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SSM/I 대기물수지 변수를 이용한 1994-95년 하계 문순의 특성 연구
손병주 ( Byung Ju Sohn ),김도형 ( Do Hyeong Kim ),김혜영 ( Hye Young Kim ),서애숙 ( Ae Sook Suh ) 大韓遠隔探査學會 1998 大韓遠隔探査學會誌 Vol.14 No.1
미국 군사기상위성 프로그램의 SSM/I 센서에서 관측한 마이크로파 복사자료를 이용하여 대기수문변수 (수증기량, 구름수적량, 강수율)를 추정하였으며, 이 자료를 동아시아 하계몬순의 특징을 파악하기 위해 활용하였다. 한반도를 포함한 중국 북동부, 일본 지역에 가뭄현상이 나타났던 1994년과 정상적인 몬순활동을 보였던 1995년의 6,7,8월을 사례로 선택하였으며 분석영역은 (0°-60˚N, 45°-180°E)의 아시아몬순 지역이다. 분석 결과 북위 20-30˚ 위도대에서 날짜변경선 부근으로부터 동아시아 몬순지역으로 건조한 영역 (적은 수증기 영역)의 서쪽이동이 약 20-30일 주기로 나타나고 있다. 건조지역의 서쪽 이동은 북태평양고기압의 동아시아몬순 지역으로의 확장을 의미하며, 결과적으로 동아시아 몬순지역에 수증기의 공급 등 대류활동을 증진시키는 요인을 제공하여 북태평양 고기압의 세력확장은 몬순의 진행에 영향을 주는 중요한 요인의 하나로 파악된다. Microwave brightness temperature data measured from the Special Sensor Microwave/Imager (SSM/I) aboard Defense Meteorological Satellite Program (DMSP) satellite are used to investigate the characteristics of hydrological features of the East Asian summer monsoon during 1994 and 1995. The analyzed parameters include total columnar water vapor, cloud liquid water, and rain rate. These are estimated from SSM/I brightness temperature data for the two summer seasons (June, July, August) of 1994 and 1995 over the Asian monsoon region (0˚-60˚N, 45˚-180˚E). Results indicate that there are periodic westward movement of dry air over the 20˚-30˚N latitudinal belt with about 20-30 day period. Considering that the location of the North Pacific high is closely linked to the evolution of the monsoon activities over East Asia, the westward expansion of the North Pacific high may be the one important element modulating the monsoon intensity.
손병주 ( Byung Ju Sohn ),황석규 ( Seok Gyu Hwang ) 大韓遠隔探査學會 1998 大韓遠隔探査學會誌 Vol.14 No.4
해색 센서인 SeaWiFS의 자료를 이용하여 황사의 광학적 성질과 황사가 해색 원격탐사에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 황사가 해색에 미치는 영향을 살펴보기 위해 황사현상이 나타났던 1998년 4월 18일과 맑은 날인 4월 25일의 자료를 선택하였다. NASA 표준 대기 보정 알고리즘은 황사의 영역을 복사휘도가 너무 크거나 또는 구름의 영역으로 간주하여 황사 지역에 대한 해색 정보를 생산하지 않고 있다. 4월 18일 동아시아 해양에 도착한 황사는 에어로졸의 광학적 두께의 관점에서 상대적으로 균질한 두 부류로 구성되어 있음을 보여주었다. 즉, 에어로졸 광학적 두께가 0.8 부근에 최대의 값을 갖는 강한 황사와 0.4 부근의 값을 갖는 약한 황사가 존재하였으며, 이 값들은 지상의 관측 결과와 잘 일치하였다. 지상 일기도의 분석과 경로 역추적을 통해 얻은 황사의 이농은 약한 황사 영역이 먼지 폭풍의 가장자리로부터 기원하고 있음을 암시한다. 또한, 황사와 관련된 에어로졸 광학적 두께가 큰 영역은 약 0.2 정도의 광학적 두께를 갖는 배경 에어로졸과 매우 다름을 알 수 있다. 이러한 에어로졸의 광학적 특성은 대기 보정 변수의 도입과 더불어 황사의 영역을 정량적으로 결정할 수 있음을 가능케 하고 있다. 본 논문의 결과는 대기 보정 변수와 광학적 두께의 분산 그래프에 나타나는 특징을 통해 황사 영역을 결정할 수 있음을 보여준다. Optical characteristics of the yellow sand and their influences on the ocean color remote sensing has been studied using ocean color sensor SeaWiFS measurements. Two cases of April 18 and April 25, 1998, representing yellow sand and background aerosol, are selected for emphasizing the impact of high aerosol concentration on the ocean color remote sensing. It was shown that NASA`s standard atmospheric correction algorithm treats yellow sand area as either too high radiance or cloud area, in which ocean color information is not generated. Optical thickness of yellow sand arrived over the East Asian sea waters in April 18 indicates that there are two groups loaded with relatively homogeneous yellow sand, i.e.: heavy yellow sand area with optical thickness peak around 0.8 and mild area with about 0.4, which are consistent with ground observations. The movement of the yellow sand area obtained from surface weather maps and backward trajectory analysis manifest the notion that the weak yellow sand area was originated from the outer region of the dust storm. It is also noted that high optical thickness associated with the yellow sand is significantly different from what we may observe from background aerosol, which is about 0.2. These characteristics allow us to determine the yellow sand area with an aid of atmospheric correction parameter. Results indicate that the yellow sand area can be determined by applying the features revealed in scattergrams of atmospheric correction parameter and optical thickness.
NOAA AVHRR 자료를 이용한 해수면온도 산출에 황사가 미치는 영향
전형욱 ( Hyoung Wook Chun ),손병주 ( Byung Ju Sohn ) 大韓遠隔探査學會 2009 大韓遠隔探査學會誌 Vol.25 No.1
본 연구에서는 NOAA AVHRR 밝기온도 자료로부터 해수면 온도 (SST) 산출에 황사 에어로솔이 미치는 영향을 복사전달 모델을 사용하여 분석하고, SST 복원 알고리즘을 개선하였다. 봄철의 황사에 의한 AVHRR 밝기온도 변화를 모의하기 위한 복사전달 모델의 입력 자료로서 지상 태양광 관측 자료로부터 분석한 황사 에어로솔 광학적 특성 (에어로솔 광학적 두께 및 크기분포)과 라디오 존데 연직분포 자료(기압, 기온, 및 습도)를 이용하였다. 황사 에어로솔은 적외선 복사대에서 흡수에 비해 산란이 매우 큼을 보였으며, 이러한 특징은 지표면에서 방출되는 상향복사량을 산란시켜 대기상부에서 관측되는 밝기온도를 감소시키는 경향과 관련이 있다. 광학적 두께가 1인 황사의 경우 직하점에서 약 2K, 위성 천정각이 50°인 경우에는 약 4 K의 감쇄를 유발하였다. 황사 존재시 AVHRR 적외채널 11, 12 μm의 밝기온도 차 역시 감소하는 경향을 보이고 있지만 그 값은 미미하였다. 기존 SST 복원 알고리즘은 황사발생시 SST를 실제 값보다도 낮게 산출함을 보였으며, 이를 보정하기 위해 에어로솔 광학적 두께, 11 μm에서의 밝기온도 그리고 위성 천정각을 추가하여 알고리즘을 개선하였다. 개선된 SST 복원 알고리즘은 황사의 두께가 1인 경우 2.7 K정도의 오차를 개선하였다. This research presents the effect of Asian dust on the derived sea surface temperature (SST) from measurements of the Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) instrument flown onboard NOAA polar orbiting satellites. To analyze the effect, AVHRR infrared brightness temperature (TB) is estimated from simulated radiance calculated from radiative transfer model on various atmospheric conditions. Vertical profiles of temperature, pressure, and humidity from radiosonde observation are used to build up the East Asian atmospheric conditions in spring. Aerosol optical thickness (AOT) and size distribution are derived from skyradiation measurements to be used as inputs to the radiative transfer model. The simulation results show that single channel TB at window region is depressed under the Asian dust condition. The magnitude of depression is about 2K at nadir under moderate aerosol loading, but the magnitude reaches up to 4K at slant path. The dual channel difference (DCD) in spilt window region is also reduced under the Asian dust condition, but the reduction of DCD is much smaller than that shown in single channel TB simulation. Owing to the depression of TB, SST has cold bias. In addition, the effect of AOT on SST is amplified at large satellite zenith angle (SZA), resulting in high variance in derived SSTs. The SST depression due to the presence of Asian dust can be expressed as a linear function of AOT and SZA. On the basis of this relationship, the effect of Asian dust on the SST retrieval from the conventional daytime multi-channel SST algorithm can be derived as a function of AOT and SZA.