마이크로웨이브 원격탐사를 이용한 남극 웨델해 해빙 관측

Abstract

We investigated the distribution of sea ice using various microwave remote sensing techniques including radar altimeter, radiometer, and scatterometer data in the part of Drake passage, Antarctica, between the area 45o-75oW and 55o-66oS. Topex/Poseidon radar altimeter data were used to analyze the monthly distribution of sea ice surface area between 1992 and 1999 by using Geo_bad_1 flag of MGDR. From satellite radiometer measurements of DMSP's SSM/I, sea ice concentration was extracted during the period from 1993 to 1996. To select a value of ice concentration, normally ranging from 0 to 100%, that can be used as a critical value of judging the existence for ice, sea ice areas estimated from various ice concentrations of radiometer measurements were correlated with the area estimated from the radar altimeter measurements. As a result, 20% of ice concentration was selected, and, then this value was used to integrate radiometer data with radar altimeter and ERS-1/2 scatterometer data. To indirectly verify the result, the last 20 year's sea ice concentration was correlated with surface temperature data near Esperanza Observation Station. The two data showed a high correlation coefficient of 0.86. The amount of sea ice and temperature variation were found to be closely related in the study area, and this indirectly verifies the result of this study. We provided a method to judge the existence of sea ice from ice concentration of satellite radiometer data and suggested a method to monitor more detailed temporal and spatial variation of sea ice distribution by integration of various microwave remote sensing techniques.

남극 드레이크해협(45 ∘ ~75 ∘ W 55 ∘ ~66 ∘ S)의 해빙분포를 연구하기 위해 인공위성 레이더 고도계, 복사계, 및 산란계 자료글 이용하였다. 레이더 고도계 자료는 Topex/poseidon MGDR을 사용하였고, Geo_bad_1 flag를 이용하여 1992년부터 1999년 동안 연구지역내 해빙면적을 계산하여 월별 분포를 구하였다. DMSP의 SSM/I 인공위성 복사계 자료를 이용하여 1993년부터 1996년 사이 연구지역의 해빙의 면적비(ice concentration)를 추출하였다. 0에서 100% 로 나타나는 해빙 면적비를 고도계로부터 관측된 해빙의 면적과 대비함으로써 해빙의 유무를 결정할 수 있는 해빙 면적비를 20%로 결정하였고, 이를 이용하여 복사계로부터 추출된 해빙 분포를 인공위성 고도계 및 ERS-1/2 인공위성 산란계의 자료와 통합하였다. 추출된 해빙 분포를 간접적으로 검증하기 위해 지난 20년 동안의 연구지역내 해빙 면적비를 인접한 Esperanza 관측지점의 월평균 기온 자료와 대비하여 검증하였다. 그 결과 두 자료는 0.86의 높은 상관관계를 보였다 이로부터 해빙 분포와 온도 변화가 매우 밀접한 관계를 가지며 변화한다는 사실을 알 수 있고, 해빙의 증감과 기온의 밀접한 관계를 감안할 때 본 연구 결과를 간접적으로 입증한다. 본 연구의 결과로부터 인공위성 복사계 자료로부터 해빙의 유무를 직접 판단 할 수 있는 근거를 마련하였고, 인공위성 고도계, 복사계 및 산란계의 자료를 통합함으로써 보다 상세한 해빙의 시간적 공간적 분포변화를 관측할 수 있는 방안을 제시하였다.