• Title/Summary/Keyword: 장파복사

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Estimation of Net Longwave Radiation in South Korea using Stefan Boltzmann Equation (대기복사식을 이용한 남한지역 순 장파복사량의 추정)

  • Kim, Hyun Woo;Hwang, Kyotaek;Choi, Minha
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 2011.02a
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    • pp.219-219
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    • 2011
  • 순 장파복사량은 지표면으로 입사되는 하강 장파복사량(Downward Longwave Radiation, $R_{ld}$)과 지표면에서 반사되는 상승 장파복사량(Upward Longwave Radiation, $R_{lu}$)의 차이로 정의되는데 이는 에너지 수지 및 농업기상 연구의 중요한 주제 중 하나로서 다루어져 온 순복사량의 중요한 요소이다. 일반적으로 $R_{lu}$의 경우 지표면 온도와 방사율(emissivity)를 이용하여 산출되므로 정확히 추정이 가능하나, $R_{ld}$의 경우 대기 최상층에서 관측되는 방사량과 지표면 근처의 방사량을 함께 고려해야 하므로 실측이 어렵다. $R_{ld}$는 야간 복사계(pyrgeometer)를 이용하여 직접적으로 측정할 수 있지만 관측기기 자체가 구비되어있는 관측소가 적어 매우 드물게 이용된다. 또한 단파 복사 에너지 측정 기기에 비해 비용이 많이들고 종종 관측값이 큰 오차를 가지고 있기 때문에 실무에 적용하기 힘든 단점이 있다. 따라서 기상 관측소에서 얻어지는 증기압과 온도 관측치를 물리식, 경험식 등에 적용하여 산정하게 된다. 현재는 $R_{ld}$의 추정은 관측된 방사량간의 관계를 나타내는 경험식을 기반으로 지표면 근처의 대기 온도와 습도를 이용하여 산출하는 방법이 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 증발산 산정 알고리즘 개발의 시발점으로써 $R_{ld}$를 먼저 구하고 $R_{lu}$를 구하였다. 신뢰성 높은 방법을 이용하여 $R_{ld}$를 구하게 되면 정확도 높은 $R_N$을 구하는 데 기여할 수 있으며, 궁극적으로 보다 정확한 증발산을 산정할 수 있게 된다. $R_{ld}$는 일반적으로 clear sky 조건 하에서의 복사 에너지 플럭스($R_{ldc}$)를 구한 후 구름의 양에 따라 보정한다. 하강 장파복사량의 경우 널리 사용되는 공식 중 하나인 Brutsaert의 공식을 사용하였다. 광릉, 해남에 위치한 플럭스 타워지점에서 실측된 기온과 실제 수증기압을 입력인자로 사용하여 지점별 $R_{ldc}$를 먼저 구하고 Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer(MODIS) 영상자료를 이용하여 검증한 뒤 최종적으로 남한지역을 대상으로 순 장파복사량 지도를 작성하였다. 이를 위해 MODIS 07 대기 프로파일 산출물(Atmospheric Profile Product)중 기온 및 이슬점온도를 추출하여 산정식의 입력자료로서 사용하였다. 상승 장파복사량의 경우 MODIS 11 지표면 온도 산출물(Land Surface Temperature product)를 이용하여 산정하였다. 이는 남한 지역의 증발산량 추정 및 에너지 수지 연구를 위한 중요한 기본 자료로서 유용하게 사용될 수 있으리라 사료된다.

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Determination of Thermal Radiation Emissivity and Absorptivity of Thermal Screens for Greenhouse (온실 스크린의 장파복사 방사율 및 흡수율 결정)

  • Rafiq, Adeel;Na, Wook Ho;Rasheed, Adnan;Kim, Hyeon Tae;Lee, Hyun Woo
    • Journal of Bio-Environment Control
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    • v.28 no.4
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    • pp.311-321
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    • 2019
  • Greenhouse farmers often use thermal screens to reduce greenhouse heating expenses during the winter, and for shade during hot, sunny days in the summer, as it is an inexpensive solution to temperature control relative to other available options. However, accurate measurements of their emitted and absorbed radiations are important for the selection of suitable screens that offer maximum performance. Material's ability to save energy is highly dependent on these properties. Limited studies have investigated the measurement of these properties under natural conditions, but they are only applicable to materials having partial porosities. In this work, we describe a new radiation balance method for determining emissive power and absorptive capacity, as well as reflectivity, transmissivity and emissivity of materials having complete and partial transparency by using pyrgeometer and net radiometer. In this study, four materials with zero porosity, were tested. The emissivity value of PE, LD-13, LD-15 and PH-20 was $0.439{\pm}0.020$, $0.460{\pm}0.010$, $0.454{\pm}0.004$, and $0.499{\pm}0.006$, respectively. All tested samples showed high emitted radiation as compared to absorbed radiation.

Assessment of Outgoing Longwave Radiation using COMS : Cheongmi and Sulma Catchments (천리안 위성을 사용한 방출장파복사량 검증 : 청미천, 설마천)

  • Baek, Jong Jin;Sur, Chanyang;Choi, Minha
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.46 no.5
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    • pp.465-476
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    • 2013
  • The outgoing longwave radiation (Rlu) for estimation of evapotranspiration is essential to understand energy balance of earth. However, the ground measurement based Rlu has a limitation that the observation can just stand for the exact site, not for an area. In this study, remote sensing technique is adopted to compensate the limitation of ground observation using the geostationary satellite. We calculated Rlu using Communication, Ocean and Meteorological Satellite (COMS). We validated Rlu from COMS with Cheongmicheon (CFK) and Sulmacheon (SMK) flux tower observations controlled by Hydrological Survey Center. The results showed that Rlu from COMS represented reasonable correlation with ground based measurement. Based on the results in this study, COMS will be able to be used for estimation of evapotranspiration.

Characteristics of Meteorological Elements and Long-wave Radiation in the Greater Daegu Area During Winter (동절기 대구지역의 기상요소와 장파복사 특성 분석)

  • Baek, Chang-Hyeon;Choi, Dong-Ho;Lee, Bu-Yong;Lee, In-Gyu
    • Journal of the Korean Solar Energy Society
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    • v.37 no.6
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    • pp.93-102
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    • 2017
  • Interpretation of relevance between long-wave radiation and meteorological elements is recognized as an essential element for understanding the underlying mechanism of urban thermal environment formation. In this study, we analyzed relation between three elements : long-wave radiation, temperature, and lower-middle class cloudiness. The correlation was analyzed through field observations. The results are as follows. (1) Temperatures and long-wave radiation increased from January to March. This phenomenon has been confirmed in urban and suburban areas. (2) Long-wave radiations showed a tendency to increase clearly with increasing cloudiness.

The Impact of Interaction between Cloud and Longwave Radiation In Asia Monsoon Circulation (구름-장파복사 상호작용이 아시아 몬순 순환에 미치는 영향)

  • Yu, Geun-Hyeok;Son, Byeong-Ju
    • 한국지구과학회:학술대회논문집
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    • 2003.09a
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    • pp.112-125
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    • 2003
  • 구름의 몬순의 활동에 있어서 직접적으로나 간접적으로 영향을 준다. 본 연구에서는 이러한 구름이 몬순의 활동에 어떠한 영향을 주는지를 알아보기 위해 ISCCP 구름자료와 GAME 재분석 자료를 입력자료로한 장파 복사 모델을 수행하였다. 모델 수행의 결과로 얻어진 대기 상부에서의 플럭스는 CERES 관측치와 비교하였으며, 구름에 의한 가열율은 몬순활동을 해석하기 위해 사용하였다. 구름이 몬순에 끼치는 영향을 파악하기 위해 맑은 대기의 가열율과 구름을 포함한 평균 대기의 가열율의 차이를 구하였으며, 이를 수평과 연직분포의 관점에서 해석하였다. 가열율의 지리적 분포는 수평적으로는 인도양에서 장파 복사 가열율의 최대가 나타났으며, 가열의 최저 (냉각)은 티벳고원에 나타났다. 이러한 공간적 분포는 구름이 남북방향으로 차등가열을 유발시키고 있음을 보여주고 있어 구름의 분포가 열적인 몬순순환을 강화시켜주고 있음을 시사하고 있다. 이러한 차등가열의 강화는 동서방향으로도 나타나 구름이 동서방향 순환에도 영향을 줄 수 있음을 보여준다. 구름에 의한 복사 가열의 연직구조는 운정에 의한 냉각과 운저에 의한 가열이 일어날 수 있음을 보여주고 있으며, 이로 인해 대기의 불안정성이 높아져 연직 운동을 향상시킬 수 있는 역할을 하고 있음이 밝혀졌다. 즉 몬순순환에 의해 생성된 구름은 구름 생성의 원인이 되었던 순환을 더욱 강화시키고 있음을 보이고 있다.

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Analysis of Long-wave Radiation Characteristics According to Atmospheric Conditions in Daegu Area During Summer (하절기 대구지역의 대기상태에 따른 장파복사 특징 분석)

  • Baek, Chang-Hyeon;Choi, Dong-Ho;Lee, Bu-Yong;Lee, In-Gyu
    • Journal of the Korean Solar Energy Society
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    • v.38 no.5
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    • pp.1-9
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    • 2018
  • The purpose of this study is to analyze the urban heat island ultimately by analyzing long-wave radiation which is the dominant factor of night minimum temperature formation. We observed during two months with four elements which is long and short wave radiation, temperature, relative humidity. And we analyzed the correlation between the four factors of long-wave radiation, temperature, cloud form, and cloud amount during the summer two months on the night time. Observations were carried out at two sites in Daegu and nearby. The results are as follows. (1) Long-wave radiation change per $1^{\circ}C$ in summer was larger than winter. (2) Long-wave radiation amount is affected by temperature change when the amount of cloud is small. (3) Low cloud was analyzed to have more influence on long-wave radiation than high cloud.

A Case Study on the Heat budget of the Marine Atmosphere Boundary Layer due to inflow of cloud on observation at Ulleungdo (울릉도에서 구름 유입시 관측한 해양대기경계층의 열수지에 관한 사례연구)

  • Kim, Hee-Jong;Yoon, Ill-Hee;Kwon, Byung-Hyuk
    • Journal of the Korean earth science society
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    • v.25 no.7
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    • pp.629-636
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    • 2004
  • In order to study developments of the marine atmosphere boundary layer in cloud incoming, important parameters like heat advection, surface layer heat flux, and radiation energy were estimated using the rawinsonde, AWS data, satellite images, and buoy data which was installed at the East Sea. We explained the variation and the development of mixed layer in terms of surface layer heat flux and long wave radiation under the cloudy sky. The heat flux was obtained by means of the bulk method. Conservation of heat was analysed by heat budget equation, which was consist of buoy data in the East sea, and sounding data at Ulleungdo and at Pohang. During the inflow of cloud, radiative cooling at the surface after was suppressed and long wave radiation from cloud played a role of warming. The surface layer temperature was also remained warm by influence of warm advection from south-easterly direction. The air temperature in night was increased, as a result, mixed layer was not destroyed and The nocturnal boundary layer was composed of the mixed layer and the residual layer.

울릉도에서 관측한 대기경계층 일변화에 관한 사례연구

  • 김희종;윤일희;권병혁
    • Proceedings of the Korean Environmental Sciences Society Conference
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    • 2003.05a
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    • pp.219-222
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    • 2003
  • 2002년 3월 28일과 29일에 동해 울릉도에서 존데를 이용하여 관측한 자료와 AWS 자료 등을 이용하여 얻은 이상의 결과를 요약하면 다음과 같다. 일반적인 경우와는 달리 주간에 형성된 혼합층이 일몰 후 야간까지 소멸하지 않았다. 그 이유는 구름으로부터 방출되는 장파복사로 인한 열속(heat flux)이 하층대기를 가열시켜 오히려 기온을 증가시키기 때문이다. 따라서 혼합층은 지면의 열속의 영향을 절대적으로 받는다. 또한 혼합층의 발달과 소멸에 있어서 구름의 영향을 무시할 수 없으며, 구름의 유무에 따라 대기경계층의 일변화는 많은 차이를 나타낸다. 구름 유무에 따른 지속적인 관측이 이루어진다면 더 자세한 영향을 알 수 있을 것이며, 더 나아가 해양대기경계층의 특성 연구에 도움을 줄 것으로 생각된다.

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Infrared Image Simulation for Estimating the Effectiveness of Camouflage Measures (표적은폐도구의 유용도 평가를 위한 적외선화상 모사)

  • Jung, Jinsoo;Kauh, S. Ken;Yoo, Hoseon
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.23 no.8
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    • pp.1010-1021
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    • 1999
  • Camouflage measures in military purpose utilize the apparent temperature difference between target and background, so it is essential to develop a thermal analysis program for apparent temperature predictions and to apply some camouflage measures to real military targets for camouflage purpose. In this study, a thermal analysis program including conduction, convection and radiation is developed and the validity of radiation heat transfer terms is examined. The results show that longwave radiation along with solar radiation should be included in order to predict the apparent temperature as well as the physical temperature precisely. Longwave emissivity variation as an effective camouflage measures is applied to a real M2 tank. From the simulation results, it is found that an effective surface treatment, such as painting of a less emissive material or camouflage clothing, may provide a temperature similarity or a spatial similarity, resulting in an effective camouflage.

Ensemble Forecasting of Summer Seasonal Streamflow Using Hydroclimatic Information (수문기상정보를 이용한 여름 유량의 Ensemble 예측)

  • Kwon, Hyun-Han;Moon, Young-Il
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2006.05a
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    • pp.1455-1459
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    • 2006
  • 우리나라 수자원 관리에서 여름 유량은 이수 및 치수 측면에서 매우 중요한 역할을 한다. 이러한 점에서 여름유량의 예측 가능성을 검토하는 것은 수자원 관리에 유연성을 주는 동시에 상대적으로 위험도를 저감시킬 수 있는 역할을 할 수 있다. 따라서 본 연구의 목적은 여름 계절 유량을 대상으로 기상인자와의 상관성 분석을 통해 유량 예측을 위한 수문기상정보(hydroclimatics)를 전 지구적으로 검토하고 최종적으로 불확실성을 고려할 수 있는 Ensemble예측을 실시하고자 한다. Ensemble예측은 설정 가능한 입력 자료를 통하여 다수의 출력자료를 얻는 방법론으로서 불확실성이 큰 기상 및 수문기상자료 분석에 주로 이용되고 있다. 본 연구에서는 해수면온도(sea surface temperature), 해수면기압(sea level pressure)과 방출장파복사에너지(outgoing longwave radiation)를 주요 기상인자로 고려하였으며 예측모형으로서는 Cross Ensemble(out of bagging)방법에 근거한 Support Vector Machine 모형을 이용하였다. 분석결과 주요 기상인자와 50%이상의 상관관계를 보이고 있으며 다소 합리적인 예측 결과를 제시하여 주고 있어 수자원관리를 위한 보조수단으로 이용이 가능할 것으로 사료된다.

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