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천리안 위성과 극궤도 위성 자료를 이용한 북서태평양 해역의 합성 해수면온도 산출
An Estimation of the Composite Sea Surface Temperature using COMS and Polar Orbit Satellites Data in Northwest Pacific Ocean 원문보기

대한원격탐사학회지 = Korean journal of remote sensing, v.33 no.3, 2017년, pp.275 - 285  

김태명 (기상청 국가기상위성센터) ,  정성래 (기상청 국가기상위성센터) ,  정주용 (기상청 국가기상위성센터) ,  백선균 (기상청 국가기상위성센터)

초록
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국가기상위성센터(NMSC)는 2011년 4월부터 천리안 위성(COMS) 해수면온도자료를 생산해왔다. 본 연구에서는 천리안 해수면온도 알고리즘을 이용하여 북서태평양 지역에 최적화된 해수면온도 산출 알고리즘 및 정지궤도와 극궤도 위성의 해수면온도 자료 합성 알고리즘을 개발하였다. 북서태평양 해역에 최적화된 천리안위성 해수면온도를 산출하기 위해 천리안 위성 자료와 부이(Buoy) 해수면온도 자료를 이용하여 해당지역에 최적화된 회귀계수를 산출 하였으며, 정확도 향상을 위한 새로운 구름 및 기타 오염 화소 제거와 부이자료의 품질검사 과정을 수행하였다. 그리고 본 연구에서 산출한 북서태평양 지역에 최적화된 천리안 위성 해수면 온도와 극궤도 위성(NOAA-18/19 and GCOM-W1) 해수면온도 자료를 이용하여 합성해수면 온도를 산출하였다. 합성 방법은 국립기상과학원에서 개발한 합성해수면온도 알고리즘을 응용하여 적용하였다(NIMR, 2009). 북서태평양 해역에 최적화된 천리안위성 해수면온도를 산출하기 위해 2011년 4월부터 2012년 3월까지의 위성 및 부이 자료를 사용하였고, 합성 해수면온도를 산출하기 위해 2012년 7월부터 2013년 6월까지의 자료를 사용하였다. 합성 해수면온도와 부이 해수면온도 자료를 비교한 결과 $0.95^{\circ}C$의 평균 제곱근 오차(RMSE)를 나타냈다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

National Meteorological Satellite Center(NMSC) has produced Sea Surface Temperature (SST) using Communication, Ocean, and Meteorological Satellite(COMS) data since April 2011. In this study, we have developed a new regional COMS SST algorithm optimized within the North-West Pacific Ocean area based ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 국가기상위성센터에서 생산되고 있는 위성기반 해수면온도 자료를 수치예보, 해양감시 등 여러 분야에 활용하기 위하여 해수면온도 합성장을 산출하였다. 국가기상위성센터 해수면온도 합성장은 앞에서 기술된 북서태평양 해역에 최적화된 천리안 해수면온도를 비롯하여 극궤도 기상위성인 NOAA/AVHRR와 GCOMW1/AMSR-2를 사용 하였으며, 각각의 주요 특성은 Table 2와 같다.
  • 2 K; JMA 2012). 따라서 본 연구에서 합성 해수면 온도 알고리즘 산출하기 위해 기존의 천리안 해수면온도 알고리즘을 개선 및 북서태평양 지역에 최적화하였으며, 국가기상위성센터에서 직수신되는 정지 및 극궤도 위성을 이용한 합성해수면온도를 산출하였다. 2장에서는 현재 위성센터에서 운용중인 천리안 해수면온도 알고리즘의 기술 및 한계점에 대해 다루었으며, 3장과 4장에서는 천리안 해수면온도 개선 및 북서태평양 해역에 최적화된 알고리즘과 결과를, 그리고 5장에서는 합성해수면온도 산출 방법과 결과를 기술하였다
  • 본 연구의 목적은 우리나라 주변해역을 포함한 북서 태평양의 특성이 반영된 합성해수면온도 알고리즘을 개발하는 것이다. 천리안 해수면온도 자료는 이러한 지역적 특성을 비교적 잘 반영하는 장점이 있으나, 일반적인 인공위성 해수면온도 자료의 정확도와 비교하여 다소 미흡한 부분이 있으며 광학센서의 한계로 인해 구름 지역의 해수면온도를 산출하지 못하는 단점이 있다.
  • 국가기상위성센터는 2011년부터 천리안 위성을 이용한 해수면온도 산출물을 개발하여 서비스하고 있지만 자료의 정확도 및 광학 센서의 한계점으로 인해 수치 모델의 입력자료로 활용하기엔 무리가 따른다. 본 장에서는 천리안 해수면온도 알고리즘 방법과 수치모델의 입력자료로 활용할 수 없는 한계점에 대해 기술하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
해수면온도를 산출하는 가장 효과적인 방법은? 해수면온도는 부이와 선박 등을 이용하여 직접적으로 관측하는 방법이 있으나 이는 관측지점의 개수가 모델의 해상도에 비해 부족하며, 관측 지점위치의 간격이 일정하지 않은 단점이 있다. 따라서 인공위성자료를 이용한 해수면온도 산출이 이러한 한계를 극복할 수 있는 가장 효과적인 방법으로, 이미 기후 및 수치예보 모델에 활용되고 있다(Stark et al., 2007).
현제 기상청에서 수치예보 모델로 사용하고 있는 UM의 OSTIA 자료의 단점은? , 2007). 그러나 OSTIA 자료는 전 지구의 합성장으로 중위도의 해양과 동해 중앙부에서 관측되는 쿠로시오-오야시오(Kuroshio-Oyashio) 열전선과 아한대전선(Subpolar Front)의 특징(Park et al., 2007)을 반영하지 못하는 단점이 있으며 전 지구의 위성자료를 이용하여 합성하기 때문에 자료를 제공 받는데 있어 지연시간이 발생하게 된다. 따라서 국내에서 실시간으로 수신되는 위성자료를 이용하여 한반도 인근 해역 특성이 반영된 합성 해수면온도를 개발해야 하는 실정이다.
해수면온도를 부이와 선박 등을 이용하여 직접적으로 관측하는 방법의 단점은? 해수면온도는 부이와 선박 등을 이용하여 직접적으로 관측하는 방법이 있으나 이는 관측지점의 개수가 모델의 해상도에 비해 부족하며, 관측 지점위치의 간격이 일정하지 않은 단점이 있다. 따라서 인공위성자료를 이용한 해수면온도 산출이 이러한 한계를 극복할 수 있는 가장 효과적인 방법으로, 이미 기후 및 수치예보 모델에 활용되고 있다(Stark et al.
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참고문헌 (17)

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  2. Chung, C. Y., H. K Lee, H. J. Ahn, M. H. Ahn, and S. N. Oh, 2006. Developing the Cloud Detection Algorithm for COMS Meteorological Data Processing System, Korean Journal of Remote Sensing., Korea, 22(5): 367-372 (in Korean with English abstract). 

  3. Chung, C. Y., J. S. Hwang, T. M. Kim, and J. R. Lee, 2012. First Year Report on CMOS SST Product, Group for high Resolution Sea Surface Temperature, Tokyo. Japan, Jun.4-8, 2: 195-197. 

  4. Guan, L. and H. Kawamura, 2004. Merging satellite infrared and microwave SSTs-Methodology and evaluation of the new SST, Journal of Oceanography, 60(5): 905-912. 

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  6. McMillin, L. M., 1975. Esimation of sea surface temperatures from two infrared window measurements with different absorption, Journal of Geophysical Research, 80(36): 5113-5117. 

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  17. Zavody, A. M., C. T. Mutlow and D. T. Llewellyn-Jones, 2000. Cloud Clearing over the Ocean in the Processing of Data from the Along-Track Scanning Radiometer(ATSR), Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 17(5) 595-615. 

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