북극 스발바드섬 주변 해역에서 위성에 의한 엽록소 농도와 수출광량 자료의 현장 검보정

Abstract

북극 다산기지 주변 해역인 콩스피오르덴(Kongsfjorden)과 크로스피오르덴(Krossfjorden)은 스발바드(Svalbard) 군도의 스피츠베르겐(Spitsbergen) 섬의 서쪽 해안 북위 79도에 위치한 북극 빙하 피오르드 지역으로 고온의 대서양 걸프 해류의 영향으로 인해 아북극 환경의 특성을 나타낸다. 북극 초여름 기간 중 2007년 6월 12일 - 17일, 총 6일 동안 MS Farm호를 이용하여 콩스피오르덴, 크로스피오르덴과 대서양 해류의 영향을 받은 인접 해역 등에서 위성자료의 검보정을 위하여 현장조사를 실시하였다. 주요관측항목은 엽록소와 부유물 농도, 해수 고유의 광특성(Inherent Optical Property, IOP), 해수 외형적 광특성(Apparent Optical Property, AOP) 등이며, 동기간 중 MODIS Aqua 해색위성과 일치하는 자료를 oceancolor 웹사이트에서 검색하여 6월 14일, 15일, 17일 총 3일의 해색위성자료를 획득하였다. 본 연구에서는 엽록소 농도와 해수 외형적 광특성 중 수출광량(water leaving radiance, Lw)에 대한 위성자료와 현장자료와의 비교ㆍ분석하였다. 현장관측을 통해 조사해역에서의 엽록소 농도 분포는 0.16 - 3.70 mg/m3 (평균 0.94 mg/m3)이고, 해색위성자료에서 분석된 엽록소 농도(MODIS 표준 알고리즘 사용, OC3) 분포는 0.38 - 3.23 mg/m3 (평균 0.85 mg/m3)으로 두 자료사이의 RMS 값은 0.262이다. 현장자료와 위성자료와의 사이에는 엽록소 농도 1 mg/m3을 기준으로 1 보다 작은 농도에서는 위성자료값이 현장자료에 비해 높은 값을 나타내고, 1 보다 큰 농도에서는 위성자료값이 현장자료에 비해 낮은 값을 나타내는 특성을 확인하였다. 이에 대한 주요 밴드별 수출광량의 분포 특성은 현장자료에서 Lw(443)값은 0.0930 - 1.3183 mW/cm2/mm/sr, Lw(488)값은 0.0951 - 1.8748 mW/cm2/mm/sr, Lw(551)값은 0.1206 - 1.9799 mW/cm2/mm/sr 이고, MODIS Aqua 위성자료에서 Lw(443)값은 0.1110 - 1.5170 mW/cm2/mm/sr, Lw(488)값은 0.1680 - 1.5840 mW/cm2/mm/sr, Lw(551)값은 0.1870 - 1.4300 mW/cm2/mm/sr 으로 두 자료사이의 RMS 값은 각각 위의 순서대로 0.261, 0.204, 0.214이다. Lw(l) 스펙트럼 비교에서, bloom 해역에서는 현장자료와 위성자료의 스펙트럼 형태가 전혀 다르며, 위성자료의 값이 현장자료에 비해 상당히 낮게 추정되고 있었다. 외해역과 연안해역에서는 현장자료와 위성자료가 유사한 스펙트럼 형태를 보였으며,