1988년부터 2006년까지 남극 세종기지에서 관측된 태양 복사량(global solar irradiance, 285-3000 ㎚)과 지구 복사량(장파 복사량; downward longwave irradiance, 4-50 ㎛) 그리고 복사 에너지에 영향을 주는 기온, 비습 그리고 운량을 사용하여 이들의 변화와 장기 경향을 살펴보았다. 그리고 기온, 비습 그리고 운량의 세 변수들로 장파 복사량을 추정할 수 있는 모형을 개발하였다. 따라서 세종기지에서의 에너지 평형의 특징을 계절별로 알아보았다.남극 세종기지의 월평균 태양 복사량은 여름(12-2월)에 155.5 Wm-2, 겨울(6-8월)에 16.5 Wm-2로 연평균 81.4 Wm-2로 나타났다. 그리고 태양 복사량의 연평균 변화 경향은 -0.24 Wm-2yr-1(-0.29 %yr-1)의 감소율을 나타내었다. 운량은 연평균 6.9 oktas로 0.02 oktas yr-1 (0.27 %yr-1)의 증가율을 나타내었다. 전 자외선 복사량(Total ...
1988년부터 2006년까지 남극 세종기지에서 관측된 태양 복사량(global solar irradiance, 285-3000 ㎚)과 지구 복사량(장파 복사량; downward longwave irradiance, 4-50 ㎛) 그리고 복사 에너지에 영향을 주는 기온, 비습 그리고 운량을 사용하여 이들의 변화와 장기 경향을 살펴보았다. 그리고 기온, 비습 그리고 운량의 세 변수들로 장파 복사량을 추정할 수 있는 모형을 개발하였다. 따라서 세종기지에서의 에너지 평형의 특징을 계절별로 알아보았다.남극 세종기지의 월평균 태양 복사량은 여름(12-2월)에 155.5 Wm-2, 겨울(6-8월)에 16.5 Wm-2로 연평균 81.4 Wm-2로 나타났다. 그리고 태양 복사량의 연평균 변화 경향은 -0.24 Wm-2yr-1(-0.29 %yr-1)의 감소율을 나타내었다. 운량은 연평균 6.9 oktas로 0.02 oktas yr-1 (0.27 %yr-1)의 증가율을 나타내었다. 전 자외선 복사량(Total UV irradiance, 295-385 ㎚)은 여름에 10.7 Wm-2, 겨울에 2.0 Wm-2로 연평균 6.2 Wm-2로 나타났으며 연평균 0.14 Wm-2yr-1(2.21 %yr-1)의 증가 경향을 나타냈다. 홍반 자외선 복사량(Erythemal UV irradiance, 280-320 ㎚)은 연평균 1.2 mWm-2이며 변화 경향은 -0.04 mWm-2yr-1(-3.33 %yr-1)로 나타나 동일 기간의 태양 복사량(-0.35 %yr-1) 보다 약 10배 더 감소하였다.지구 복사량은 여름에 295.2 Wm-2, 겨울에 264.0 Wm-2로 연평균 279.7 Wm-2이며 연평균 -1.52 Wm-2yr-1(-0.54 %yr-1)의 감소 경향을 나타내었다. 대기 중의 기온, 비습 그리고 운량의 세 변수를 이용하여 지구 복사량을 추정할 수 있는 다중 회귀 모형을 개발하였다. 이들 세 독립변수는 장파 복사량의 분산을 75 % 설명하며 이들은 장파 복사량의 변화에 각각 6 %, 46 % 그리고 23 %의 영향을 미치고 있다. 구름의 복사 강제력은 모든 날씨인 경우 52 Wm-2(23 %) 그리고 완전 흐린 날씨인 경우 65 Wm-2(29 %)로 나타났다.지표에 입사하는 태양 복사 에너지는 여름(10-3월)에 여름에 134.5 Wm-2, 겨울에 26.1 Wm-2로 연평균 80.8 Wm-2였다. 지표에 흡수한 태양 복사 에너지는 여름에 92.5 Wm-2, 겨울에 10.9 Wm-2로 연평균 51.7 Wm-2였다. 반면에 지표가 방출하는 지구 복사 에너지는 여름에 28.8 Wm-2, 겨울에 31.1 Wm-2로 연평균 30.0 Wm-2로 나타났다. 그러므로 지표가 흡수한 순 복사 에너지는 여름에 63.6 Wm-2, 겨울에 -20.1 Wm-2로 연평균 21.7 Wm-2였다. 이렇게 흡수한 복사 에너지는 잠열, 현열 그리고 지중열의 형태로 여름에는 16.0 Wm-2, 47.4 Wm-2, 0.19 Wm-2, 겨울에는 -9.7 Wm-2, -10.1 Wm-2, -0.32 Wm-2 그리고 연평균 3.1 Wm-2, 18.7 Wm-2, -0.06 Wm-2로 각각 나타나 대기와 지중으로 이동하여 에너지 평형을 이루고 있었다. 이와 같이 세종기지에서의 지표 복사 에너지의 과잉량과 부족량은 주로 현열과 잠열의 난류 속에 의하여 에너지 평형을 유지하고 있음을 알 수 있다.
1988년부터 2006년까지 남극 세종기지에서 관측된 태양 복사량(global solar irradiance, 285-3000 ㎚)과 지구 복사량(장파 복사량; downward longwave irradiance, 4-50 ㎛) 그리고 복사 에너지에 영향을 주는 기온, 비습 그리고 운량을 사용하여 이들의 변화와 장기 경향을 살펴보았다. 그리고 기온, 비습 그리고 운량의 세 변수들로 장파 복사량을 추정할 수 있는 모형을 개발하였다. 따라서 세종기지에서의 에너지 평형의 특징을 계절별로 알아보았다.남극 세종기지의 월평균 태양 복사량은 여름(12-2월)에 155.5 Wm-2, 겨울(6-8월)에 16.5 Wm-2로 연평균 81.4 Wm-2로 나타났다. 그리고 태양 복사량의 연평균 변화 경향은 -0.24 Wm-2yr-1(-0.29 %yr-1)의 감소율을 나타내었다. 운량은 연평균 6.9 oktas로 0.02 oktas yr-1 (0.27 %yr-1)의 증가율을 나타내었다. 전 자외선 복사량(Total UV irradiance, 295-385 ㎚)은 여름에 10.7 Wm-2, 겨울에 2.0 Wm-2로 연평균 6.2 Wm-2로 나타났으며 연평균 0.14 Wm-2yr-1(2.21 %yr-1)의 증가 경향을 나타냈다. 홍반 자외선 복사량(Erythemal UV irradiance, 280-320 ㎚)은 연평균 1.2 mWm-2이며 변화 경향은 -0.04 mWm-2yr-1(-3.33 %yr-1)로 나타나 동일 기간의 태양 복사량(-0.35 %yr-1) 보다 약 10배 더 감소하였다.지구 복사량은 여름에 295.2 Wm-2, 겨울에 264.0 Wm-2로 연평균 279.7 Wm-2이며 연평균 -1.52 Wm-2yr-1(-0.54 %yr-1)의 감소 경향을 나타내었다. 대기 중의 기온, 비습 그리고 운량의 세 변수를 이용하여 지구 복사량을 추정할 수 있는 다중 회귀 모형을 개발하였다. 이들 세 독립변수는 장파 복사량의 분산을 75 % 설명하며 이들은 장파 복사량의 변화에 각각 6 %, 46 % 그리고 23 %의 영향을 미치고 있다. 구름의 복사 강제력은 모든 날씨인 경우 52 Wm-2(23 %) 그리고 완전 흐린 날씨인 경우 65 Wm-2(29 %)로 나타났다.지표에 입사하는 태양 복사 에너지는 여름(10-3월)에 여름에 134.5 Wm-2, 겨울에 26.1 Wm-2로 연평균 80.8 Wm-2였다. 지표에 흡수한 태양 복사 에너지는 여름에 92.5 Wm-2, 겨울에 10.9 Wm-2로 연평균 51.7 Wm-2였다. 반면에 지표가 방출하는 지구 복사 에너지는 여름에 28.8 Wm-2, 겨울에 31.1 Wm-2로 연평균 30.0 Wm-2로 나타났다. 그러므로 지표가 흡수한 순 복사 에너지는 여름에 63.6 Wm-2, 겨울에 -20.1 Wm-2로 연평균 21.7 Wm-2였다. 이렇게 흡수한 복사 에너지는 잠열, 현열 그리고 지중열의 형태로 여름에는 16.0 Wm-2, 47.4 Wm-2, 0.19 Wm-2, 겨울에는 -9.7 Wm-2, -10.1 Wm-2, -0.32 Wm-2 그리고 연평균 3.1 Wm-2, 18.7 Wm-2, -0.06 Wm-2로 각각 나타나 대기와 지중으로 이동하여 에너지 평형을 이루고 있었다. 이와 같이 세종기지에서의 지표 복사 에너지의 과잉량과 부족량은 주로 현열과 잠열의 난류 속에 의하여 에너지 평형을 유지하고 있음을 알 수 있다.
The long-term trends of global solar irradiance(285-3000 ㎚), terrestrial(downward longwave) irradiance(4-50 ㎛), air temperature, specific humidity and cloudiness measured at King Sejong station, Antarctica, during the period of 1988-2006, have been examined. A multiple linear regression model has be...
The long-term trends of global solar irradiance(285-3000 ㎚), terrestrial(downward longwave) irradiance(4-50 ㎛), air temperature, specific humidity and cloudiness measured at King Sejong station, Antarctica, during the period of 1988-2006, have been examined. A multiple linear regression model has been developed in order to evaluate the relative contribution of each of the variables to the variation of downward longwave irradiance. Therefore, it can be examined seasonal variability of the surface radiation balance at the King Sejong Station for the period of 1996-2006.Annual average of global solar irradiance at the surface is 81.2 Wm-2 with a monthly maximum of 187.4 Wm-2 in December and a minimum of 8.1 Wm-2 in June. A statistically insignificant decrease, -0.24 Wm-2yr-1(-0.29 %yr-1) in global solar irradiance was found. The trends in global solar irradiance are directly and inversely associated with the cloudiness trends in annual and monthly means, whereas surface air temperature shows a slight warming trend, 0.03 ℃yr-1(1.71 %yr-1) on the annual average, with cooling in the summer months and warming in the winter months.Recent total ultraviolet irradiance shows 6.2 Wm-2 on the average and annual mean increasing at 0.14 Wm-2yr-1(2.21 %yr-1) in the time series of monthly mean values. Recent erythemal ultraviolet irradiance shows 1.2 mWm-2 on the average and a statistically significant decrease of -0.04 mWm-2yr-1(-1.18 %yr-1) which is about ten times the global solar irradiance trend. The ratio of erythemal ultraviolet to global solar irradiance shows remarkable seasonal variations with annual mean value of 0.01 % and a peak around the October and November showing the increase of ultraviolet irradiance resulting from the Antarctic ozone hole.Annual mean of downward longwave irradiance(DLR) shows 279.7 Wm-2, and annual mean trends in DLR shows a statistically significant decrease of -1.52 Wm-2yr-1(-0.54 %yr-1) in the time series of monthly mean values. Effects of air temperature, specific humidity and cloudiness on the variation of DLR and their long-term trends have been examined using the daily and monthly mean values measured at King Sejong Station over the period of 1996-2006. A multiple linear regression model for DLR using daily data for three variables has been developed to evaluate their effects on the DLR. The respective contribution of air temperature, specific humidity and cloudiness to the variation of DLR was 6%, 46 % and 23 %, respectively. The monthly average for DLR cloud forcing at the surface is 52 Wm-2 (23 %) and 65 Wm-2 (29 %) for cloudy conditions (all skies) and overcast skies, respectively.Annual average of the net shortwave radiation shows 51.7 Wm-2 with 92.5 Wm-2 in summer(from October to March) and 10.9 Wm-2 in winter(from April to September). Annual average of the net longwave radiation shows 30.0 Wm-2 with 28.8 Wm-2 in summer and 31.1 Wm-2 in winter. Thus, the net radiation shows 21.7 Wm-2 on the annual average with 64.6 Wm-2 in summer and -20.1 Wm-2 in winter. And annual average of sensible, latent and ground heat flux shows 18.7 Wm-2, 3.1 Wm-2, -0.06 Wm-2 with 47.4 Wm-2, 16.0 Wm-2, 0.19 Wm-2 in summer and -10.1 Wm-2, -9.7 Wm-2, -0.32 Wm-2 in winter, respectively. Accordingly, the annual average energy balance is dominated by radiative warming of a positive net radiation and cooling of a negative net radiation. The net radiation gain and loss at the surface is mostly balanced by turbulent flux of sensible and latent heat.
The long-term trends of global solar irradiance(285-3000 ㎚), terrestrial(downward longwave) irradiance(4-50 ㎛), air temperature, specific humidity and cloudiness measured at King Sejong station, Antarctica, during the period of 1988-2006, have been examined. A multiple linear regression model has been developed in order to evaluate the relative contribution of each of the variables to the variation of downward longwave irradiance. Therefore, it can be examined seasonal variability of the surface radiation balance at the King Sejong Station for the period of 1996-2006.Annual average of global solar irradiance at the surface is 81.2 Wm-2 with a monthly maximum of 187.4 Wm-2 in December and a minimum of 8.1 Wm-2 in June. A statistically insignificant decrease, -0.24 Wm-2yr-1(-0.29 %yr-1) in global solar irradiance was found. The trends in global solar irradiance are directly and inversely associated with the cloudiness trends in annual and monthly means, whereas surface air temperature shows a slight warming trend, 0.03 ℃yr-1(1.71 %yr-1) on the annual average, with cooling in the summer months and warming in the winter months.Recent total ultraviolet irradiance shows 6.2 Wm-2 on the average and annual mean increasing at 0.14 Wm-2yr-1(2.21 %yr-1) in the time series of monthly mean values. Recent erythemal ultraviolet irradiance shows 1.2 mWm-2 on the average and a statistically significant decrease of -0.04 mWm-2yr-1(-1.18 %yr-1) which is about ten times the global solar irradiance trend. The ratio of erythemal ultraviolet to global solar irradiance shows remarkable seasonal variations with annual mean value of 0.01 % and a peak around the October and November showing the increase of ultraviolet irradiance resulting from the Antarctic ozone hole.Annual mean of downward longwave irradiance(DLR) shows 279.7 Wm-2, and annual mean trends in DLR shows a statistically significant decrease of -1.52 Wm-2yr-1(-0.54 %yr-1) in the time series of monthly mean values. Effects of air temperature, specific humidity and cloudiness on the variation of DLR and their long-term trends have been examined using the daily and monthly mean values measured at King Sejong Station over the period of 1996-2006. A multiple linear regression model for DLR using daily data for three variables has been developed to evaluate their effects on the DLR. The respective contribution of air temperature, specific humidity and cloudiness to the variation of DLR was 6%, 46 % and 23 %, respectively. The monthly average for DLR cloud forcing at the surface is 52 Wm-2 (23 %) and 65 Wm-2 (29 %) for cloudy conditions (all skies) and overcast skies, respectively.Annual average of the net shortwave radiation shows 51.7 Wm-2 with 92.5 Wm-2 in summer(from October to March) and 10.9 Wm-2 in winter(from April to September). Annual average of the net longwave radiation shows 30.0 Wm-2 with 28.8 Wm-2 in summer and 31.1 Wm-2 in winter. Thus, the net radiation shows 21.7 Wm-2 on the annual average with 64.6 Wm-2 in summer and -20.1 Wm-2 in winter. And annual average of sensible, latent and ground heat flux shows 18.7 Wm-2, 3.1 Wm-2, -0.06 Wm-2 with 47.4 Wm-2, 16.0 Wm-2, 0.19 Wm-2 in summer and -10.1 Wm-2, -9.7 Wm-2, -0.32 Wm-2 in winter, respectively. Accordingly, the annual average energy balance is dominated by radiative warming of a positive net radiation and cooling of a negative net radiation. The net radiation gain and loss at the surface is mostly balanced by turbulent flux of sensible and latent heat.
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