정상값 ≤ 10,000 ppb
질소산화물(NOX)	0 ≤ 정상값 ≤ 200 ppb
이산화황(SO2)	0 ≤ 정상값 ≤ 200 ppb
휘발성유기화합물 (VOCs)	0 ≤ 정상값 ≤ 200 ppb

2.3. 단계 검사 기준

관측 요소	기준값
지표오존(O3)	｜O3(n) - O3(n-1)｜ ≤ 20
일산화탄소(CO)	｜CO(n) - CO(n-1)｜ ≤ 50
질소산화물(NOX)	｜NOX(n) - NOX(n-1)｜ ≤ 10 ｜NO(n) - NO(n-1)｜ ≤ 10
이산화황(SO2)	｜SO2(n) - SO2(n-1)｜ ≤ 5

2.4. 지속성 검사 기준: 각 관측 요소별 다음의 기준시간 동안 관측값의 변동이 없으면 그 시간의 관측값을 의심으로 처리

관측 요소	기준값
지표오존(O3) 일산화탄소(CO) 질소산화물(NOX) 이산화황(SO2)	10분

3. 에어로졸: 실시간 품질관리 항목 6개(계기상태 검사, 계측한계 검사, 물리한계 검사, 단계 검사, 지속성 검사, 정합성 검사)

3.1. 계기상태 검사 기준

관측 요소	기준값
PM10 질량농도	정상 상태 상태코드 = 000000
크기별 수농도	상태코드 0000 0000 0000 0000 event4 ≤ 500 dead time ≠ 0 ms 내부 diode 온도 > 18 °C
미세입자 크기별 수농도	경고=0 또는 오류=0 인 경우만 ‘정상’, 나머지는 ‘의심’
응결핵 수농도	에러가 기록된 자료는 ‘의심’
광산란계수	Y9(기기에러) = 0000 상대습도 ≤ 40 % D1 = "ZBXX" 이고 표준상태 산란계수(450 nm) > 40 [eqn: Mm^-1] 일 경우 이후의 6시간 자료는 ‘의심’ 4. 5 < lamp current < 7
광흡수계수	2.9 lpm ≤ 유량 ≤ 3.1 lpm
광학깊이	센서(내부)온도 19.5 ±0.5 °C, -20 °C < 외부온도 < +35 °C, -40 ≤ 태양추적감시(pointing) ≤ +40
연직분포	532 nm 파장에서 30 mJ 이하면 ‘의심’

3.2. 계측한계 검사 기준

관측 요소	기준값
PM10 질량농도	1 ≤ PM10 질량농도 ≤ 5,000 ㎍/㎥
크기별 수농도	0 ≤ 구간별 수농도 ≤ 1,000 개/㎤ : 의심 0 ≤ 구간별 수농도 ≤ 1,0000 개/㎤ : 오류
미세입자 크기별 수농도	0 ≤ 총수농도 ≤ 107 개/㎤
응결핵 수농도	1 ≤ 평균 수농도 ≤ 10,000 개/㎤
광산란계수	0 ≤ 산란계수(blue, green, red) ≤ 20,000 [eqn: m^-1] 0 ≤ 후방산란계수(blue, green, red) ≤ 20,000 [eqn: m^-1]
광흡수계수	0 ng/㎥ ≤ BC 농도
광학깊이	-6° < 태양고도

3.3. 물리한계 검사 기준

관측 요소	기준값
PM10 질량농도	1 ≤ PM10 질량농도 ≤ 500 ㎍/㎥
크기별 수농도	총 수농도 ≤ 500 개/㎤
응결핵 수농도	0 ≤ 평균 수농도 ≤ 50,000 개/㎤
광산란계수	1. 0.29 ≤ 표준상태의 산란계수(450 nm) ≤ 2,000 [eqn: Mm^-1] 2. 0.11 ≤ 표준상태의 산란계수(550 nm) ≤ 2,000 [eqn: Mm^-1] 3. 0.17 ≤ 표준상태의 산란계수(700 nm) ≤ 2,000 [eqn: Mm^-1] 4. 0.19 [eqn: Mm^-1] ≤ 표준상태의 후방산란계수(450 nm) 5. 0.07 [eqn: Mm^-1] ≤ 표준상태의 후방산란계수(550 nm) 6. 0.14 [eqn: Mm^-1] ≤ 표준상태의 후방산란계수(700 nm) 7. -2 ≤ 옹스트롬지수 450_700 8. -2 ≤ 옹스트롬지수 550_700
광흡수계수	10 ≤ 표준상태의 BC 농도 ≤ 10,000 ng/㎥
광학깊이	3 < 에어로졸 광학깊이(구름영향)

3.4. 단계 검사 기준

관측 요소	기준값
PM10 질량농도	1. [eqn: TRIANGLE PM10 <= 50`+`0.15 times PM10] 2. (Md-7.0×MAD ≤ d ≤ Md+7.0×MAD) 또는 (PM10_hr×0.8 ≤ PM10 ≤ PM10_hr×1.2) ※ [eqn: TRIANGLE PM10=minvert PM10(t)-PM10(t +- 1)vert] [eqn: d=[PM10(t)-PM10(t-1)]-[PM10(t+1)-PM10(t)]] [eqn: Md(t)=median(d(t-6),d(t-5),…,d(t+5),d(t+6))] [eqn: MAD=median(vert d(t-6)-Md(t-6)vert , CDOTS ,vert d(t+6)-Md(t+6)vert )] PM10_hr: PM10 질량농도의 1시간 이동평균
크기별 수농도	del(t) ≤ 50+0.15×PM10 질량농도(t) ※ del(t) = min|PM10 질량농도(t)-PM10 질량농도(t±1)|
광산란계수	1. △SC ≤ 2 × SC 과거 5시간 표준편차 2. △BSC ≤ 2 × BSC 과거 5시간 표준편차 ※ SC: 표준상태 산란계수, BSC: 표준상태 후방산란계수 [eqn: TRIANGLE SC = | SC(t) - SC(t-1)|], [eqn: TRIANGLE BSC = | BSC(t) - BSC(t-1)|]
광흡수계수	1. △ATTENUATION <-30 또는 △ATTENUATION > 0 2. △BC < 2 × BC 과거 3시간 표준편차 ※ ATTENUATION: 필터에 쌓인 입자에 의한 감쇄 △ATTENUATION = ATTENUATION(t) - ATTENUATION(t-1) BC: 표준상태의 BC 농도(ng/㎥), △BC = | BC(t) - BC(t-1) |

3.5. 지속성 검사 기준: 각 관측 요소별 다음의 기준시간 동안 관측값의 변동이 없으면 그 시간의 관측값을 의심으로 처리

관측 요소	기준값
PM10 질량농도	60분
크기별 수농도	60분
미세입자 크기별 수농도	20분
응결핵 수농도	10분
광산란계수	10분
광흡수계수	10분

3.6. 정합성 검사 기준: 동일 관측 요소의 관측값(부유분진측정기, 크기별수농도의 PM10 질량농도) 간 차이가 50 % 초과할 경우 의심으로 처리

4. 성층권 오존 및 자외선: 실시간 품질관리 항목 3개(계측한계 검사, 물리한계 검사, 단계 검사)

4.1. 계측한계 검사 기준

* MED (Minimal Erythema Dose) : 홍반가중 복사(1 MED=210 J/m2)

관측 요소	기준값
연직오존	0 mPa < 정상값 < 30 mPa
자외선A	0 J/cm²/10min < 정상값 < 6 J/cm²/10min
자외선B(홍반자외선)	0 MED/10min < 정상값 < 1.7 MED/10min

4.2. 물리한계 검사 기준

* 복사전달모델 기준값은 지점에 따라 상이하며, 분석자 판단하에 무시될 수 있음

관측 요소	기준값
오존전량	200 DU < 정상값 < 600 DU
연직오존	지오포텐셜고도 > 0 km 고도 > 0 km, 기온 > -90 °C 습도 > 0 %, 압력 > 0 hPa
자외선A	< UVA 복사전달모델 기준값
자외선B(홍반자외선)	< UVB 복사전달모델 기준값

4.3. 단계 검사 기준

* AMF (Air mass factor) : 대기질량인자, SZA (Solar Zenith Angle) : 태양천정각,

Pt-1 : 이전시간 기압, Pt : 해당시간 기압, Tpump : 펌프내부온도

관측 요소	기준값
오존전량	O3 표준편차 < 2.5 DU, AMF < 3.8, SZA < 75°
연직오존	Pt-1-Pt > 0 (상승모션), 0 °C < Tpump < 37 °C
자외선A	23 °C < 센서온도 < 27 °C
자외선B (홍반자외선)	23 °C < 센서온도 < 27 °C

5. 대기복사: 실시간 품질관리 항목 2개(물리한계 검사, 정합성 검사)

5.1. 물리한계 검사 기준

* Sa: S0/AU² (S0: 태양상수, AU:지구태양거리 천문단위)

μ0: cos(SZA), SZA(Solar Zenith Angle): 태양천정각

관측 요소	기준값
태양하향복사	-4 W/㎡ < 정상값 < Sa×1.5×μ01.2+100 W/㎡
태양상향복사	-4 W/㎡ < 정상값 < Sa×1.5×μ01.2+100 W/㎡
직달일사	-4 W/㎡ < 정상값 < Sa
산란일사	-4 W/㎡ < 정상값 < Sa×0.95×μ01.2+50 W/㎡
지구하향복사	40 W/㎡ < 정상값 < 700 W/㎡
지구상향복사	40 W/㎡ < 정상값 < 900 W/㎡
순복사	정상값 < 1000 W/㎡

5.2. 정합성 검사 기준

* SUM : 전천일사 간접관측값(산란일사 + 직달일사 × μ0)

μ0: cos(SZA), SZA (Solar Zenith Angle): 태양천정각

σ : 스테판볼츠만 상수(5.67 × 10-8)

Cal. NET: 계산된 순복사(태양하향복사-태양상향복사+지구하향복사-지구상향복사)

관측 요소	기준값
전천일사 직접관측값과 간접관측값 비교	∘ SZA < 75°이면서, SUM > 50 W/㎡인 경우 : 0.92 ≤ 전천일사/SUM ≤ 1.08 ∘ 75° < SZA < 93°이면서, SUM > 50 W/㎡인 경우 : 0.85 ≤ 전천일사/SUM ≤ 1.15 ∘ SZA과 SUM이 위 두 조건에 해당하지 않는 경우 : 모두 정상 자료로 판단
산란일사와 전천일사 비교	∘ SZA < 75°이면서, SUM > 50 W/㎡인 경우 : 산란일사/전천일사 < 1.05 ∘ 75° < SZA < 93°, SUM > 50 W/㎡인 경우 : 산란일사/전천일사 < 1.10 ∘ SZA과 SUM이 위 두 조건에 해당하지 않는 경우 : 모두 정상 자료로 판단
태양상향복사와 SUM 비교	∘ SUM > 50 W/㎡인 경우 : 태양상향복사 < SUM ∘ SUM ≤ 50 W/㎡인 경우 : 모두 정상 자료로 판단
기온(Ta)과 지구복사 비교	σ(Ta-15)4 < 지구상향복사 < σ(Ta+25)4 0.4×σTa4 < 지구하향복사 < σTa4+25
지구상향복사와 지구하향복사 비교	지구하향복사 > 지구상향복사-300 W/㎡ 지구하향복사 < 지구상향복사+25 W/㎡
순복사 비교	∘∣순복사∣< 50 W/㎡인 경우 :∣순복사 – Cal. NET∣< 25 W/㎡ ∘∣순복사∣≥ 50 W/㎡인 경우 :∣(순복사 – Cal. NET)/순복사∣< 0.5

[별표 4]

관측자료의 관측자ㆍ분석자 품질관리 기준(제8조제1항 관련)

1. 공통

1.1. 관측자의 품질관리 사항

구분	내용
정상	∘관측자료에 관측장비 상태, 관측환경, 기상상황의 영향이 없는 경우 ∘관측환경 및 기상상황이 다소 불안하지만 관측장비 상태가 정상인 경우
의심	∘관측장비 상태 불안(자체교정, 점검)으로 관측자료의 정확성이 의심되는 경우 ∘관측환경 및 기상상황 불안으로 관측자료의 이상이 의심되는 경우
오류	∘장애로 관측장비 가동중단(수리기간 포함) 중에 관측된 관측자료의 경우 ∘교정 및 점검을 위해 관측장비 가동계획 중단 중에 관측된 관측자료의 경우 ∘정전 등 외적요인과 원인불명의 요인으로 관측자료 훼손이 있는 경우

1.2. 분석자의 품질관리 사항

내용

∘의심으로 분류된 자료는 분석자의 확인을 거쳐 정상 또는 오류로 최종 확정하며 정상으로 분류된 자료만 통계 처리

∘의심으로 분류되지 않았더라도 관측장비의 검정ㆍ교정 시 안정화 단계까지의 관측자료, 관측장비 장애 시 등의 관측자료도 오류로 분류 가능

2. 에어로졸 분야의 이온성분 관측 요소: 허용범위, 물리한계, 이온 당량농도비, 이온합과 질량농도 비교 검사 수행

검사 항목	기준값
허용범위	∘ PM10 환산 질량농도 > PM2.5 환산 질량농도: 정상 ∘ PM10 환산 질량농도 < PM2.5 환산 질량농도: PM2.5 시료만 정상
물리한계	∘ 에어로졸 화학성분별 검출한계 이하 값은 제외 ∘ 바탕용액(또는 저농도 표준용액)의 농도를 7번 반복하여 측정하고, 이 측정값으로부터 구한 표준편차에 3.14 (98 % 신뢰수준) 이내여야 정상 관측자료로 확인
이온 당량농도비	∘ 양이온 당량농도 합과 음이온 당량농도 합 간의 이온균형을 비교하여, 양이온과 음이온 당량농도 합의 비가 ±0.3 이내여야 정상 관측자료로 확인 산출 식: [eqn: 70 LEQ Ion`Ratio`(%)`=` {CE} over {AE} TIMES 100 LEQ 130]
이온합과 질량농도 비교	∘ 에어로졸 화학성분의 총합이 질량농도보다 높으면 정상 관측자료에서 제외

3. 총대기침적: 물리한계, 이온차 허용범위, 전기전도도 차 허용범위, 이온 당량 농도비 검사 수행

검사 항목

기준값

물리한계

∘ 대기침적 관측 요소별 검출한계 이하 값은 제외

∘ 바탕용액(또는 저농도 표준용액)의 농도를 7번 반복하여 측정하고, 이 측정값으로부터 구한 표준편차에 3.14 (98 % 신뢰수준) 이내야 정상 관측자료로 확인

이온차 허용범위

∘총 이온농도에 따른 이온차의 허용범위를 벗어난 값은 제외

Total Ion Concentration (μeq/L)	Acceptable Ion Difference (AID)
CE + AE ≤ 50	AID ≤ ±60 %
50 < CE + AE ≤ 100	AID ≤ ±30 %
100 < CE + AE ≤ 500	AID ≤ ±5 %
500 ≤ CE + AE	AID ≤ ±10 %
CE: 양이온, AE: 음이온 산출식: [eqn: Ion`Difference`(%)`=`` {(CE-AE)} over {(CE+AE)} TIMES 100]

전기

전도도 차 허용범위

∘ 측정된 전기전도도(ECmea)에 따른 이론적으로 계산한 전기전도도(ECcal)와의 차의 허용범위가 벗어날 경우 제외

ECmea (μS/㎝)	Acceptable Conductivity Difference (ACD)
ECmea ≤ 5	ACD ≤ ±50 %
5 < ECmea ≤ 30	ACD ≤ ±30 %
30 ≤ ECmea	ACD ≤ ±20 %
산출식: [eqn: Conductivity`Difference`(%)`=` {(EC _{cal} -EC _{mea} )} over {EC _{mea}} TIMES 100]

이온 당량농도비

∘ 양이온 당량농도 합과 음이온 당량농도 합 간의 이온균형을 비교하여, 양이온과 음이온 당량농도 합의 비가 ±0.3 이내여야 정상 관측자료로 확인

산출 식: [eqn: 70 LEQ Ion`Ratio`(%)`=` {CE} over {AE} TIMES 100 LEQ 130]

[별표 5]

배경농도 산정 방법(제9조제1항 관련)

관측 요소	배경농도 산정 방법
이산화 탄소 (CO2)	<입력자료 선정> ① 검교정하여 농도 재산정 * 안면도: 1999 ∼ 2011 비분산적외선법, 3시간마다 3점교정, 2012 ∼ 현재 공동광자감쇠분광법, 2주이내마다 4점교정 * 고 산: 2009 ∼ 2013 비분산적외선법, 3시간마다 3점교정, 2014 ∼ 현재, 공동광자감쇠분광법, 2주이내마다 4점교정 * 울릉도: 2012 ∼ 2019.11. 공동광자감쇠분광법, 2주마다 4점교정 2019 ∼ 현재, 공동광자감쇠분광법, 5일마다 4점교정 ② 품질관리에서 배경농도에 영향을 줄 것으로 판단된 의심 및 오류자료는 원시자료에서 제거, 표준가스 교정기간 자료 제외됨 <배경농도 시간자료 산정> ③ ①과 ②의 선정된 자료를 중심으로, 시간 평균 산정 ④ CO2 1시간 평균값(HA)과 표준편차(HS) 계산 ⑤ HS ≦ HS_crtr 을 만족하는 HA만 선택 ⑥ ⑤에서 선택된 HA 중 다음 조건을 만족하는 HA 선택 CD_up ≦ CD_crtr 또는 CD_down ≦ CD_crtr ⑦ ⑥에서 선택된 HA 중 다음 조건을 만족하는 HA 선택 | HA - HA의 30일 이동중앙값 | ≦ 1.3 × HA의 30일 이동표준편차
메탄 (CH4)	<입력자료 선정> ① 검교정하여 농도 재산정 * 안면도: 1999 ∼ 2015 GC-FID, 6시간마다 1점교정, 2016 ∼ 현재 공동광자감쇠분광법, 2주마다 4점교정 * 고 산: 2014 ∼ 현재 공동광자감쇠분광법, 2주마다 4점교정 * 울릉도: 2018 ∼ 2019.11. 공동광자감쇠분광법, 2주마다 4점교정 2019.12. ∼ 현재. 공동광자감쇠분광법, 5일마다 4점교정 ② 품질관리에서 배경농도에 영향을 줄 것으로 판단된 의심 및 오류자료는 원시자료에서 제거, 표준가스 교정기간 자료 제외됨 <배경농도 시간자료 산정> ③ ①과 ②의 선정된 자료를 중심으로, 시간 평균 산정 ④ CH4 1시간 평균값(HA)과 표준편차(HS) 계산 ⑤ HS ≦ HS_crtr 을 만족하는 HA만 선택 ⑥ ⑤에서 선택된 HA 중 다음 조건을 만족하는 HA 선택 CD_up ≦ CD_crtr 또는 CD_down ≦ CD_crtr ⑦ ⑥에서 선택된 HA 중 다음 조건을 만족하는 HA 선택 | HA - HA의 30일 이동중앙값 | ≦ 1.8 × HA의 30일 이동표준편차
아산화 질소 (N2O)	<입력자료 선정> ① 아산화질소 표준가스를 이용하여 농도 재산정(6시간마다 주입) ② 품질관리에서 배경농도에 영향을 줄 것으로 판단된 의심 및 오류자료는 원시자료에서 제거, 표준가스 교정기간 자료 제외됨 <배경농도 시간자료 산정> ③ ①과 ②의 선정된 자료를 중심으로 ④ 시간자료의 연속된 앞뒤 값의 차이가 A 이상 차이가 나면, 시간자료 기각 * 안면도: (A) 1.6 ppb, 고산: (A) 1.4 ppb * 자료의 약 30 ∼ 32 % 기각됨
염화 불화 탄소류 (CFCs)	<입력자료 선정> ① 염화불화탄소류의 표준가스를 이용하여 농도 재산정(6시간마다 주입) ② 품질관리에서 배경농도에 영향을 줄 것으로 판단된 의심 및 오류자료는 원시자료에서 제거, 표준가스 교정기간 자료 제외됨 <배경농도 시간자료 산정> ③ ①과 ②의 선정된 자료를 중심으로 감시소 간의 비교, 기상자료 등을 판단하여 유효값 산정
육불화황 (SF6)	<입력자료 선정> ① 육불화황 표준가스를 이용하여 농도 재산정(6시간마다 주입) ② 품질관리에서 배경농도에 영향을 줄 것으로 판단된 의심 및 오류자료는 원시자료에서 제거, 표준가스 교정기간 자료 제외됨 <배경농도 시간자료 산정> ③ ①과 ②의 선정된 자료를 중심으로 감시소간의 비교, 기상자료 등을 판단하여 유효값 산정

[별표 6]

관측자료 통계 산출방법(제10조 관련)

1. 온실가스

관측 요소	통계 산출방법
이산화탄소 (CO2) 메탄(CH4) 아산화질소 (N2O)	∘ 일평균, 월평균 ① 선택된 일평균자료를 이용하여 장기추세를 설명하는 다항식과 연변동을 설명하는 고조파로 구성된 적합함수 계산(Masarie and Tans, 1995)한 뒤 ② 일평균 자료와 적합함수의 차이를 푸리에 변환하여 주파수 영역으로 이동한 뒤 저역통과필터(차단주파수, (80 day/cycle)-1)를 이용하여 고주파 성분 제거 후 역푸리에 변환 ③ 역변환된 값에 적합함수를 더하여 필터링된 농도 산정(Thoning et al., 1989 적용) ∘ 연평균 : 해당 연의 1월부터 12월까지의 1년에 대한 평균
염화불화 탄소류(CFCs) 육불화황(SF6)	∘ 일평균, 월평균 (O’Doherty et al., 2001 적용) ① 선별된 날을 기준으로 ±60일의 최저 시간값을 이용하여 이차함수로 필터함 ② 필터된 값 잔차의 중간값을 산출 ③ 산출된 중간값보다 낮은 농도의 표준편차(σ) 산출 ④ 중간값 +3 σ의 합보다 낮으면 배경농도로 선별 ⑤ 선별된 배경농도 시간자료를 중심으로 일평균 및 월평균 산출

2. 반응가스

관측 요소	통계 산출방법
지표오존(O3) 일산화탄소(CO) 질소산화물(NOX) 이산화황(SO2)	∘ 시간평균: 해당 시간의 0분 이후부터 59분까지의 1시간에 대하여 통계 - 비분산적외선법으로 측정한 CO는 주기적으로 분석하는 영점(zero)값으로 표류오차(drift) 보정 ∘ 일평균 : 시간평균 자료가 하루 75 %이상일 때 산출 ∘ 월평균 : 매월 50 % 이상의 일 자료가 있을 경우 일평균의 평균 산출 ∘ 연평균 : 해당 연의 1월부터 12월까지의 1년에 대한 평균 산출

3. 에어로졸

관측 요소	통계 산출방법
PM 10 질량농도	∘ 품질관리에서 확정된 원시자료가 1시간에 75 % 이상일 때 시간평균값 산출 ∘ 유효 시간평균 자료가 일, 월 또는 연 전체의 75 % 이상일 때 일평균, 월평균, 연평균 산출 (WMO GAW 권고에 따라 측정 온도와 기압 자료를 이용해 표준대기상태(0 ℃, 1기압)로 변환)
크기별 수농도	∘ 품질관리에서 확정된 원시자료(5분)가 1시간에 30 % 이상일 때 시간평균값 산출 ∘ 유효 시간평균 자료가 월 또는 연 전체의 30 % 이상일 때 월평균, 연평균 산출 (WMO GAW 권고에 따라 측정 온도와 기압 자료를 이용해 표준대기상태(0 ℃, 1기압)로 변환)
미세입자 크기별 수농도
응결핵 수농도
광산란계수
광흡수계수
에어로졸 화학	∘ 일평균 - 시료는 전일 09시부터 당일 09시(총 24시간 ±1시간, 5일간격)까지 채취하여 이온 및 원소의 분석결과를 유량에 대한 보정 후 값산출 ∘ 월평균, 연평균 - 5일 간격의 시료를 월평균, 연평균으로 산출 ∘ 계절평균 - 5일 간격의 시료를 계절평균으로 산출. 단, 겨울철인 경우 지난해 12월과 당해 1, 2월의 자료를 평균하고, 당해 12월의 자료는 제외함
광학깊이	∘ 품질관리에서 확정된 1일 관측자료가 10개 이상인 경우 일평균 산출 ∘ 유효 시간평균 자료가 월 또는 연 전체의 30 % 이상인 경우에 월평균, 연평균 산출

4. 성층권 오존 및 자외선

관측 요소	통계 산출방법
오존전량	∘ 월평균: 품질관리에서 정상인 일자료가 10개 이상일 때의 일자료 평균값 산출 ∘ 연평균: 품질관리에서 정상인 월자료가 10개 이상일 때의 월자료 평균값 산출
자외선A	∘ 품질관리에서 정상인 10분 관측자료가 80 % 이상 존재할 때 자외선A와 자외선B의 시간 누적값, 시간 최댓값 산출 - 1시간 누적값 : 자외선A (단위: MJ/㎡), 자외선B (단위: kJ/㎡) - 1시간 최댓값 : 자외선A (단위: W/㎡), 자외선B (단위: W/㎡) ∘ 품질관리에서 정상인 시간 관측자료가 80 % 이상 존재할 때 자외선A, 자외선B의 일 누적값, 일 최댓값 산출 - 일 누적값 : 자외선A (단위: MJ/㎡), 자외선B (단위: kJ/㎡) - 일 최댓값 : 자외선A (단위: W/㎡), 자외선B (단위: W/㎡) ∘ 품질관리에서 정상인 일 관측자료가 80 % 이상 존재할 때 일 누적값과 일 최댓값의 월평균 각각 산출 ∘ 매년 80 % 이상의 월 자료가 존재할 때 연 평균값 산출
자외선B (홍반자외선)

5. 대기복사

관측 요소	통계 산출방법
태양복사 (직달일사/산란일사/태양상향복사/태양하향복사)	∘ 시간평균은 품질관리에서 정상인 1분 관측 데이터가 한 시간에 80 % 이상 존재할 경우 시간평균값을 산정 ∘ 일평균 - 태양복사는 태양천정각(Solar Zenith Angle) < 90°인 시간 중 시간평균 자료가 80 % 이상 존재한 날의 24시간 평균값 산출 - 지구복사는 24시간 중 시간평균 자료가 80 % 이상 존재한 날의 24시간 평균값 산출 ∘ 월평균은 일평균 자료가 전체 일수의 50 % 이상 존재한 달의 일평균에 대한 평균값 산출 ∘ 연평균은 월평균 자료가 10개월 이상 존재할 경우 월평균에 대한 평균값 산출
지구복사 (지구상향복사/지구하향복사)
순복사

6. 총대기침적

관측 요소	통계 산출방법
강수화학	∘ 일평균 - 강수는 전일 09시부터 당일 09시까지 채수하여 이온분석 결과에 채수된 강수량에 대한 보정 후 산출 ∘ 일평균 자료를 이용하여 월평균, 연평균을 산출. 단, 각 평균에 해당하는 전체강수량에 대한 보정 후 산출 ∘ 계절평균 - 평균에 해당하는 전체강수량에 대한 보정 후 산출. 단, 겨울철의 경우 지난해 12월과 당해 1, 2월의 자료를 평균하고, 당해 12월의 자료는 제외