본 연구에서는 미국 해양 대기청(NOAA)의 NOAA-20 위성에 장착된 차세대 고해상도 복사계인 VIIRS로부터 산출된 적외 해수면온도의 자료를 수집하고, 실측 자료와의 일치점을 생산하여 한반도 주변 해역에서의 정확도를 검증 하였다. 2020년 5월부터 2023년 6월까지 최근 3년간의 자료를 사용하였고, 총 75,700개의 일치점을 생산하였다. NOAA-20/VIIRS 해수면온도는 표층 뜰개 부이 관측 해수면온도와 비교해보았을 때 약 0.52K의 평균 제곱근 오차와 – 0.12 K의 평균 편차를 보였고, 이는 전구 해역을 대상으로 한 기존의 정확도 검증 연구 결과값을 상회하는 수치였다. NOAA-20 해수면온도의 오차 특성 분석 결과 겨울과 봄에는 음의 편차가, 여름철에는 양의 편차를 보이는 계절적 특 성이 나타났으며, 15-16시에 최대 평균 제곱근오차, 최대 양의 편차 및 22-24시에 최소 평균제곱근오차, 최소 편차를 가지는 일간 변화를 보였다. 이외에도 NOAA-20 해수면온도의 오차는 풍속, 위성 천정각, 연안으로부터의 거리, 해수면 온도의 공간 구배 크기에 영향을 받아 변동하는 특성이 나타났다. 전반적으로 위성 해수면온도의 편차값은 14ms1 이 상의 풍속 범위에서 풍속이 커질수록 양의 방향으로 증가하는 경향을 보였으며, 5 m s1 이하의 낮은 풍속 범위에서는 풍속이 약해질수록 낮/밤 자료에 따라 각각 양의 방향, 음의 방향으로 편차가 증가하였다. 위성 천정각이 커질수록 해 수면온도의 오차 범위는 급격하게 증가하였으며, 연안에 근접할수록 (<300 km) 위성 해수면온도의 오차가 증가하는 것 을 확인할 수 있었다. 해수면온도의 공간 구배는 그 크기가 커질수록 위성 해수면온도의 평균 제곱근 오차를 증폭시키 는 경향이 나타났다. 국지적인 해역에서의 위성 해수면온도 정확도 및 오차 특성은 전구 해역에서의 전반적인 특성과는 다르게 나타날 수 있다는 점을 고려할 때 본 연구는 향후 한반도 주변해에서 VIIRS 해수면온도를 활용하기 위한 선행 연구로 해수면온도 오차의 변동 특성 및 분포에 대한 깊은 이해가 필요함을 시사한다.

최근 지구 궤도에 발사된 SNPP 위성에 탑재된 VIIRS 센서는 야간에 지표에서 방사된 인공조명의 세기를 DNB 영상에 기록할 수 있다. VIIRS DNB 영상은 인구 및 국내총생산과 같은 사회경제적 지표의 추정을 위한 공간적 대안 자료로 이용되고 있다. 그러나 음의 값과 널값(null radiance)을 포함한 이례적 복사도가 이 자료에 나타날 수 있다. 이에 본 연구는 북한을 포함한 월 단위 VIIRS DNB 영상에 내재할 수 있는 비정상적 복사 휘도의 시공간적 분포 특성을 조사하였다. 북한 지역의 이례적 복사도는 시간적 편중과 공간적 불균형에 따른 분포 특성을 보였다. 이뿐 아니라 월 단위 영상에서는 감지기 오작동에 의한 국지적 잡음이 확인되기도 했다. 이러한 비정상적 복사 휘도는 북한 지역에 대한 사회경제지표의 추정 결과에 왜곡을 초래할 수 있다. 따라서 이례적 복사도 존재 가능성을 고려한 VIIRS DNB 영상 분석이 향후 연구에서 고려되어야 한다.

증발산은 지표면에서 일어나는 증발과 식물에 의해 일어나는 증산을 하나의 과정으로 통합한 것이다. 이는 대기 중으로 이동하는 수증기의 총량을 나타내기 때문에 물수지 분석에서 중요한 역할을 한다. 또한 태양 복사에너지가 지구로 유입되면서 발생하는 잠열 Flux(Latent Heat Flux)가 증발산과 관련이 있어 에너지 수지 분석면에서도 중요하다고 볼 수 있다. 현재, 증발산을 정확히 관측하기 위해 증발접시와 같은 현장관측을 실시하거나 Eddy Covariance와 같은 통계적 기법을 이용해 경험적으로 추정하고 있다. 이러한 방법들은 한 지점에 대해서만 적용할 수 있기에 유역 단위와 같은 공간적인 변동성을 파악하기에는 제약이 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 원격탐사 기법을 활용하여 증발산의 시공간적인 변동성을 파악하는 연구가 국내외에서 활발히 진행 중이다. 본 연구에서 이용할 Visible Infrared Imaging Radiometer Suite(VIIRS)는 인공위성 Suomi National Polar-orbiting Partnership(Suomi NPP)에 탑재된 다중분광센서로 지표면의 알베도, 온도, 종류, 식생 지표 외에도 많은 수문 인자들을 관측할 수 있다. 이 중에서 에너지 수지 기반의 복사 에너지 및 미기상 자료와 같은 증발산에 관련된 인자들을 찾아서 산정하는 과정을 이해하는 것이 본 연구의 목적이다. 향후 VIIRS 기반 증발산 산정 알고리즘을 구축하여 한반도 지형에서의 VIIRS의 유용성을 검증할 계획이다. 또한 이를 통해 지상관측의 한계점을 극복하여 한반도 유역의 증발산에 대한 지속적인 연구가 가능하도록 이바지하고자 한다.