[논문]앙상블 칼만 필터 기반 탄소추적시스템의 아시아 지역 탄소 순환 진단에의 적용

김진웅; 김현미; 조천호

doi:10.14191/atmos.2012.22.4.415

앙상블 칼만 필터 기반 탄소추적시스템의 아시아 지역 탄소 순환 진단에의 적용
Application of Carbon Tracking System based on Ensemble Kalman Filter on the Diagnosis of Carbon Cycle in Asia 원문보기

대기 = Atmosphere, v.22 no.4, 2012년, pp.415 - 427

김진웅 (연세대학교 대기과학과, 대기예측성 및 자료동화 연구실) , 김현미 (연세대학교 대기과학과, 대기예측성 및 자료동화 연구실) , 조천호 (국립기상연구소 기후연구과)

Abstract ▼ AI-Helper

$CO_2$ is the most important trace gas related to climate change. Therefore, understanding surface carbon sources and sinks is important when seeking to estimate the impact of $CO_2$ on the environment and climate. CarbonTracker, developed by NOAA, is an inverse modeling system that estimates surface carbon fluxes using an ensemble Kalman filter with atmospheric $CO_2$ measurements as a constraint. In this study, to investigate the capability of CarbonTracker as an analysis tool for estimating surface carbon fluxes in Asia, an experiment with a nesting domain centered in Asia is performed. In general, the results show that setting a nesting domain centered in Asia region enables detailed estimations of surface carbon fluxes in Asia. From a rank histogram, the prior ensemble spread verified at observational sites located in Asia is well represented with a relatively flat rank histogram. The posterior flux in the Eurasian Boreal and Eurasian Temperate regions is well analyzed with proper seasonal cycles and amplitudes. On the other hand, in tropical regions of Asia, the posterior flux does not differ greatly from the prior flux due to fewer $CO_2$ observations. The root mean square error of the model $CO_2$ calculated by the posterior flux is less than the model $CO_2$ calculated by the prior flux, implying that CarbonTracker based on the ensemble Kalman filter works appropriately for the Asia region.

주제어

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	탄소추적시스템이란 무엇인가?	탄소추적시스템은 전구에서 관측된 이산화탄소 관측량과 상응하는 지표면 탄소 플럭스를 계산하기 위한 시스템으로서 크게 4개의 부분으로 이루어져 있는데, 각각 플럭스 모듈, 관측자료, 이산화탄소 수송 계산을 위한 TM5, 앙상블 칼만 필터기반의 자료동화 시스템이다 (Fig. 1).
	탄소추적시스템을 구성하는 4개의 부분은 무엇인가?	탄소추적시스템은 전구에서 관측된 이산화탄소 관측량과 상응하는 지표면 탄소 플럭스를 계산하기 위한 시스템으로서 크게 4개의 부분으로 이루어져 있는데, 각각 플럭스 모듈, 관측자료, 이산화탄소 수송 계산을 위한 TM5, 앙상블 칼만 필터기반의 자료동화 시스템이다 (Fig. 1).
	앙상블 제곱근 칼만 필터의 계산상 특징은 무엇인가?	탄소추적시스템에서 사용하는 자료동화 방법은 Whitaker and Hamill (2002)의 앙상블 제곱근 칼만 필터 (EnSRF)이다. 이 방법은 관측자료를 연속적으로 동화하는 방식으로 분석 값을 계산할 때 한 단계에서 하나의 관측자료만을 이용하며, 여러 관측자료를 계산하기 위해서는 관측 개수만큼 반복 계산이 필요하다. 이 장에서는 탄소추적시스템에서 사용되는 EnSRF 의 알고리즘에 대해 간략하게 설명하며, EnSRF에 대한 자세한 수식은 Park and Kim (2010)을 참고하기 바란다.

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