• Title/Summary/Keyword: 복사전달모델

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단일 밴드 중적외선 영상을 이용한 표면온도 추정 방법 연구

  • Park, Uk;Lee, Yun-Gyeong;Won, Jung-Seon;Lee, Seung-Geun;Kim, Jong-Min
    • Proceedings of the KSRS Conference
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    • 2008.03a
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    • pp.125-130
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    • 2008
  • Mid-Infrared (MIR) 영상은 화산 활동 및 산불로 인한 재난관측, 지표물질 관측, 해수 온도 측정과 같은 분야들에서 사용되고 있다. 그러나 MIR영역은 지표의 복사율과 대기의 영향으로 인한 변화가 매우 심하고, 낮 영상의 경우 태양 복사량에 의한 영향도 고려해야 하는 어려움이 있다. 따라서 단일밴드인 MIR영상을 이용하여 표면온도를 얻기 위해서는 영상이 취득된 시간과 장소에서 관측된 태양 복사량 및 여러 가지 대기 변수가 필요하다. 본 연구의 목적은 기존의 MIR 영상 연구가 다중밴드를 기반으로 한 것과 달리 단일 밴드의 영상을 이용하여 표면온도를 측정하는데 있다. 이를 위하여 MODIS MIR 영상을 대상으로 MODTRAN을 사용하여 MIR 영역의 대기보정 기법을 적용 한 뒤 복사전달 모델을 이용하여 지표의 복사량을 측정하였다. 획득된 지표온도 영상의 정밀도를 측정하기 위해서 기존의 온도 알고리즘인 split-window algorithm에 의해 얻어진 해수온도 영상과의 비교를 통하여 오차 원인에 대해 분석을 실시하였다. 그 결과 낮 영상의 경우 -4.19${\pm}$1.19$^{\circ}C$ 정도의 온도 차가 났으며, 밤 영상의 경우 0.5$^{\pm}C$0.39$^{\circ}C$ 정도로 비교적 좋은 결과를 보였다. 이는 낮 영상의 경우 지표의 복사율에 대한 온도의 민감도가 매우 높기 때문에 높은 오차가 발생하지만, 밤 영상의 경우 태양빛에 의한 영향이 없으므로 좋은 결과를 나타내기 때문이다. 따라서 단일밴드 MIR영상을 이용한 지표온도 추정 시 대기에 의한 영향보다 지표 복사율에 의한 영향이 높다고 추정할 수 있다.

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Bias Characteristics Analysis of Himawari-8/AHI Clear Sky Radiance Using KMA NWP Global Model (기상청 전구 수치예보모델을 활용한 Himawari-8/AHI 청천복사휘도 편차 특성 분석)

  • Kim, Boram;Shin, Inchul;Chung, Chu-Yong;Cheong, Seonghoon
    • Korean Journal of Remote Sensing
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    • v.34 no.6_1
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    • pp.1101-1117
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    • 2018
  • The clear sky radiance (CSR) is one of the baseline products of the Himawari-8 which was launched on October, 2014. The CSR contributes to numerical weather prediction (NWP) accuracy through the data assimilation; especially water vapor channel CSR has good impact on the forecast in high level atmosphere. The focus of this study is the quality analysis of the CSR of the Himawari-8 geostationary satellite. We used the operational CSR (or clear sky brightness temperature) products in JMA (Japan Meteorological Agency) as observation data; for a background field, we employed the CSR simulated using the Radiative Transfer for TOVS (RTTOV) with the atmospheric state from the global model of KMA (Korea Meteorological Administration). We investigated data characteristics and analyzed observation minus background statistics of each channel with respect to regional and seasonal variability. Overall results for the analysis period showed that the water vapor channels (6.2, 6.9, and $7.3{\mu}m$) had a positive mean bias where as the window channels(10.4, 11.2, and $12.4{\mu}m$) had a negative mean bias. The magnitude of biases and Uncertainty result varied with the regional and the seasonal conditions, thus these should be taken into account when using CSR data. This study is helpful for the pre-processing of Himawari-8/Advanced Himawari Imager (AHI) CSR data assimilation. Furthermore, this study also can contribute to preparing for the utilization of products from the Geo-Kompsat-2A (GK-2A), which will be launched in 2018 by the National Meteorological Satellite Center (NMSC) of KMA.

타이탄의 2-3 micron 영역 스펙트럼에 나타나는 대기 중 입자에 의한 흡수밴드와 고체 탄화수소화합물 흡수밴드 모델의 비교

  • Sim, Chae-Gyeong;Kim, Sang-Jun
    • The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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    • v.37 no.1
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    • pp.102-102
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    • 2012
  • 타이탄의 근적외선 영역 스펙트럼에서 나타나는 특유의 넓은 흡수밴드를 고체 탄화수소화합물과 질소화합물의 조합으로 설명하고자 한다. 이 흡수 밴드는 대기권의 하층부에 존재하는 연무(haze)에 의한 것으로, 3.3 - 3.4 micron 부근과 2.30 - 2.35 micron 부근에서 유사한 형태가 발견됐다. 두 파장대 모두 C-H 스트레칭 모드가 존재하는 영역이라는 공통점이 있으며, 그 형태가 넓은 흡수밴드로 나타나므로 대기 중에 고체상태의 탄화수소화합물이 존재하는 것으로 유추할 수 있으며, 관련 분자들의 실험값과 복사전달모델을 이용하여 이를 설명하고자 한다. 또한, 이 흡수밴드는 고도에 따라 그 형태와 세기가 달라지므로, 연무 입자들의 고도에 따른 수직분포 및 크기 등을 파악할 수 있다. 이 연구에서는 기존에 타이탄에서 발견된 $CH_4$, $C_2H_6$, $CH_3CN$의 고체 분광선과, 해당 영역에서 흡수선을 보이는 $C_5H_{12}$, $C_6H_{12}$, $C_6H_{14}$ 등의 고체 분광선을 이용한 모델을 Cassini 탐사선의 VIMS 관측자료로부터 유도한 파장 및 고도에 따른 광학적 깊이 변화량과 비교하여 보여주고자 한다.

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A study on the wsggm-based spectral modeling of radiation properties of water vapor (회체가스중합법에 의한 수증기의 파장별 복사물성치 모델에 관한 연구)

  • Kim, Uk-Jung;Song, Tae-Ho
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.20 no.10
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    • pp.3371-3380
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    • 1996
  • Low resolution spectral modeling of water vapor is carried out by applying the weighted-sum-of-gray-gases model (WSGGM) to a narrow band. For a given narrow band, focus is placed on proper modeling of gray gas absorption coefficients vs. temeprature relation used for any solution methods for the Radiative Transfer Equation(RTE). Comparison between the modeled emissivity and the "true" emissivity obtained from a high temperatue statistical narrow band parameters is made ofr the total spectrum as well as for a few typical narrow bands. Application of the model to nonuniform gas layers is also made. Low resolution spectral intensities at the boundary are obtained for uniform, parabolic and boundary layer type temeprature profiles using the obtained for uniform, parabolic and boundary layer type temperature profiles using the obtained WSGGM's with 9 gray gases. The results are compared with the narrow band spectral intensities as obtained by a narrow band model-based code with the Curtis-Godson approximation. Good agreement is found between them. Local heat source strength and total wall heat flux are also compared for the cases of Kim et al, which again gives promising agreement.

A Case Study on Field Campaign-Based Absolute Radiometric Calibration of the CAS500-1 Using Radiometric Tarp (Radiometric Tarp를 이용한 현장관측 기반의 차세대중형위성 1호 절대복사보정 사례 연구)

  • Woojin Jeon;Jong-Min Yeom;Jae-Heon Jung;Kyoung-Wook Jin;Kyung-Soo Han
    • Korean Journal of Remote Sensing
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    • v.39 no.6_1
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    • pp.1273-1281
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    • 2023
  • Absolute radiometric calibration is a crucial process in converting the electromagnetic signals obtained from satellite sensors into physical quantities. It is performed to enhance the accuracy of satellite data, facilitate comparison and integration with other satellite datasets, and address changes in sensor characteristics over time or due to environmental conditions. In this study, field campaigns were conducted to perform vicarious calibration for the multispectral channels of the CAS500-1. Two valid field observations were obtained under clear-sky conditions, and the top-of-atmosphere (TOA) radiance was simulated using the MODerate resolution atmospheric TRANsmission 6 (MODTRAN 6) radiative transfer model. While a linear relationship was observed between the simulated TOA radiance of tarps and CAS500-1 digital numbers(DN), challenges such as a wide field of view and saturation in CAS500-1 imagery suggest the need for future refinement of the calibration coefficients. Nevertheless, this study represents the first attempt at absolute radiometric calibration for CAS500-1. Despite the challenges, it provides valuable insights for future research aiming to determine reliable coefficients for enhanced accuracy in CAS500-1's absolute radiometric calibration.

Intercomparison of Shortwave Radiative Transfer Models for Aerosol-laden Atmospheres (에어러솔 대기에서 단파 영역에서의 복사전달모델들의 상호비교)

  • Yoo, Jung-Moon;Jeong, Myeong-Jae;Lee, Kyu-Tae;Kim, Jhoon;Rhee, Ju-Eun;Hur, Young-Min;Kim, Bo-Mi;Lee, Yun-Gon;Lee, Jae-Hwa;Yoon, Jong-Min;Lee, Won-Hak
    • Journal of the Korean earth science society
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    • v.29 no.2
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    • pp.128-139
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    • 2008
  • Intercomparison among the three radiative transfer models (RTMs) which have been used in the studies for COMS, was carried out on the condition of aerosol-laden atmospheres. Also the role of aerosols in the atmospheric radiation budget was analyzed. The results (hereafter referred to as H15) from Halthore et al.'s study (2005) were used as a benchmark to examine the models. Aerosol Radiative Forcing (ARF) values from the three RTMs, calculated under two conditions of Aerosol Optical Thickness (AOT=0.08, 0.24), were systematically underestimated in comparison to H15 in the following shortwave components; 1) direct and diffuse irradiance at the surface, 2) diffuse upward fluxes at the surface and the top of the atmosphere, and 3) atmospheric absorbance. The ARF values for the direct and diffuse fluxes at the surface was $-10{\sim}-40Wm^{-2}$. The diffuse upward values became larger with increasing both AOT and Solar Zenith Angle (SZA). Diffuse upward/downward fluxes at the surface were more sensitive to the SZA than to the atmospheric type. The diffuse downward values increased with increasing AOT and decreasing SZA. The larger AOT led to surface cooling by exceeding the reduction of direct irradiance over the enhancement of diffuse one at the surface. The extinction of direct solar irradiance was due mainly to water vapor in tropical atmospheres, and to both ozone and water vapor in subarctic atmospheres. The effect of water vapor in the tropics was $3{\sim}4$ times larger than that of the ozone. The absorbance values from the three RTMs agree with those from H15 within ${\pm}10%$.

복사열 교란에 대한 고체 추진제 응답 함수의 FM 방법에 의한 수치적 계산

  • 김성인;이창진
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1999.04a
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    • pp.22-22
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    • 1999
  • 교란에 대한 고체 추진제의 연소율의 반등에 대한 이해는 고성능 추진제를 설계하는데 매우 중요한 요소이다. 그 동안의 연구는 고체 추진제의 표면에서 발생하는 교란이 매우 작은 크기로 발생한다는 선형적인 가정을 사용하여 이론적인 응답 함수를 구하였다. 특히 실험실에서 행해지는 교란에 대한 추진제의 응답 함수를 구하기 위하여 이용한 비집촉식 교란 방법을 사용하였다. 이 경우 추진제 표면으로 전달되는 복사열 전달의 크기는 레이저에 의한 복사 일전달과 기체 영의 화염에 의한 열전달을 동시에 고려하여야 한다. 그러나 언급하였던 것처럼 대부분의 이론적 연구는 추진제 표면의 온도 구매가 단열인 것으로 가정하여 진행하였다. 이러한 가정을 기체 영역으로부터 추진제로 전달되는 열전달 량이 작은 점소화초기 등에서 타당한 가정이나, 기체 영역에서 연소가 활발하게 진행되는 경우에는 비합리적인 가정이다. 본 연구에서는. 추진제의 응축 영역에서 분포 화학 반응이 발생하여, 기체 영역에서 화학반응에 의한 연소가 진행되는 경우, 복사 열전달의 교란에 대한 추진제의 응답함수를 수치적으로 계산하였다. 이때 기체 영역에서 발생하는 연소 반응은 De Luca 등에 의하여 제안된 실험적 모델인 $\alpha$ $\beta$ ${\gamma}$ 화염 모델을 사용하였으며, 추진제 표면에서의 열전달 균형에 의한 경계 조건을 사용하였다. 그러나 외부로부터 입사되는 복사광 레이저와 기체 영역의 상호 간섭은 고려하지 않았다. 수치 계산에 의한 응답 함수의 특징은 단열 조건이 사용된 이론적 응답 함수에 비하여 낮은 값을 나타내었으며, 최대치를 보이는 주파수 영역도 이론 함수에 비하여 다른 값을 보여주고 있다.연구 분석 결과 기술적 문제점으로는 배기 가스온도가 낮은데 따른 출구 부분의 Bearing, Sealing이 문제가 될 수 있다고 판단되며 배기 가스 자체에 대기 공기중에 함유되어 있던 습기가 얼어붙는(Icing화) 문제가 발생하기 때문에 배기가스의 Icing을 방지하기 위하여 압축기 끝단에서 공기를 추출하여 배기부분에 송출할 필요성이 있는 것으로 판단되었다. 출구가스의 기체 유동속도가 매우 빠르므로 (100-l10m.sec) 이를 완화하기 위한 디퓨저의 설계가 요구된다고 판단된다. 또 연소기 후방에 물을 주입하는 경우 열교환기 및 기타 부분품에 발생할 수 있는 부식 및 열교환 효율 저하도 간과할 수 없는 문제로 파악되었다. 이러한 기술적 문제가 적절히 해결되는 경우 비활성 가스 제너레이터는 민수용으로는 대형 빌딩, 산림, 유조선 등의 화재에 매우 적절히 사용되어 질 수 있을 뿐 아니라 군사적으로도 군사작전 중 및 공군 기지의 화재 그리고 지하벙커에 설치되어 있는 고급 첨단 군사 장비 등의 화재 뿐 아니라 대간첩작전 등에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.가 작으며, 본 연소관에 충전된 RDX/AP계 추진제의 경우 추진제의 습기투과에 의한 추진제 물성 변화는 미미한 것으로 나타났다.의 향상으로, 음성개선에 효과적이라고 사료되었으며, 이 방법이 편측 성대마비 환자의 효과적인 음성개선의 치료방법의 하나로 응용될 수 있으리라 생각된다..7%), 혈액투석, 식도부분절제술 및 위루술·위회장문합술을 시행한 경우가 각 1례(2.9%)씩이었다. 13) 심각한 합병증은 9례(26.5%)에서 보였는데 그중 식도협착증이 6례(17.6%), 급성신부전증 1례(2.9%), 종격동기흉과 폐염이 병발한 경우와 폐염이 각 1례(2.9%)였다. 14

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Analysis for Combustion Characteristics of Hybrid Rocket Motor (하이브리드 로켓의 연소특성 해석)

  • 김후중;김용모;윤명원
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.6 no.1
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    • pp.21-29
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    • 2002
  • Hybrid propulsion systems provide many advantages in terms of stable operation and safety. However, classical hybrid rocket motors have lower fuel regression rate and combustion efficiency compared to solid propellant rocket motor. The recent research efforts are focused on the improvement of volume limitation and regression rate in the hybrid rocket engine. The present study has numerically investigated the combustion processes in the hybrid rocket engine. The turbulent combustion is represented by the eddy breakup model and Hiroyasu and Nagle and Strickland-Constable model are used for soot formation and soot oxidation. Radiative heat transfer is modeled by finite volume method. To reduce the uncertainties for convective heat transfer near solid fuel surface having strong blowing effect, the Low Reynolds number $\kappa-\varepsilon$ turbulent model is employed. Based on numerical results, the detailed discussion has been made for the turbulent combustion processes in the vortex hybrid rocket engine.

타이탄 대기의 주연증광에 haze의 성질변화가 미치는 영향

  • Sim, Chae-Gyeong;Kim, Sang-Jun
    • The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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    • v.36 no.1
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    • pp.43.1-43.1
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    • 2011
  • 근적외영역의 타이탄 측광영상에서 나타나는 주연감광(Limb Darkening) 및 주연증광(Limb Brightening) 현상의 원인을 설명하기 위해 구면기하(spherical geometry)에 의한 효과 외에 헤이즈(haze) 자체의 성질 변화량을 추정해 본다. 근적외영역의 강한 메탄 흡수 밴드 부근에서 타이탄의 대기를 관측하면 파장에 따라 표면 부근에서 성층권 사이의 정보를 얻을 수 있으며, 이를 복사전달모델과 비교해 대기 중에 존재하는 연무 입자의 성질을 유추할 수 있다. 관측자료는 2006년 2월 Gemini/North Observatory의 Near-Infrared Integral Field Spectrometer(NIFS)를 이용해 얻은 측 분광 자료를 사용하였다. NIFS의 공간분해능은 화소당 0.05"로, 타이탄의 적도부분을 약 17화소로 분해할 수 있으므로, 각 지역별로 분광선 모델을 만들어 관측자료와 비교하는 데에 용이하였다.

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Sensitivity Analysis of Surface Reflectance Retrieved from 6SV LUT for Each Channel of KOMPSAT-3/3A (KOMPSAT-3/3A 채널별 6SV 조견표의 지표반사도 민감도 분석)

  • Jung, Daeseong;Jin, Donghyun;Seong, Noh-Hun;Lee, Kyeong-Sang;Seo, Minji;Choi, Sungwon;Sim, Suyoung;Han, Kyung-Soo;Kim, Bo-Ram
    • Korean Journal of Remote Sensing
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    • v.36 no.5_1
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    • pp.785-791
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    • 2020
  • The radiance measured from satellite has noise due to atmospheric effect. Atmospheric correction is the process of calculating surface reflectance by removing atmospheric effect and surface reflectance is calculated by the Radiative Transfer Model (RTM)-based Look-Up Table (LUT). In general, studies using a LUT make LUT for each channel with the same atmospheric and geometric conditions. However, atmospheric effect of atmospheric factors do not react sensitively in the same channel. In this study, the LUT for each channel of Korea Multi-Purpose SATellite (KOMPSAT)-3/3A was made under the same atmospheric·geometric conditions. And, the accuracy of the LUT was verified by using the simulated Top of Atmosphere radiation and surface reflectance in the RTM. As a result, the relative error of the surface reflectance in the blue channel that sensitive to the aerosol optical depth was 81.14% at the maximum, and 42.67% in the NIR (Near Infrared) channel.