Himawari-8/AHI 자료를 이용한 대기상단에서의 상향단파복사 산출
Retrieval for Reflected Shortwave Radiation at the Top of the Atmosphere using Himawari-8/AHI
- 주제(키워드) 차세대 정지궤도 기상위성 , 대기상단에서의 상향단파복사 , Himawari-8/AHI , 능형회귀모형 , Terra/CERES
- 발행기관 강릉원주대학교 일반대학원
- 지도교수 이규태
- 발행년도 2017
- 학위수여년월 2017. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 대기환경과학과
- 세부전공 대기 복사
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/kangnung/000000009856
- 본문언어 한국어
- 저작권 강릉원주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
이 연구는 지구대기의 복사수지 및 기후 분석을 위해 2018년에 발사될 차세대 정지궤도 기상위성(Geostationary Korea Multi-Purse Satellite/Advanced Meteorological Imager, GK-2A/AMI)과 유사한 센서 특징과 관측 영역을 갖는 Himawari-8/AHI (Advanced Himawari Imager) 자료를 이용하여 대기상단에서의 상향단파복사 산출 알고리즘을 개발하기 위한 선행연구이다. 이 알고리즘은 6개 단파 채널의 반사율과 회귀계수를 통해 산출된다. 이때 회귀계수는 각 대기조건(태양 천정각, 위성 천정각, 상대 방위각, 지표면 특성, 구름의 유무)에 따른 광대역 알베도와 각 채널별 반사율의 관계를 복사전달모델(SBDART)로 수치실험한 결과와 능형회귀모형을 통해 조견표로 작성되었다. 산출된 상향단파복사를 검증하기 위해 2015년 8월부터 2016년 7월까지의 매월 1일 주간 사례를 스캔 영역과 일별에 대해 Terra/CERES(Clouds and the Earth’s Radiant Energy System) 자료와 비교 분석을 수행하였다. 스캔 영역에 대한 분석의 경우 청천 영역은 중위도 해양에서 sun glint로 인해 오차가 발생되었다. 구름 영역의 경우 실제 대기와 복사전달모델에서 가정된 평행평면 대기에서 태양 천정각와 위성 천정각에 따라 광학경로로 인해 오차가 커졌고 특히 AHI와 CERES 자료의 시·공간 불일치로 인해 구름 가장자리 부근에서 큰 오차가 발생되었다. 그럼에도 불구하고 전체 사례에서 AHI와 CERES의 상관계수는 0.96로 높았고 평균제곱근오차는 49.19 Wm-2로 나타났다. 또한 장기적인 정확성을 판단하기 위해 일별에 대한 분석을 수행하였으며 그 결과는 0.90-0.96의 상관성을 보였고 평균제곱근오차는 18.01-25.81 Wm-2로 나타났다.
more초록/요약
This is a preliminary study for developing an algorithm for deriving the reflected shortwave radiation at the top of the atmosphere (RSR) using Advanced Himawari Imager (Himawari-8/AHI) data. Himawari-8/AHI has similar sensor properties and scan line with Geostationary Korea Multi-Purse Satellite/Advanced Meteorological Imager (GK-2A/AMI) which will be launched in 2018 to analyze climate and radiation budget for Earth’s atmosphere. The regression coefficient is calculated using the results of the radiative transfer model (SBDART) and ridge regression. The SBDART used simulations of the relationship between broadband albedo according to each atmospheric condition (solar zenith angle, viewing zenith angle, relative azimuth angle, surface type, and cloud cover) and reflectance of each channel. Cases from weeks containing day 1st of every month between August 2015 and July 2016 were used to perform comparative analysis with the National Aeronautics and Space Administration (NASA) satellite Terra with onboard sensor Clouds and the Earth’s Radiant Energy System (CERES) data for each day and the scan line to validate the retrieved RSR. Scan line analysis showed errors due to sun glint for middle-latitude ocean under clear skies. For cloudy skies, error increased according to the solar zenith angle and viewing zenith angle since optic pathways were different for the actual atmosphere and the plane parallel atmosphere that was assumed in the SBDART. The error was especially large on the edges of clouds due to time and spatial disagreement between AHI data and CERES data. Nonetheless, the correlation coefficient between AHI and CERES data was high at 0.96 and the root mean square error (RMSE) was 49.19 Wm-2 when all the cases were considered. Furthermore, analysis was done for each day to determine long term accuracy, and the results showed correlations between 0.90-0.96 and RMSEs between 18.01-25.81 Wm-2.
more목차
제 1 장 서론
제 2 장 자료
2.1 입력 자료
2.2 검증 자료
제 3 장 연구 방법
3.1 이론적 배경 및 민감도 실험
3.2 상향단파복사 산출 알고리즘
3.3 능형회귀모형을 통한 광대역 알베도 산출
제 4 장 결과 및 분석
4.1 스캔 영역 분석
4.2 일별 분석
제 5 장 요약 및 결론
참고 문헌
영문 요약
