성층권 고도의 풍부한 오존은 태양에서 방사되는 자외선을 흡수하여 남/북반구의 Energy Budget에 큰 영향을 준다. 최근 지구온난화에 따라 변화하는 극지역 온도 및 기압트렌드의 변화에 따라 야기되는 Southern Annular Mode (SAM)와 El Nino?Southern Oscillation 와 같은 대규모 순환은 남극 주변 와도 변화에 영향을 주고, 그로 인해 성층권 오존을 대류권으로 수송시키는 경향이 강해지는 결과가 존재한다. 오존의 수송으로 인해 변화되는 대류권계면의 높이는 대류권 상부 공기의 냉각과 더불어 대류권 내의 온실효과가 가속될 뿐 아니라 지표기후에 장기적으로 상당한 영향을 주는 것으로 사료된다. 따라서 남극지역 대류권에서 관측되는 오존 중 성층권에서 수송되어 내려오는 양이 어느 정도인지 정량적으로 분석하고, 어떠한 메커니즘이 작용하는 지에 대한 원인을 규명하는 연구를 수행하였다. 특히나 남극지역의 경우, 열악한 환경으로 인해 관측 값의 정확성을 검증하는 것이 필수적이고, 특히나 원격으로 관측을 수행하는 위성의 관측 값에 대한 신뢰성이 확보되어야 앞서 언급된 대류권-성층권 오존 물질 교환의 메커니즘을 파악할 수 있는 기반이 형성될 수 있으므로, 지상 오존관측장비인 Brewer Spectrophotometer와 5개의 오존관측 위성센서(AIRS, GOME-2, OMI, OMPS, TROPOMI)를 사용하여 검증하는 연구를 수행하였다. 그 후 남극 4개 지역(Davis, Jang Bogo, Marambio, Showa Station)에서 관측을 수행한 오존 존데 자료와 MERRA-2 재분석장 자료를 사용하여 성층권의 오존이 대류권으로 침투하는 현상의 트렌드 및 정량적 결과 분석을 수행하였다.
Abundant ozone at high stratospheric levels absorbs ultraviolet radiation from the sun, greatly affecting the energy budget of the northern and southern hemispheres. Large-scale circulation caused by changes in polar temperature and atmospheric pressure trends due to recent global warming, affects vorticity changes around Antarctica, thereby depleting stratospheric ozone. There is a consequence of a stronger tendency to transport into the troposphere. The height of the tropospheric interface is considered to have a significant long-term effect on the surface climate as well as the accelerating greenhouse effect in thetroposphere along with cooling of the upper tropospheric air. Therefore, we conducted a study to quantitatively analyze the amount of ozone that is transported and descended from the stratosphere among the ozone observed in the troposphere in the Antarctic region, and to identify the cause of the mechanism. Also at that region, it is essential to verify the accuracy of observations due to the harsh condition environment. Since the basis for understanding can be formed, a study was conducted to verify using the ground-based ozone observation equipment. After that, the trend and quantitative result analysis of stratospheric ozone penetration into the troposphere using ozone sonde data and MERRA-2 reanalysis field data observed in four Antarctic regions was performed.