정지궤도 해색위성(천리안)의 표준 대기보정 기술개발 및 평가

Abstract

세계최초 정지궤도 해색센서인 천리안 해양위성은 8개의 파장대(412, 443, 490, 555, 660, 680, 745, 865nm)로 하루 8회 동북아 해역 광학적 특성 변화를 관찰하며, 이를 통하여 해양환경변수인 엽록소, 용해유기물, 부유입자 농도의 시공간적 변화를 파악한다. 이런 해수의 환경변화를 감지하려면 전체 위성신호에서 해수 스펙트럼만을 정확하게 추출하는 대기보정이라는 과정을 반드시 거쳐야 하며, 전체신호의 10% 미만인 해수 스펙트럼을 추정하는 이 과정은 실제로 적용하기에 매우 예민하고 변수가 많은 과정이다. 천리안 해색위성의 표준 대기보정은 기본적으로 NASA의 극궤도 해색위성인 SeaWiFS 및 MODIS에 적용된 표준 대기보정 방법에 근간을 두고 있다. 하지만 천리안 해색위성의 경우, 극궤도 위성과는 다르게 정지궤도에서 아침부터 오후까지 관측하므로 해양이 받는 광의 세기 및 조건의 변화가 크고, 해수신호 대비 대기신호 또한 평균 40%이상 증가하게 되며, 이런 요인들은 대기보정의 어려움을 더욱 가중시킨다. 게다가, NASA의 표준 대기보정 방법은 기본적으로 해수의 광학적 특성이 해수 중 유기입자에만 지배를 받는다고 가정을 하고 해수신호를 추출하지만, 실제 천리안위성의 관측영역 상당부분을 차지하는 황해 및 동중국해는 무기입자의 영항을 주로 받기 때문에 그대로 적용하기에는 무리가 있다. 본 연구에서는 NASA표준 대기보정 방법을 기반으로 수정이 가해진 천리안 표준 대기보정에 대해 기술하고, 지난 2년간의 관측된 자료들을 바탕으로 현 시점에서의 대기보정의 신뢰성을 평가해 보았다.다. 이런 해수의 환경변화를 감지하려면 전체 위성신호에서 해수 스펙트럼만을 정확하게 추출하는 대기보정이라는 과정을 반드시 거쳐야 하며, 전체신호의 10% 미만인 해수 스펙트럼을 추정하는 이 과정은 실제로 적용하기에 매우 예민하고 변수가 많은 과정이다. 천리안 해색위성의 표준 대기보정은 기본적으로 NASA의 극궤도 해색위성인 SeaWiFS 및 MODIS에 적용된 표준 대기보정 방법에 근간을 두고 있다. 하지만 천리안 해색위성의 경우, 극궤도 위성과는 다르게 정지궤도에서 아침부터 오후까지 관측하므로 해양이 받는 광의 세기 및 조건의 변화가 크고, 해수신호 대비 대기신호 또한 평균 40%이상 증가하게 되며, 이런 요인들은 대기보정의 어려움을 더욱 가중시킨다. 게다가, NASA의 표준 대기보정 방법은 기본적으로 해수의 광학적 특성이 해수 중 유기입자에만 지배를 받는다고 가정을 하고 해수신호를 추출하지만, 실제 천리안위성의 관측영역 상당부분을 차지하는 황해 및 동중국해는 무기입자의 영항을 주로 받기 때문에 그대로 적용하기에는 무리가 있다. 본 연구에서는 NASA표준 대기보정 방법을 기반으로 수정이 가해진 천리안 표준 대기보정에 대해 기술하고, 지난 2년간의 관측된 자료들을 바탕으로 현 시점에서의 대기보정의 신뢰성을 평가해 보았다.