정지궤도 해색원격탐사를 위한 대기 광특성 및 광변화 연구

Abstract

지구 관측위성의 개발에 있어 중요한 것은 하드웨어적으로 신뢰성 있는 관측 탑재체를 개발하는 것과 이 탑재체로부터 얻어진 자료를 이용하여 지구환경 요인을 정량적/정성적으로 분석할 수 있는 기술을 개발하는 것이다. 우리나라에서 2008년 발사할 예정인 통신해양기상위성 (Communication, Ocean, and Meteorological Satellite; 이하 COMS)이 세계최초로 정지궤도 해양센서를 탑재함에 따라 정지궤도용 해수환경 분석 알고리즘의 개발이 요구된다. 위성에서 받는 신호는 해수 표면과 대기신호의 합인데 이중 대기에 의한 신호가 해수신호보다 휠씬 크기 때문에 해색위성의 정밀한 해수환경 분석 기술의 개발을 위해서는 대기보정이 매우 중요하다. 또한, 매일 같은 시각에 자료를 수신함으로서 광학적 환경이 크게 변하지 않는 극궤도 위성과는 달리 정지궤도 위성은 매 시간마다 자료를 수신하게 됨에 따라 태양의 위치 변화에 따른 광량 변화도 고려되어져야 한다. 이를 위하여 한반도 상공의 대기와 태양광의 크기 변화를 모니터링하고, 대기신호의 크기를 추정할 수 있는 대기 모델을 개발하고자 한다. 2004년 3월 한국해양연구원 연구3동 옥상에 Grating sunphotometer PGS-100 (Prede Co.)을 설치하여 매일 오전 8시부터 18시까지 10분 간격으로 350에서 1050 nm 영역에서 태양광의 세기를 측정하고 있다. 이 자료를 이용하여 대기의 투과도와 광학적 두께를 계산하여 계절별로 비교해본 결과, 계절에 따른 H2O와 O2의 변화에 의해 흡광정도가 차이를 보이며 시간별 계절별 광세기의 차이를 파악하였다. 대기입자의 특성을 알아보기 위하여 대기입자 샘플러를 구매/자체제작 하였으며, 이들을 이용하여 2005년 2월부터 해양연구원 옥상에서 매일 대기입자를 샘플하여 흡광계수를 측정하고 coulter counter를 이용하여 크기 분포를 분석하였다. 이 자료는 추후 에어로졸 타입을 분류하기 위한 자료로 활용할 계획이다. 또한, 정지궤도 위성에 맞는 대기+해양신호의 모델을 개발하여 대기의 특성과 해양 상태와 시간에 따른 신호 크기를 추정하여 보았다. 에어로졸 Mar80 (τa=0.10)로 443 nm 영역에서 2006년 3월 21일 통해기 관측영역에 대해 시간별 Lw(λ) 값을 모사한 결과, 클로로필 농도가 0.1 mg/m3인 경우 9시, 15시와 16시에는 2.4-8.4 Wm2/μm/sr의 값을 보였고 10시-14시까지는 6-12 Wm2/μm/sr의 값으로 분석되었다. 한반도 주&