본 연구에서는 GCOM-W1 위성에 탑재된 Advanced Microwave Scanning Radiometer 2 (AMSR2) 센서의 토양수분 자료를 Land Parameter Retrieval Model (LPRM) 알고리즘을 통해 전처리하여 2014년도 한반도 지점관측 자료와의 비교 분석을 수행, 위성 토양수분 자료 의 적합성을 평가하였다. 통계 분석 결과 AMSR2 X-band의 토양수분 자료는 38개의 지점관측 자료와 비교해 0.03의 평균 bias, 0.16의 평균 RMSE의 낮은 오차 수준을 보였으며, 최대상관계수는 0.67로 나타났다. 또한 AMSR2 센서의 ascending, descending 시간대별 위성 토양수분 자료 분석과 X, C1, C2-band의 주파수 영역별 위성 토양수분 자료 분석 결과, ascending overpass time 시간대와, X-band 주파수의 토양수분 자료가 지점 관측 자료와 더 좋은 상관관계를 보였다. 본 연구의 분석 결과는 한반도에서 최근 문제가 되고 있는 가뭄을 비롯한 각종 재해 분석 시 토양수분의 공간적 분포를 연구하는데 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.

컴퓨터의 발달로 인하여 분포형 입력 자료를 기반으로 복잡한 물리현상을 고려할 수 있는 수자원/수문 분야의 다양한 해석 모델이 활발하게 개발 및 연구되어지고 있다. 현재 우리나라에서 운영중인 지상관측장비는 AWS(Automatic Weather System), ASOS(Automated Synoptic Observing System)로 총 668개의 조밀한 자동 관측 장비가 운영 중이지만 공간적인 연속자료의 취득에 있어서 보간법의 적용이 불가피하며, 그에 따른 오차가 발생하고 있다. 위성 자료는 연속적인 자료의 취득이 가능하다는 장점이 있지만 지상 관측 장비와의 오차로 인하여 직접적인 기상 위성자료의 이용이 불가능한 상황이다. 이에 본 연구에서는 TRMM(Tropical Rainfall Measuring Mission) 위성자료와 기상청에서 운영중인 80여개의 지상관측장비 자료, 한국의 지형자료를 이용하여 TRMM 위성자료를 이용한 고해상도 강수정보를 생성해보고자 한다. 본 연구는 지점 강우자료와 지형자료 또는 공간적 연속성을 갖는 위성자료(NDVI) 사이의 비교를 통하여 관계성이 큰 연속자료를 선택한다. 차후 선택된 자료와 TRMM 강우자료 사이의 관계식을 통하여 지점 관측자료와 상응하는 위치에 보정된 TRMM 강우 결과와 지점 관측 자료와의 적합성이 뛰어난 관계식을 도출한다. 마지막으로 도출된 결과에 대한 다양한 적합성 검정을 통하여 상세화 된 TRMM 강우정보의 적용성을 평가하고자 한다. 관계식을 활용한 보정된 TRMM의 상세화 정보는 미계측 지역의 공간적 상관성을 재현함으로서 지점자료가 갖는 한계를 보정할 수 있을 것으로 판단되며 다양한 분포형 기반의 수문/수자원 모형에 활용이 가능할 것으로 판단 된다.

This paper described the estimation of corn and soybeans yields of four states in the US Midwest using time-series satellite imagery and climate dataset between 2001 and 2012. We first constructed a database for (1) satellite imagery acquired from Terra MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) including NDVI (Normalized Di°erence Vegetation Index), EVI (Enhanced Vegetation Index), LAI (Leaf Area Index), FPAR (Fraction of Photosynthetically Active Radiation), and GPP (Gross Primary Productivity), (2) climate dataset created by PRISM (Parameter-Elevation Regressions on Independent Slopes Model) such as precipitation and mean temperature, and (3) US yield statistics of corn and soybeans. ˜en we built OLS (Ordinary Least Squares) regression models for corn and soybeans yields between 2001 and 2010 after correlation analyses and multicollinearity tests. These regression models were used in estimating the yields of 2011 and 2012. Comparisons with the US yield statistics showed the RMSEs (Root Mean Squared Errors) of 0.892 ton/ha and 1.095 ton/ha for corn yields in 2011 and 2012 respectively, and those of 0.320 ton/ha and 0.391 ton/ha for soybeans yields. ˜is result can be thought of as a good agreement with the in-situ statistics because the RMSEs were approximately 10% of the usual yields: 9 ton/ha for corn and 3 ton/ha for soybeans. Our approach presented a possibility for extending to more advanced statistical modeling of crop yields using satellite imagery and climate dataset.

본 논문에서는 천리안(Communication, Ocean and Meteorological Satellite; COMS)과 TRMM(Tropical Rainfall Measurement Mission)을 통하여 관측한 위성영상자료를 이용한 극치강우(Extreme Rainfall) 추정 알고리즘을 개발하였으며, 2011년 7월 집중호우를 대상으로 그 적용성을 평가하였다. TRMM/PR(TRMM/Precipitation Radar)과 AWS (Automatic Weather System) 자료를 이용하여 고도에 따른 멱급수 회귀방정식으로 Z-R관계식을 추정한 결과 Z=303R0.72를 산출하였으며, 지상관측 자료와 비교한 결과 상관계수가 0.57로 분석되었다. 이 값과 TRMM/VIRS(TRMM/Visible Infrared Scanner)와의 관계를 이용하여 극치강우 알고리즘을 개발하였으며, 천리안 위성에 적용하여 10분 강우를 추정한 결과 강우강도가 큰 경우에는 과소 추정하는 경향이, 작은 경우에는 과대 추정하는 경향이 있는 것으로 분석되었으나, 전반적인 패턴은 관측과 유사한 경향이 있는 것으로 분석되었다. 또한 이 알고리즘을 같은 센서를 이용하는 천리안 위성에 적용하여 AWS의 상관관계를 분석한 결과, 10분 강우량의 경우 상관계수는 0.517로 평균제곱근오차는 3.146으로 분석되었고, 공간상관행렬 오차의 평균은 -0.530～-0.228의 음의 상관을 보이는 것으로 분석되었다. 위성자료를 이용한 극치강우량 추정의 오차 발생 원인은 여러 가지 외부적인 요인으로 판단되며, 지속적인 알고리즘 개선 및 오차보정을 통한 정확도 개선이 필요한 것으로 사료된다. 본 연구의 결과는 추후 다양한 정지궤도 위성의 이용을 통한 다중 원격탐사 자료의 활용으로 보다 정확한 미계측 유역 수문자료 확충 및 실시간 홍수 예․경보 시스템 구축에 활용이 가능할 것으로 사료된다.

The shortwave aerosol direct radiative forcing (SWARF) was analyzed using the Clouds and Earth’s Radiant Energy System (CERES) data in the East Asian region from 2001 to 2010. In the Yellow Sea and the Korean Peninsula, located in the leeward side of China, significantly negative high SWARF at the top of atmosphere (TOA) occurs due to the long-range transport of anthropogenic (e.g. sulphate) and natural aerosols (e.g. mineral dust) from the East Asian continent. Conversely, eastern China has much higher levels of SWARF at the surface (SFC) due to anthropogenically emitted aerosol than in the Yellow Sea and the Korean Peninsula. Since the radiative forcing of aerosols in the atmosphere are different in type, aerosol types were classified into sea salt+sulphate, smoke, sulphate and dust by using satellite data. The analysis on the SWARF by the classified aerosol types indicated that sulphate occupies a predominant portion of the atmosphere in the Yellow Sea and the Korean Peninsula in the summer. In particular, the annual averages of the summer TOA SWARF increased in the Yellow Sea and the Korean Peninsula from 2001 to 2010.

대부분의 수문자료는 지상관측을 통해 얻어진다. 그러나 어떤 지역은 접근이 어렵거나 장기적인 관측에 어려움이 있기 때문에 지상관측을 대체하거나 보완할 새로운 방법이 요구된다. 시‧공간적 한계를 극복할 수 있는 대안으로 미항공우주국 NASA에서 2002년 지구 중력장을 측정하는 GRACE (Gravity Recovery And Climate Experiment) 인공위성 자료가 존재한다. 본 연구에서는 GRACE Level-2 중력자료를 이용하여 공간평활화 반경별(0 km, 300 km, 500 km)로 한반도의 수자원변화량(GRACE-based TWSC)을 산정하였다. 산정된 결과의 타당성을 검증하기 위해, 지상 수문 관측자료를 이용한 수자원 변화량(land-based TWSC)과의 비교를 시도하였다. Land-based TWSC는 WAMIS의 강우량, 증발산량 및 GLDAS의 유출량 자료를 이용해 계산하였다. GRACE-based TWSC와 land-based TWSC의 RMSE 검정 결과, 공간평활화 반경 500 km의 위성자료가 한반도에 가장 적합한 것으로 나타났다. 한반도의 월별 평균 TWSC는 0.986 cm/month로 나타났고, 이러한 큰 변화폭 때문에 안정적 수자원 확보를 위한 대처 방안의 마련이 필요한 것으로 평가된다.

본 연구에서는 지상의 관측 자료와 광역의 정보를 제공하는 수치 예보 모형 자료 및 인공위성 자료를 이용하고 자료와 강수예측치의 물리적 상관 특성을 나타내기 위하여 자료 사이의 비선형 거동을 잘 나타내는 신경망 모형에 적용시켜 단시간 강수 예측을 수행하였다. 이를 위하여 서울지점에 대하여 현재로부터 3시간, 6시간, 9시간, 12시간의 선행시간을 가지는 인공위성 자료(MTSAT-1R) 및 수치 예보 모형 자료(RDAPS, Regional Data Assimilation and Prediction System)와 실시간 전송되는 자동 기상 관측 시스템(AWS, Automatic Weather System)의 관측치를 신경망 모형의 입력 자료로 하여 3시간, 6시간, 9시간, 12시간의 선행시간을 가지는 자료로 강수를 예측 할 수 있는 강수 예측 모형을 개발하였다. 장마와 태풍과 같이 전선형강수와 선풍형강수 등 강수 양상의 차이를 고려하기 위하여 6월, 7월과 8월, 9월 자료를 구분하여 신경망을 구축하였으며, 자료가용성에 기초하여 2006년에서 2008년 기간 동안에 대하여 모형을 학습하고 2009년에 대하여 모형의 적용성을 검증한 결과, 단시간 강수예측에 대한 모형의 적용 가능성을 보여주었으나 다양한 광역 자료와 인공신경망을 사용함에도 불구하고 단시간 강수예측의 정량적 정도향상을 위한 여지가 많음을 보여준다.

토양수분은 범지구적 기상기후 및 지역 생태연구에 있어 핵심적인 요소이며, 지표와 대기 간의 물 및 에너지 흐름에 밀접한 영향 미치기에 홍수, 가뭄, 산사태 등 자연재해 발생 및 예측에도 지대한 영향을 끼치는 인자이다. 그러나 현재 국내 토양수분 관측수준은 중량법(Gravimetric Method) 및 TDR(Time Domain Reflectometry) 방법 등을 통한 지점관측을 수행하는 단계이며 항공관측을 비롯하여 인공위성을 이용한 원격탐사(Remote Sensing)기법은 미국, 일본이나 EU등의 선진국에 비해 활발하지 못한 실정이다. 또한 측정된 토양수분 자료를 통한 기상학적, 식생학적 적용 및 활용방안 및 자연재해 예측, 방재분야 적용에 관한 연구도 미비한 상황이다. 본 연구에서는 Meteorological Operation Satellite(Metop)위성에 탑재되어 있는 토양수분을 비롯한 다양한 기상인자를 측정하는 Advanced SCATterometer(ASCAT) 이용한 Remote Sensing을 통해 지표면의 토양수분 측정과정을 설명하고, 이를 통해 지점관측 토양수분 데이터의 한계점을 해소하여 인공위성을 이용한 지속적이고 광범위한 토양수분 자료의 분석방법을 모색하고자 하였다. 이를 위해 2011년 6-8월 토양수분 자료를 바탕으로 한반도지역의 4개 지점을 대상으로 강우사상에 대한 토양수분 변동성을 파악하고, ASCAT에서 측정된 토양수분값과 지점 실측값의 상관성을 분석하였다. 시간에 따른 강우에 대한 토양수분 변동성은 동일하게 나타났으며, ASCAT과 측정된 토양수분과의 상관성도 유효함을 알 수 있었다. 위 결과를 바탕으로 향후 ASCAT을 통해 제공되는 국내지역의 토양수분 데이터의 활용가능성 및 강우, 증발산 등 다른 수문기상인자와의 연관성을 고려한 홍수, 가뭄, 산사태 등 자연재해 발생및 예측에 관한 연구도 활발히 진행되어야 할 것으로 판단된다.

The present study explores time and spatial thermal environment for Daegu, which is a city built on a basin area, according to varying land cover conditions of the earth's surface by analyzing data derived from meteorological observation and satellite images. The study has classified land use by utilizing MODIS satellite images and analyzed land surface temperature. Also, by using data acquired from automatic weather system, the study has evaluated the effects of atmospheric heating caused by city pavements by analyzing the sensible heat flux between the city's land surface and the atmosphere.The results are as follows. 1) Classification of land use in the Daegu area shows 46.64% of urban and built-up area, 1.39% of watersides, 35.19% of forest, 11.43% of crops, and 5.37% grasslands. 2) During the weekdays throughout the year, the land surface temperature was high for Dalseogu, Bukgu, and Seogu regions where industrial complexes could be found. Comparatively, lower temperature could be observed in the woodlands. 3) While the land surface temperature displayed the effects of pushing air upwards during the weekdays in urban areas, the reverse was true for forest regions. During the night, the temperature did not exert any significant influence on air movement.

COMS DATS C&M 소프트웨어는 통신해양기상위성(COMS)의 송수신자료전처리시스템에 대하여 상태감시 및 원격조정기능을 제공하는 통합관리시스템이다. DATS C&M 소프트웨어는 시스템 관리 모듈, 감시 및 제어 모듈, 데이터 관리 모듈, 그리고 상태 데이터 분석 모듈로 구성되어 있으며, 특시 감시 및 제어 모듈은 위성운영센터가 기상위성센터의 백업 시스템으로 송수신자료전처리시스템을 운영하도록 결정됨에 따라 동일한 두 시스템의 동기화를 지원하도록 설계되었다. 이 논문에서는 DATS C&M 소프트웨어의 설계, 구현, 그리고 개발 결과에 대한 내용을 기술하고 있다.

융설 모형을 이용하여 융설 기간 동안의 하천유출량을 모의하기 위해서는 융설 관련 매개변수의 정립이 반드시 필요하다. 우리나라의 경우 관측 자료의 부족으로 인하여 적설분포면적, 적설심, 적설분포면적 감소곡선과 같은 융설 관련 매개변수의 추출이 불가능하였다. 본 연구에서는 1997년부터 2003년까지의 겨울철(11월-4월) NOAA/AVHRR 위성영상을 이용하여 한반도의 적설분포도를 추출하고 기상청의 69개소 유인지상기상관측소의 기상자료 중 최심적설심 자료

Variations in phytoplankton concentrations result from changes of the ocean color caused by phytoplankton pigments. Thus, ocean spectral reflectance for low chlorophyll waters are blue and high chlorophyll waters tend to have green reflectance. In the Korea region, clear waters and the open sea in the Kuroshio regions of the East China Sea have low chlorophyll. As one moves even closer to the northwestern part of the East China Sea, the situation becomes much more optically complicated, with contributions not only from higher concentrations of phytoplankton, but also from sediments and dissolved materials from terrestrial and sea bottom sources. The color often approaches yellow-brown in the turbidity waters (Case Ⅱ waters). To verify satellite ocean color retrievals, or to develop new algorithms for complex case Ⅱ regions requires ship-based studies. In this study, we compared the chlorophyll retrievals from NASA's SeaWiFS sensor with chlorophyll values determined with standard fluorometric methods during two cruises on Korean NFRDI ships. For the SeaWiFS data, we used the standard NASA SeaWiFS algorithm to estimate the chlorophyll a distribution around the Korean waters using Orbview/ SeaWiFS satellite data acquired by our HPRT station at NFRDI. We studied to find out the relationship between the measured chlorophyll a from the ship and the estimated chlorophyll a from the SeaWiFS satellite data around the northern part of the East China Sea, in February, and May, 2000. The relationship between the measured chlorophyll_a and the SeaWiFS chlorophyll_a shows following the equations (1) in the northern part of the East China Sea. Chlorophyll_a=0.121Ln(X) + 0.504, R2 = 0.73 (1) We also determined total suspended sediment mass (SS) and compared it with SeaWiFS spectral band ratio. A suspended solid algorithm was composed of in-situ data and the ratio (LWN(490 nm)/LWN(555 nm)) of the SeaWiFS wavelength bands. The relationship between the measured suspended solid and the SeaWiFS band ratio shows following the equation (2) in the northern part of the East China Sea. SS=-0.703 Ln(X) + 2.237, R2 = 0.62 (2) In the near future, NFRDI will develop algorithms for quantifying the ocean color properties around the Korean waters, with the data from regular ocean observations using its own research vessels and from three satellites, KOMPSAT/OSMI, Terra/MODIS and Orbview/SeaWiFS.

Satellite data, with sea surface temperature(SST) by NOAA and sea level(SL) by Topex/poseidon, are used to estimate characteristics on the variations and correlations of SST and SL in the East Asian Seas from January 1993 through May 1998. We found that there are two climatic characteristics in the East Asian seas: the oceanic climate, the eastern sea of Japan, and the continental climate, the eastern sea of China, respectively. In the oceanic climate, the variations of SL have the high values in the main current of Kuroshio and the variations of SST have not the remarkable seasonal variations because of the continuos compensation of warm current by Kuroshio. In the continental climate, SL has high variations in the estuaries(the Yellow River, the Yangtze River) with the mixing the fresh water and the saline water in the coasts of continent and SST has highly the seasonal variations due to the climatic effect of continents. In the steric variations of summer, the eastern sea of Japan, the East China Sea and the western sea of Korea is increased the sea level about 10∼20㎝. But the Bohai bay in China have relatively the high values about 20∼30㎝ due to the continental climate. Generally the trends of SST and SL increased during all periods. That is say, the slopes of SST and SL is presented 0.29℃/year and 0.84㎝/year, respectively. The annual and semi-annual amplitudes have a remarkable variations in the western sea of Korea and the eastern sea of Japan. In the case of the annual peaks, there appeared mainly in the western sea of Korea and the eastern sea of Japan because of the remarkable variations of SL associated with Kuroshio. But in the case of the semi-annual peaks, there appeared in the eastern sea of Japan by the influence of current, and in the western sea of Korea by the influence of seasonal temperature, respectively. From our results, it should be believed that SST and SL gradually increase in the East Asian seas concerning to the global warming. So that, it should be requested to the international co-operation against to the change of the abnormal climate.

The relationship between the distribution of sea surface temperature(SST) and dinoflagellate(Cochlodinium polykrikoides) bloom areas were studied. The SST data were derived from the infrared channels of AVHRR(Advanced Very High Resolution Radiometer) sensor on NOAA(National Oceanic and Atmospheric Administration) 12 and 14 satellites during 1995-1998. The initial water temperature at C. polykrikoides bloom was about 21℃ at the coastal areas of the South Sea and along the shore of the East Sea of Korea during the summer season of 1995. The northern limit of red tides was coincident with that of 21℃ isothermal line in the East Sea. The red tides that initially bloomed at the coast of Pohang on September 21, 1995 moved to the coast of Uljin on September 26, 1995. The skipped appearance of the red tides in the areas between Pohang and Uljin was due to the East Korean Warm Current, which was moving offshore from Pohang to approach to Uljin. The cold water which was formed by tidal front in the western coast of the South Sea and by upwelling water from deep layer in the southeastern coast of the Korean peninsula played a role in blocking the spreading of red tides during summer season in 1997 and 1998. In conclusion, the distribution of red tides appeared to be dependent on the initial water temperature at red tides bloom. The SST at the red tides varied from 21℃ to 25℃ ; 21℃, 23℃, 24℃ and 24-25℃ in 1995, 1996, 1997 and 1998, respectively.