수증기 흡광이 보정된 천리안 해양위성의 형광밴드 (660, 680, 745 nm)를 활용한 연안 해역의 엽록소 분포 추정

Abstract

엽록소의 형광 파장대(681~685 nm) 광 방출을 (FLH: fluorescence line height) 통한 식물성 플랑크톤 밀집을 관측하는 연구는 이미 오래전부터 해색 원격탐사 분야에서 진행되어 왔다(Yentsch & Menzel, 1963 Gordon, 1979). 천리안해양위성(GOCI) (Ryu et al., 2012)은 660, 680, 745 nm의 3밴드를 활용하여 엽록소 형광 방출량을 추정할 수 있도록 설계되었으며, 해당 밴드들의 분광 응답 특성은 대기의 산소 및 수증기 흡광을 최대한 피하도록 설계되었다. 하지만 수증기 흡광의 영향을 GOCI의 555~865 nm 파장대 분광응답특성에 적용하여 시뮬레이션한 결과 모든 밴드가 수증기 흡광의 영향을 완전히 피할 수는 없었으며, 특히 수증기량이 5 g/cm^2이고 태양천정각이 60도 이상일 경우 660, 745 nm 파장대의 대기흡광투과도는 967% 이하로 떨어지게 됨을 확인할 수 있었다. 대기흡광에 의한 총 위성관측 휘도가 3%만 변하여도 대기보정 과정에서 해수신호 추정 오차율은 30% 이상으로 증폭되기 때문에 (Ahn et al., 2012) 해당 파장대의 수증기 흡광 보정은 반드시 수행되어야 한다.본 연구에서는 (1) GOCI의 555~865 nm 파장대 수증기 흡광에 의한 영향을 복사전달 시뮬레이션을 통하여 분석 후, (2) 이를 보정하는 모델을 구축하고, (3) 흡광보정 후 엽록소 농도 추정에 영향을 주는 정도를 여러 FLH 방법들에 적용하여 평가하였다.al., 2012)은 660, 680, 745 nm의 3밴드를 활용하여 엽록소 형광 방출량을 추정할 수 있도록 설계되었으며, 해당 밴드들의 분광 응답 특성은 대기의 산소 및 수증기 흡광을 최대한 피하도록 설계되었다. 하지만 수증기 흡광의 영향을 GOCI의 555~865 nm 파장대 분광응답특성에 적용하여 시뮬레이션한 결과 모든 밴드가 수증기 흡광의 영향을 완전히 피할 수는 없었으며, 특히 수증기량이 5 g/cm^2이고 태양천정각이 60도 이상일 경우 660, 745 nm 파장대의 대기흡광투과도는 967% 이하로 떨어지게 됨을 확인할 수 있었다. 대기흡광에 의한 총 위성관측 휘도가 3%만 변하여도 대기보정 과정에서 해수신호 추정 오차율은 30% 이상으로 증폭되기 때문에 (Ahn et al., 2012) 해당 파장대의 수증기 흡광 보정은 반드시 수행되어야 한다.본 연구에서는 (1) GOCI의 555~865 nm 파장대 수증기 흡광에 의한 영향을 복사전달 시뮬레이션을 통하여 분석 후, (2) 이를 보정하는 모델을 구축하고, (3) 흡광보정 후 엽록소 농도 추정에 영향을 주는 정도를 여러 FLH 방법들에 적용하여 평가하였다.