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Terra/Aqua MODIS LST를 이용한 폭염 및 한파기간 동안 습지의 지면온도 완화효과 분석
Assessment of Surface Temperature Mitigation Effects of Wetlands During Heat and Cold Waves Using Daytime and Nighttime MODIS Land Surface Temperature 원문보기

한국습지학회지 = Journal of wetlands research, v.21 no.spc, 2019년, pp.123 - 133  

정지훈 (건국대학교 대학원 사회환경플랜트공학과) ,  이용관 (건국대학교 대학원 사회환경플랜트공학과) ,  김성준 (건국대학교 공과대학 사회환경공학부)

초록
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본 연구는 2018년에 발생한 폭염 및 한파 발생 기간을 대상으로 습지의 지면온도 완화효과를 평가하기 위해 위성관측 지표면 온도(Land Surface Temperature, LST)와 지상 관측 기온 자료를 활용해 토지 이용별 특성 분석을 실시하였다. 폭염 기간에는 폭염주의보 발령 기준인 최고기온 33℃ 이상인 지역, 한파 기간은 한파주의보 발령 기준인 최저기온 -12℃ 이하의 지역을 대상으로 하였다. 위성 자료로는 Terra/Aqua Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS)의 Daytime, Nighttime LST 자료, 지상 관측 기온 자료로는 전국 86개소의 종관기상관측장비(Automated Surface Observing System, ASOS) 지점에 대한 최고 및 최저 자료를 수집하여 데이터베이스를 구축하였다. 분석 결과, 한파 기간을 대상으로 하였을 때 산림의 지면온도의 평균이 -12.7℃로 가장 높았으며, 그 뒤로 밭과 습지가 각각 -12.9℃와 -13.0℃로 나타나 평균이 가장 낮은 도시의 -14.4℃에 비해 1.4℃ 더 높았다. 폭염 기간에도 도시지역의 평균이 34.6℃로 가장 높았고 습지는 33.0℃로 도시지역과 - 1.6℃의 차이를 보여 습지의 지면온도 완화효과를 확인하였다. 습지는 기간에 따라 차이는 있으나 지면온도의 완화 기능을 발휘하였고, 원격탐사 영상을 이용한 확인이 가능하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study analyzed the surface temperature mitigation effect of wetlands during cold waves (below -12℃ from January to February) and heat waves (above 33℃ from July to August) in 2018. We used Terra/Aqua Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) Daytime and Nighttime Land ...

주제어

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AI 본문요약
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문제 정의

  • , 2010) 등원격탐사 영상을 이용한 습지 연구가 진행되었으나 원격탐사 영상을 이용한 습지 관련 기후변화 영향연구는 미비한 실정이 다. 따라서, 본 연구에서는 습지 내 실측 AWS나 ASOS (Automated Surface Observing System) 자료가 아닌 MODIS LST (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer Land Surface Temperature) 원격탐사 영상을 이용하여 습지의 지면 온도 완화 효과를 평가하고, 그 유용성을 평가하고자 하였다.
  • 본 연구는 MODIS LST daytime/nighttime 자료를 기반으로 습지의 기후완화 효과를 평가하기 위해 2018년의 폭염 및한파 발생 기간을 대상으로 각 토지 이용별 온도를 습지와 비교하였다. MODIS LST 자료는 2018년 폭염 및 한파 발생 기간에 대해 일별로 구축하였고, 동 기간에 대한 종관기상관측 (Automated Surface Observing System, ASOS) 86개 지점의 최고기온 및 최저기온 자료를 구축하였다.
  • 본 연구는 기온 자료와 지표면 온도(MODIS LST) 자료를 기반으로 습지가 갖는 기후완화 효과의 평가를 위해 Terra/Aqua 지표면 온도 자료를 2018년 폭염 및 한파 발생 기간에 대해 일별로 구축하고, 동 기간에 대한 ASOS 86개 지점의 최고기온 및 최저기온 자료를 구축하여 각 토지 이용별 특성을 분석하여 습지와 비교하였다. 또한, 폭염 및 한파가 발생한 기간에 대해 최고온도 및 최저온도의 시계열 분석을 수행 하여 온도가 급격히 하강하거나 상승했던 각 3일을 선정하여 연구를 진행하였다.
  • 본 연구에서는 급격한 온도 변화에 의한 습지의 기후완화 효과를 평가하기 위해 시계열 분석에서 급격한 변화를 나타냈던각 3일을 대상으로 기온 및 지표면 온도(MODIS LST)의 토지 이용별 특성 분석을 수행하였다.

가설 설정

  • 이는 SST (Sea Surface Temperature) 산출시 사용되었으나(Mcmillin, 1975), Price(1984)에 의해 LST에 적용되었다. Split-window 알고리즘은 MODIS/Terra Land Cover Types(MOD12C1) 기반의 land cover classification(Snyder et al., 1998; NASA, 1999)을 바탕으로 지표면의 밴드별 방출률을 알고 있다고 가정하고 방출률을 보정 해 LST를 산출한다 (Lee et al., 2007; Benali et al., 2012). MODIS LST는 Earth Observing System Data and Information System (EOSDIS) Earthdata(https://earthdata.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
오늘날의 습지가 특별히 기후조절기능의 측면에서 그 중요성이 부각 되고 있는 배경은 무엇인가? 습지는 다양한 생물들의 서식지를 제공하고 육상 및 습생 생태계의 연결고리 역할을 하는 생태적 기능, 기후변화에 대한 완충 역할을 하는 기후조절기능, 각종 오염으로 인해 발생 되는 화학물질을 정화하는 수질정화기능, 인류가 직간접적으로 활용할 수 있는 자원을 제공하는 생산적 기능 등 지구환경 시스템에서 중요한 역할을 한다(Mitsch and Gosselink, 2000; NIER, 2013). 폭염이나 한파 등의 전 지구적 이상기후 현상이 세계적인 환경 문제로 떠오르기 시작하면서, 오늘날의 습지는 특별히 기후조절기능의 측면에서 그 중요성이 부각 되고 있다 (IPCC, 2007). 습지는 지표면에 존재하는 탄소의 40% 이상을 저장할 수 있으며, 특히 토탄지(Peatlands)와 삼림 습지 (Forested Wetlands)는 중요한 탄소의 흡수원 및 저장소로 알려져 있다.
Terra/Aqua 위성은 언제 발사되었는가? MODIS는 장기적 지구 관측을 통해 기후 시스템의 주요 구성 요소 및 상호작용을 모니터링하고 이해하기 위한 EOS(Earth Observation System) 프로그램의 일환으로 발사된 Terra/Aqua 위성의 주요 센서이다. Terra 위성은 1999년 12월, Aqua 위성은 2002년 5월에 발사되어 고도 705km에서 전 지구를 하루에서 이틀에 걸쳐 관측하며, Terra는 북쪽 에서 남쪽으로 오전 10시 30분, Aqua는 남쪽에서 북쪽으로 오후 1시 30분경에 적도를 통과한다. Terra/Aqua 위성은 36 개 분광 밴드를 통해 0.
습지는 어떠한 역할을 하는가? 습지는 다양한 생물들의 서식지를 제공하고 육상 및 습생 생태계의 연결고리 역할을 하는 생태적 기능, 기후변화에 대한 완충 역할을 하는 기후조절기능, 각종 오염으로 인해 발생 되는 화학물질을 정화하는 수질정화기능, 인류가 직간접적으로 활용할 수 있는 자원을 제공하는 생산적 기능 등 지구환경 시스템에서 중요한 역할을 한다(Mitsch and Gosselink, 2000; NIER, 2013). 폭염이나 한파 등의 전 지구적 이상기후 현상이 세계적인 환경 문제로 떠오르기 시작하면서, 오늘날의 습지는 특별히 기후조절기능의 측면에서 그 중요성이 부각 되고 있다 (IPCC, 2007).
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