수증기는 지구 장파 복사에너지의 주요 흡수인자이다. 따라서 수증기량의 변화를 모니터링하고 변화의 원인을 세밀하게 조사하는 것은 필수적이다. 본 연구에서는 위성관측에 의해 얻어지는 Total Precipitable Water (TPW)자료를 사용하여 가강수량의 변화패턴을 모니터링 하고자 한다. 또한 기후인자들 중 수증기를 통해 생성되어 수증기의 변화패턴을 분석하는데 있어 중요한 역할을 하는 강수량과 다른 기후인자들에 비해 비교적 주기적으로 나타나는 엘니뇨를 통해 가강수량의 변화패턴과 기후인자와의 상관성분석을 실시하고자 한다. 본 연구에서는 TERRA/AQUA 위성의 Moderate-Resolution Imaging Spectroadiometer (MODIS) 센서를 통해 관측된 TPW의 장기적인 변화와 한반도 중남부지방의 강수량변화를 정량적으로 분석하고, 이들의 관계를 엘니뇨와 함께 비교하였다. 이를 통해 엘니뇨의 발생이 한반도 중남부지방의 강수량과 TPW의 변화에 영향을 주고 있는 지에 대해 조사하고자 한다. 먼저, 시계열 분석을 통해 TPW와 중남부지방 강수량의 변화를 정량적으로 산출하고 anomaly분석을 통해 이들의 변화를 세밀하게 분석한 결과 서로 반대의 양상을 띠는 부분이 발견되어 엘니뇨의 anomaly분석결과와 비교하였다. 그 결과 대부분 같은 양상을 띠고 있던 TPW와 강수량이 엘니뇨가 발생한 후 서로 반대의 양상을 띠는 것을 확인하였다.
수증기는 지구 장파 복사에너지의 주요 흡수인자이다. 따라서 수증기량의 변화를 모니터링하고 변화의 원인을 세밀하게 조사하는 것은 필수적이다. 본 연구에서는 위성관측에 의해 얻어지는 Total Precipitable Water (TPW)자료를 사용하여 가강수량의 변화패턴을 모니터링 하고자 한다. 또한 기후인자들 중 수증기를 통해 생성되어 수증기의 변화패턴을 분석하는데 있어 중요한 역할을 하는 강수량과 다른 기후인자들에 비해 비교적 주기적으로 나타나는 엘니뇨를 통해 가강수량의 변화패턴과 기후인자와의 상관성분석을 실시하고자 한다. 본 연구에서는 TERRA/AQUA 위성의 Moderate-Resolution Imaging Spectroadiometer (MODIS) 센서를 통해 관측된 TPW의 장기적인 변화와 한반도 중남부지방의 강수량변화를 정량적으로 분석하고, 이들의 관계를 엘니뇨와 함께 비교하였다. 이를 통해 엘니뇨의 발생이 한반도 중남부지방의 강수량과 TPW의 변화에 영향을 주고 있는 지에 대해 조사하고자 한다. 먼저, 시계열 분석을 통해 TPW와 중남부지방 강수량의 변화를 정량적으로 산출하고 anomaly분석을 통해 이들의 변화를 세밀하게 분석한 결과 서로 반대의 양상을 띠는 부분이 발견되어 엘니뇨의 anomaly분석결과와 비교하였다. 그 결과 대부분 같은 양상을 띠고 있던 TPW와 강수량이 엘니뇨가 발생한 후 서로 반대의 양상을 띠는 것을 확인하였다.
Water vapor is main absorption factor of outgoing longwave radiation. So, it is essential to monitoring the changes in the amount of water vapor and to understanding the causes of such changes. In this study, we monitor temporal variability of Total Precipitable Water (TPW) which observed by satelli...
Water vapor is main absorption factor of outgoing longwave radiation. So, it is essential to monitoring the changes in the amount of water vapor and to understanding the causes of such changes. In this study, we monitor temporal variability of Total Precipitable Water (TPW) which observed by satellite. Among climate variables, precipitation play an important part to analyze temporal variability of water vapor because it is produced by water vapor. And El $Ni{\tilde{n}}o$ is one of climate variables which appear regularly in comparison with the others. Through them, we analyze relationship between temporal variability of TPW and climate variable. In this study, we analyzed long-term change of TPW from Moderate-Resolution Imaging Spectroadiometer (MODIS) data and change of precipitation in middle area of Korea peninsula quantitatively. After these analysis, we compared relation of TPW and precipitation with El $Ni{\tilde{n}}o$. The aim of study is to research El $Ni{\tilde{n}}o$ has an impact on TPW and precipitation change in middle area of Korea peninsula. First of all, we calculated TPW and precipitation from time series analysis quantitatively, and anomaly analysis is performed to analyze their correlation. As a result, TPW and precipitation has correlation mostly but the part had inverse correlation was found. This was compared with El $Ni{\tilde{n}}o$ of anomaly results. As a result, TPW and precipitation had inverse correlation after El $Ni{\tilde{n}}o$ occurred. It was found that El $Ni{\tilde{n}}o$ have a decisive effect on change of TPW and precipitation.
Water vapor is main absorption factor of outgoing longwave radiation. So, it is essential to monitoring the changes in the amount of water vapor and to understanding the causes of such changes. In this study, we monitor temporal variability of Total Precipitable Water (TPW) which observed by satellite. Among climate variables, precipitation play an important part to analyze temporal variability of water vapor because it is produced by water vapor. And El $Ni{\tilde{n}}o$ is one of climate variables which appear regularly in comparison with the others. Through them, we analyze relationship between temporal variability of TPW and climate variable. In this study, we analyzed long-term change of TPW from Moderate-Resolution Imaging Spectroadiometer (MODIS) data and change of precipitation in middle area of Korea peninsula quantitatively. After these analysis, we compared relation of TPW and precipitation with El $Ni{\tilde{n}}o$. The aim of study is to research El $Ni{\tilde{n}}o$ has an impact on TPW and precipitation change in middle area of Korea peninsula. First of all, we calculated TPW and precipitation from time series analysis quantitatively, and anomaly analysis is performed to analyze their correlation. As a result, TPW and precipitation has correlation mostly but the part had inverse correlation was found. This was compared with El $Ni{\tilde{n}}o$ of anomaly results. As a result, TPW and precipitation had inverse correlation after El $Ni{\tilde{n}}o$ occurred. It was found that El $Ni{\tilde{n}}o$ have a decisive effect on change of TPW and precipitation.
따라서 본 연구에서는 TPW의 장기적인 변화패턴을 분석하고 TPW의 변화가 한반도 중부지역의 강수량 변화와 연관이 있는지에 대해 분석하고자 한다. 또한 TPW와 강수량의 상관성을 엘니뇨와 비교하여 엘니뇨 발생이 한반도에 어떠한 영향을 주고 있는지에 대해 분석을 수행하고자 한다.
, 2008). 따라서 본 연구에서는 위성기반의 TPW자료를 이용하여 대기 중 가강수량의 변화패턴을 모니터링하고자 한다. 또한 대기 중 가강수량은 강수량, 온도등과 같은 기후인자들의 변화에 민감하게 반응하기 때문에 가강수량의 변화패턴을 분석하기 위해서는 다른 기후인자들과의 상관성분석 또한 중요하다.
따라서 본 연구에서는 TPW의 장기적인 변화패턴을 분석하고 TPW의 변화가 한반도 중부지역의 강수량 변화와 연관이 있는지에 대해 분석하고자 한다. 또한 TPW와 강수량의 상관성을 엘니뇨와 비교하여 엘니뇨 발생이 한반도에 어떠한 영향을 주고 있는지에 대해 분석을 수행하고자 한다.
제안 방법
본 연구에서는 시계열 분석, anomaly 분석을 통해 TPW의 장기적인 변화를 분석하고 TPW가 한반도 중남부지방 강수량의 변화와 연관성이 있는지 분석하였다. 또한 TPW와 강수량의 상관성을 엘니뇨와 비교하여 엘니뇨 발생이 한반도에 어떠한 영향을 주고 있는 지에 대하여 분석을 수행하였다. 그 결과 시계열 분석에서 TPW와 강수량이 증가하고 있는 것을 보였지만, 2003년부터 시계열적 변화가 조금씩 어긋나게 변화하는 모습을 보였다.
따라서 실관측 자료를 사용하는 것 보다 표준화된 anomaly값을 이용하는 것이 강수량과 TPW의 특성을 계절변화나 경년변화를 제거하고 객관적으로 분석하는데 도움이 된다(Jung and suh, 2005). 본 연구에서는 95개의 관측지점에서의 월평균 일강수량을 격자자료에 맞게 전처리한 지점자료 중 중부지역에 해당하는 자료의 단순 평균을 사용하여 하나의 데이터 값으로 변환하고 이를 이용하여 표준화된 anomaly를 산출하였다. 표준화된 anomaly 식은 (1)과 같다.
본 연구에서는 시계열 분석, anomaly 분석을 통해 TPW의 장기적인 변화를 분석하고 TPW가 한반도 중남부지방 강수량의 변화와 연관성이 있는지 분석하였다. 또한 TPW와 강수량의 상관성을 엘니뇨와 비교하여 엘니뇨 발생이 한반도에 어떠한 영향을 주고 있는 지에 대하여 분석을 수행하였다.
대상 데이터
따라서 수증기의 변화를 관측하기 위해서는 수증기량의 장기간 변화를 보는 것이 바람직하다. 본 연구에서는 Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS)에서 제공하는 TPW자료를 사용하였다. MODIS는 National Aeronautics and Space Administration (NASA)의 다국적 프로젝트인 지구관측 시스템의 첫 번째 다용도 목적위성인 Terra와 Aqua 에 탑재된 센서이다.
kr/)에서 제공하는 한반도 95개 지점의 지상 관측 자료를 사용하였다. 본 연구에서는 위성 자료와 동일한 기간인 2000년 1월부터 2013년 12월까지의 일강수량(mm)의 월 평균값을 수집하여 사용하였다. 본 연구에서 엘니뇨자료로 사용된 El Niño/Southern Oscillation(ENSO) 지수는 엘니뇨와 그때의 남방진동현상을 말한다.
gov/)를 통해 수집된 TPW 자료는 TPW의 일평균 값(cm)을 이용한 Monthly, 8-Day, Daily의 형태로 제공되고 있다. 본 연구에서는 장기간의 변화를 관측하기 위하여 Terra의 MODIS센서에서 2000년 2월부터 2012년 10월까지, Aqua의 MODIS센서에서 2002년 6월부터 2013년 12월까지의 Monthly 데이터를 사용하였다. 또한, 강수량 자료는 국가기후데이터센터(http://sts.
데이터처리
두 위성의 TPW값을 비교한 결과, 5개의 지점 모두 큰 차이를 보이지 않았다. 따라서 두 위성이 겹치는 기간에서는 TPW값을 평균하였다. 평균한 기간은 TPW의 변화량이 적은 가을부근을 경계로 하여 2002년 10월부터 2012년 10월까지로 지정하고, 2000년 3월부터 2002년 9월까지는 Terra의 TPW값, 2012년 11월부터 2013년 12월까지는 Aqua의 TPW값을 사용하였다.
성능/효과
그 결과, 엘니뇨가 발생한 이후 한반도 중남부지방 TPW와 강수량이 서로 반대의 양상을 띠는 것이 확인되었다. Anomaly 분석을 통해 강수량과 TPW가 서로 반대양상을 띠는 이상현상이 엘니뇨와 관련이 있으며, 이로써 엘니뇨가 한반도 중남부지방의 TPW와 강수량 변화에 영향을 줄 수 있다는 가능성을 확인하였다.
또한 TPW와 강수량의 상관성을 엘니뇨와 비교하여 엘니뇨 발생이 한반도에 어떠한 영향을 주고 있는 지에 대하여 분석을 수행하였다. 그 결과 시계열 분석에서 TPW와 강수량이 증가하고 있는 것을 보였지만, 2003년부터 시계열적 변화가 조금씩 어긋나게 변화하는 모습을 보였다. 이를 조금 더 세부적으로 분석하기 위하여 anomaly 분석을 수행하였다.
그 결과 대부분 같은 양상을 띠고 있었지만 TPW와 강수량이 서로 반대의 양상을 띠는 부분이 발견되었으며, 이들 관계에 영향을 줄 수 있을 것이라고 예상되는 엘니뇨의 anomaly 분석 결과도 함께 비교하였다. 그 결과, 엘니뇨가 발생한 이후 한반도 중남부지방 TPW와 강수량이 서로 반대의 양상을 띠는 것이 확인되었다. Anomaly 분석을 통해 강수량과 TPW가 서로 반대양상을 띠는 이상현상이 엘니뇨와 관련이 있으며, 이로써 엘니뇨가 한반도 중남부지방의 TPW와 강수량 변화에 영향을 줄 수 있다는 가능성을 확인하였다.
후속연구
본 연구의 결과는 향후 TPW의 장기적인 변화를 분석하는 데 있어 도움을 줄 수 있으며, TPW와 강수량, 엘니뇨 사이에서의 상관성을 분석하는데 용이할 것으로 판단된다. 또한 상관성을 분석하고 엘니뇨에 의한 기후 변동량을 분석함으로써 한반도 기후의 장기예측은 더욱더 향상될 수 있을 것이다.
또한 상관성을 분석하고 엘니뇨에 의한 기후 변동량을 분석함으로써 한반도 기후의 장기예측은 더욱더 향상될 수 있을 것이다. 향후 연구에서 엘니뇨가 발생한 이후 한반도의 강수량과 TPW가 서로 반대양상을 띠는 원인에 대한 세밀한 연구가 필요하며 공간적인 영향을 많이 받는 TPW의 특성을 고려하여 지역적인 분석을 통해 공간적으로 어떤 영향이 있는지에 대한 연구가 더 필요하다고 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
MODIS의 장기간 위성 자료를 취득하기 위한 방법은 무엇인가?
본 연구에서 사용한 가강수량자료는 Terra와 Aqua에 탑재된 MODIS센서의 TPW데이터이다. 장기간의 위성 자료를 취득하기 위해서는 Terra와 Aqua의 기간을 합성하여 사용하여야 한다. 따라서 두 자료를 합성하기 위해서 관측시간이 다른 Terra와 Aqua의 TPW값을 비교하고 두 위성자료의 일관성을 분석하였다.
MODIS란 무엇인가?
본 연구에서는 Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS)에서 제공하는 TPW자료를 사용하였다. MODIS는 National Aeronautics and Space Administration (NASA)의 다국적 프로젝트인 지구관측 시스템의 첫 번째 다용도 목적위성인 Terra와 Aqua 에 탑재된 센서이다. NASA(https://ladsweb.
총가강수량 자료의 장점은 무엇인가?
특히 이러한 상층수증기량 관측의 경우 탑재된 습도 센서의 반응 정도가 물 분자 수에 의해 결정되므로 자료의 정확도는 저하된다. 이에 반해 대부분 위성관측에 의해 관측되는 총가강수량(Total Precipitable Water, TPW)자료는 라디오존데 관측의 한계를 극복하고 광범위한 관측과 비교적 연속적인 관측이 가능하다는 장점이 있다(Park et al., 2008).
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