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대기환경과학 - 기상위성 사진 해석
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대기환경과학 - 기상위성 사진 해석
1. Introduction
1957년 최초의 위성이 개발된 이래로 현재의 우주공간에는 수천 개의 인공위성들이 각기 다른 목적을 가지고 궤도 운동을 하고 있다. 첩보위성, TV, 전파 위성, 환경 오염 감시, 어업 등을 목적으로 각기 다른 역할들을 수행하는 가운데 기상위성은 지구에서 방출된 복사량을 측정하여 지구의 여러 기상상태를 파악하는 데 도움이 되는 여러 가지 대기 정보를 제공하고 있다.
기상정보 제공의 한 예로써 이 실험에서는 위성에서 관측한 가시영상과 적외영상을 이용하여 구름을 구분하고 지상의 날씨를 예상해 본다.
2. Method
대부분의 위성들은 동일 지역에서 여러 종류의 영상을 만드는데 주로 가시영상과 적외영상이다. 이 영상들은 어떤 의미를 가질까
(1) 가시영상
가시영상에서 나타나는 것은 지구에서 반사된 햇빛이 위성에서 감지되는 것으로 구름이 존재하는 지역은 지면에 비해 반사도가 커서 많은 빛이 지구 밖으로 반사되어 밝은 영상을 나타내고 반대로 반사도가 낮은 육지 지역이나 특히, 해양은 어둡게 나타난다. 또한 두꺼운 구름이 얇은 구름에 비해 햇빛을 많이 반사하므로 보다 밝게 나타나고 얇은 구름은 회색을 띄게 되므로 구름의 두께를 추정할 수 있다.
(2) 적외영상
온도를 가지는 모든 물체는 온도의 네제곱에 비례하는 복사에너지를 방출하며 이에 따라 지구는 적외 파장 영역의 복사에너지를 내놓는다. 온도가 높을수록 많은 적외 복사를 방출하고 온도가 낮을수록 적게 방출하므로 위성에 감지되는 적외영상을 통해 지구의 단면적인 온도 분포를 알 수 있다. 일반적으로 대류권내에서는 고도가 증가할수록 온도가 감소하므로 구름이 있는 경우에는 구름의 정상온도는 지면의 온도보다 낮고, 상층운의 온도가 하층운보다 낮다. 따라서 적외영상에서 지면은 구름보다 검게 나타나고 상층운은 하층운보다 하얗게 나타난다. 가시영상과는 달리 밤에도 사용이 가능하나 같은 고도에 있는 층운과 적운은 같은 온도를 나타내므로 두 구름을 구별할 수 없는 단점이 있다.
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2014.01.20
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