Sensitivity of COMS/GOCI Measured Top-of-atmosphere Reflectances to Atmospheric Aerosol Properties

The Geostationary Ocean Color Imager (GOCI) on board the Communication Ocean Meteorological Satellite (COMS), the first geostationary ocean color sensor, requires accurate atmospheric correction since its eight bands are also affected by atmospheric constituents such as gases, molecules and atmospheric aerosols. Unlike gases and molecules in the atmosphere, aerosols can interact with sunlight by complex scattering and absorption properties. For the purpose of qualified ocean remote sensing, understanding of aerosol-radiation interactions is needed. In this study, we show micro-physical and optical properties of aerosols using the Optical Property of Aerosol and Cloud (OPAC) aerosol models. Aerosol optical properties, then, were used to analysis the relationship between theoretical satellite measured radiation from radiative transfer calculations and aerosol optical thickness (AOT) under various environments (aerosol type and loadings). It is found that the choice of aerosol type makes little different in AOT retrieval for AOT<0.2. Otherwise AOT differences between true and retrieved increase as AOT increases. Furthermore, the differences between the AOT and angstrom exponent from standard algorithms and this study, and the comparison with ground based sunphotometer observations are investigated. Over the northeast Asian region, these comparisons suggest that spatially averaged mean AOT retrieved from this study is much better than from standard ocean color algorithm. Finally, these results will be useful for aerosol retrieval or atmospheric correction of COMS/GOCI data processing.

COMS/GOCI 관측값의 대기 에어러솔의 특성에 대한 민감도 분석

세계 최초의 정지 궤도 해양관측 센서인 Geostationary Ocean Color Imager (COMS/GOCI)가 측정하는 가시광선 영역의 파장대 ($0.4-0.9{\mu}m$)는 대기 구성성분(기체상 또는 입자상)에 의하여 영향을 받기 때문에 이에 대한 보정이 필요하다. 특히, 대기중에 존재하는 미세입자인 에어러솔은 그 물리 화학적 특성의 다양함으로 인하여 태양광과 반응하는 과정이 상당히 복잡하게 나타나므로, 정확한 해양 관측을 위하여 대기 에어러솔과 복사 과정의 상호작용에 대한 정확한 이해가 필요하다. 본 연구에서는 알려진 대기 에어 러솔 특성 자료를 이용하여 에어 러솔의 물리 적, 광학적 특성을 분석하였다. 여기서 얻어진 에어러솔 특성 값들은 복사전달 모델을 이용하여 다양한 환경 조건하(에어러솔의 종류와 양)에서 위성센서가 측정하는 이론적인 복사량과 에어러솔의 관계를 분석하는데 사용되었다. 복사전달모델 분석결과, 위성 자료 분석에서 잘못된 에어러솔의 광학 특성값의 사용으로 인한 오차는 에어러솔 광학 두께($\tau$)가 0.2보다 작은 범위에서는 비교적 작은 값을 나타내나 0.2보다 크게 되는 경우 지속적으로 증가하였다. 추가로 위성 관측값과 복사전달 모델에 의하여 계산된 값의 차이가 최소인 에어러솔 타입의 광학 특성값을 이용하여 ($\tau$)와 ${\aa}ngstr{\ddot{o}}m$ exponent 를 도출한 결과는 기존의 표준 알고리즘보다는 지상관측자료와의 비교적 잘 일치하고 있는 것으로 나타났다. 따라서 위성 관측자료에서 에어러솔 분석함에 있어서 에어러솔 타입에 따른 광학적 특성값의 중요성은 매우 크다고 할 수 있다. 이러한 결과들은 궁극적으로 향후 발사될 COMS/GOCI의 관측 자료를 이용한 대기 에어러솔 분석이나 대기 효과 보정에 있어서 도움이 될 것이다.