• 우주기술과 응용
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• 제1권1호
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• pp.76-84
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• 2021

일반적으로 위성의 태양전지판은 태양을 지향하도록 제작되기 때문에 지구 알베도에 의한 생산전력은 거의 없고, 이에 전력 분석에서도 보통 무시된다. 그러나 큐브위성은 태양전지판이 전개되지 않는 형태로 몸체에 고정되어 부착되는 경우가 많다. 이 경우, 태양전지판은 직육면체의 6면에 붙어 각각 다른 방향으로 향하기 때문에 지구 알베도에 의한 전력 생산은 무시할 수 없는 양이 될 수 있다. 본 논문에서는 지구 알베도에 의한 위성의 생산 전력을 계산하였다. 알베도 에너지를 계산하기 위해 극좌표계를 기반으로 지구표면을 격자로 나누었고, 이 격자에서의 반사에 의해 태양전지 셀에서 생산되는 전력에너지를 모델링하였다. 고도 500 km, 태양동기궤도에서 비행하는 1 U 크기의 큐브위성을 시뮬레이션하였고, 지구 알베도에 의해 생산되는 전력량을 계산하였다.

• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.198.1-198.1
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• 2012

저궤도 위성이 발사체에서 분리된 후 탑재 소프트웨어에 의한 초기 동작이 수행되고 나면 초기 운용이 시작된다. 초기 운용 기간에 수행할 모든 절차와 대처 가능한 긴급 상황이 발생할 경우 수행할 절차는 발사 전에 미리 준비된다. 위성의 각 부분의 설계 마진은 최악 조건을 기준으로 반영되어 있기 때문에 발사 이후의 버스 시스템 관점에서의 위성 특성은 요구 사항을 만족하는 범위가 될 것으로 예상이 가능하다. 실제로 발사 후 위성 텔레메트리 분석을 통해 대부분의 항목에서 요구 조건을 만족하는 것으로 확인되었다. 또한 텔레메트리 분석을 통해 설계 단계에서 예상했던 것 보다 정확한 궤도 특성이 반영된 위성 특성을 파악하였다. 이러한 특성은 설계 시 고려했던 상황과 다르더라도 실제 궤도 특성이 반영된 특성이므로 초기 운용 및 정상 운용 시에 정상적인 상황인 것으로 고려해야 한다. 첫째, 지구 알베도 특성에 따라 태양센서 값이 궤도에 따라 변화한다. 위성의 자세가 정확히 태양을 지향하고 있더라도 태양센서에 지구에서 반사된 빛이 입사되어 자세 제어에 영향을 주게 된다. 알베도의 영향은 적도에서 극지방으로 갈수록 커지며, 계절에 따라 다른 특성을 보인다. 알베도의 영향을 최소화하기 위해 자세 제어 모델에 알베도 효과를 고려하거나 알베도 효과를 무시할 수 있을 정도로 자세 제어 오차 한계를 조정할 수 있다. 둘째, 위성의 지구 회피 회전에 의해 태양 전지판의 온도가 궤도에 따라 변화한다. 위성체는 위성체에 장착된 두 개의 별센서의 가시성 확보를 위해 태양 지향 자세에서 요축으로 일정 속도로 회전한다. 남극 부근에서는 두 태양 센서가 모두 지구의 반대편인 남쪽을 지향하도록 하며, 북극 부근에서는 북쪽을 지향하도록 한다. 이 때 두 태양 센서의 방향에 장착된 태양 전지판은 극지방에서 지구 반대편에 위치하므로 다른 태양 전지판에 비해 낮은 온도를 갖게 된다. 이 논문에서는 위성의 궤도 특성에 따른 고려 사항에 대해 설명하였다.

• 한국제4기학회지
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• 제24권2호
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• pp.1-11
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• 2010

지표 특성 차이에 따라 외부강제력에 대한 차별적인 반응을 보이는 지표 평형온도 분포를 실험하기 위해 에너지 균형 모형(Energy Balance Model, EBM)이 사용되었다. EBM은 입사되는 복사에너지가 각 위도별로 수송되는 에너지와 방출되는 복사에너지의 합과 균형을 이루었을 때의 온도를 산출한다. 지구의 에너지 원천인 태양복사에너지를 전지구 에너지 균형에 있어 중요하게 취급하기 위하여 위도별 알베도 변화뿐만 아니라 해륙의 분포 차이에 따른 에너지 균형을 고려한 지구 평형온도 분포에 관한 실험이 수행되었으며, 입사되는 태양복사에너지량을 강제력으로 하여 위도별 알베도의 선형적인 증감, 극지역 알베도의 5%, 10%, 15% 증감에 대한 반응, 극과 중위도 지역에서의 상반된 증감에 대한 반응을 실험하였다. 그리고 얼음-알베도 피드백의 유무에 대한 실험도 수행되었다. 극지역의 알베도를 증가시키면 입사되는 태양에너지를 차단시켜 위도별 열수송을 감소시키는데 이는 극지역을 저에너지 상태로 유지시킴으로써 저위도에서부터의 에너지 수송을 강화시킨다. 이러한 수송량의 차이로 인해 중위도 지역의 온도 변화는 극지역에 비해 크게 나타난다. 육지는 해양에 비해 열용량이 작기 때문에 평형온도에 도달하는 시간이 짧으며 알베도에 따른 온도변화에 민감하여 해양과의 온도차이를 유발시킨다. 따라서 평형온도는 지표가 가지는 특성인 알베도와 열용량의 차이에 따라 다르게 나타나며 알베도가 증가함에 따라 감소하고 열용량이 작을수록 변화율이 큰 특징이 있다. 얼음-알베도 피드백은 알베도의 선형적인 증가에 따른 지구 평형온도의 감소를 가속화시키지만 국지적으로는 비선형적인 감소를 보인다.

• 한국GIS학회:학술대회논문집
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• 한국GIS학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.384-386
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• 2010

본 연구의 목적은 도시고온화와 도시열섬 현황을 파악하는데 있어 중요한 역할을 하는 도시 지역의 알베도와 지표면의 토지이용 자료를 이용하여 한반도 행정구역의 알베도 분포를 비교 평가하고자 하는 것이다. 도시 지역의 알베도와 토지이용을 현장조사 할 경우 많은 시간과 비용이 소요되기 때문에, 시간적 경제적인 비용절감효과를 위해 전 지구적으로 변화를 감지할 수 있도록 NASA에서 제공하는 MODIS 위성영상 자료를 사용하여 분석하였으며, 그 결과 서울, 부산, 대구 등 주요 도시를 중심으로 대체적인 알에도 값이 낮게 나타났다. 이는 도시 지역의 인공 환경의 영향으로 인하여 주요 도시 지역이 주변 지역보다 알베도 수치가 낮게 나타났음을 알 수 있고 이러한 알베도 수치는 도시 열환경에 직접적인 영향을 주고 있으며 따라서 도시고온화와 도시열섬 현상을 감소시키기 위하여 도시 내 빌딩 및 도로의 재질개선, 지붕 및 도로 포장, 건물의 외벽을 밝은 색으로 교체 등의 방법으로 지표면 알베도를 높이기 위한 방안 마련이 시급 할 것이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제37권6_1호
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• pp.1767-1772
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• 2021

장기간에 걸친 전 지구적인 위성관측 지표면 알베도 자료는 전 지구 기후 및 환경의 변화 감시에 활발히 이용되고 있으며 그 활용도와 중요성이 크다. 우리나라의 경우 정지궤도위성 천리안위성 1호(Communication, Ocean and Meteorological Satellite, COMS) MI(Meteorological Imager) 센서와 천리안위성 2A호(GEO-KOMPSAT-2A, GK-2A) AMI (Advanced Meteorological Imager) 센서의 세대교체를 통해 지속적인 지표면 알베도 산출물의 확보가 가능하다. 그러나 COMS/MI 및 GK-2A/AMI의 지표면 알베도 산출물은 센서 및 알고리즘의 차이로 인해 산출물 간의 차이가 존재한다. 따라서 COMS/MI와 GK-2A/AMI 지표면 알베도 산출 기간을 확장하고 지속적인 기후변화 감시 연계성 확보를 위해 두 위성 산출물 간의 오차 분석이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 COMS/MI 및 GK-2A/AMI 지표면 알베도 자료의 중복기간을 대상으로 지상관측자료 AERONET (Aerosol Robotic Network)와 타 위성자료 GLASS (Global Land Surface Satellite)와 함께 비교 분석하였다. 오차 분석 결과 AERONET과의 검증에서 COMS/MI의 평균 제곱근 오차(Root Mean Square Error, RMSE)가 0.043로 GK-2A/AMI의 RMSE인 0.015보다 높게 나타났다. 또한 GLASS와 비교하였을 때 COMS/MI의 RMSE는 0.029로 GK-2A/AMI의 0.038보다 낮게 나타났다. 이러한 오차특성을 이해하고 COMS/MI 및 GK-2A/AMI의 지표면 알베도 자료를 사용할 때 장기간 기후변화 감시에 적극적으로 활용할 수 있을 것이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제28권5호
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• pp.501-508
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• 2012

알베도는 지구 복사균형을 이루는 요소 중에서 지표의 에너지 균형에 직접적으로 영향을 주는 인자로 알려져 있다. 이러한 알베도 변화는 토양 수분량, 식생, 태양광의 입사 각도, 적설 등의 변화를 포함하여 지구 복사균형과 그것이 기후와 식생 변화에 미치는 영향력을 이해할 수 있는 결정적인 변수로 작용한다. 따라서 알베도 변화 모니터링은 기후 변화 예측에서 필요한 과정 중 하나이다. 본 연구에서는 동북아시아의 알베도 변화를 관측하기 위하여 2001년부터 2011년의 MODIS Albedo 16-Day 자료를 이용하였다. 연간 알베도 변화에서 식생이 활발한 토지피복의 알베도 값이 NIR 밴드에서 높은 알베도 값을 VIS 밴드에서 낮은 알베도 값을 가짐을 확인하였고, 2002년을 기준으로 고비사막 부근과 만주지역의 알베도 값이 변화를 보여 식생 변화 지역으로 사료되어 세부 연구영역으로 선정하였다. 또한 최솟값의 변화로 두 지역 모두 2010년 이후 식생이 악화됨을 감지할 수 있었다.

• 천문학회보
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• 제37권1호
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• pp.99.1-99.1
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• 2012

Hapke의 양방향 분포 함수를 균일하게 입힌 실 크기 3차원 달표면 BRDF 모델을 이용한 달의 조도 수치모사 와 Big Bear Solar Observatory(BBSO)의 달빛 조도 관측 결과를 비교하였다. 1999년 9월 5일 UT9:30에서 UT12:30까지 지구상의 $34^{\circ}$ 15'30.04"N $116^{\circ}$ 55'16.49"W 위치에서 계산된 달의 조도가 관측된 조도와 1% 이내의 차이를 보이는 것을 확인하였다. 이후 검증된 달의 BRDF 모델과 램버시안 산란 지구 모델을 이용해 시간별 전 지구 알베도 추이를 광선 추적 수치 모사한 결과와 실제 BBSO에서의 측정결과 간 1% 이내의 차이를 보이는 것을 확인하여, .BRDF 모델과 광선추적 수치모사 기법의 타당성을 검증하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제39권1호
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• pp.89-102
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• 2018

차세대도시농림융합기상사업단의 에너지수지타워 관측자료를 이용하여 수도권 기상과 복사특성에 대하여 분석하였다. 서울 수도권에 위치한 총 14개 에너지수지타워의 기온, 풍속, 상대습도, 지표면 온도, 강수량, 단파 및 장파 복사량과 복사관측자료를 이용하여 산출한 알베도와 방출률을 분석하였다. 월별 자료에 따르면, 도시에 위치한 중랑지점에서 알베도는 낮고 방출률은 높은 특성을 나타냈고 교외지역인 부천지점에서는 반대의 특성이 나타났다. 자연적인 지표상태에서는 태양복사에너지를 효과적으로 반사하여 대부분 중랑지점보다 알베도가 높게 나타났다. 연 평균 기온이 비교적 높게 나타난 지점들은 서울 도심에 위치하고 있었으며, 알베도가 대체적으로 낮게 분포되었다. 가좌지점과 뚝섬지점은 관측 기온이 높았지만, 관측소 주변 유리벽 건물 및 한강으로 둘러싸인 환경으로 알베도가 비교적 높게 나타났다. 교외지역에 위치하고, 기온이 낮았던 지점들은 대체로 낮은 방출률을 나타냈다. 그 중 부천지점에서는 다소 높은 방출률이 나타났는데, 이는 관측지점 주변이 논과 밭으로 구성되어 있어 교외지역의 관측지점보다 지표면 온도가 상대적으로 낮게 관측되었기 때문이다. 결과적으로 도심지일수록 알베도는 감소하고, 방출률은 증가하는 경향을 확인할 수 있다. 또한, 서울 지역의 순 복사량이 $100Wm^{-2}$ 이하로 나타나 에너지가 대기 중에 흡수된 것으로 볼 수 있다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2000년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.185-186
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• 2000

대기 중에 있는 에어로졸의 농도가 증가하면 직접·간접적으로 지구 복사 평형에 영향을 주어 기후 변화를 유도하게 된다 직접적 효과로는 에어로졸이 지구에 들어오는 태양빛을 산란 및 흡수에 의해 차단하여 지표에 도달하는 태양에너지를 감소시키게 된다. 간접적 효과로는 증가된 에어로졸의 일부가 구름 응결핵으로 작용하여 구름입자의 농도를 증가시키면 구름의 알베도 값이 증가되고 또한 구름의 수명에도 영향을 주어 구름의 량을 증가시키게 되고, 또한 구름의 수명에도 영향을 주어 구름의 량을 증가시키게 되고, 따라서 지구복사 뿐 아니라 물의 순환에도 영향을 미치게 된다. (중략)

• 한국지구과학회지
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• 제36권6호
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• pp.501-511
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• 2015

본 연구에서는 북극과 남극에서 기온과 수온이 영하임에도 불구하고 얼음이 없는 광범위한 지역(인공증빙가능역)이 존재하는 것에 주목하여, 이 지역에 인공적으로 해빙을 생성하여 지구 표면의 알베도를 높이는 방식으로 지구온난화를 완화하는 방법을 제안하였다. 대략 $4.09{\times}10^6km^2$의 해빙면적이 추가되면 지구온난화 효과로 가정되는 약 $0.85Wm^{-2}$ 에너지가 상쇄된다고 계산되었다. 또한, 인공적으로 해빙을 생성하기 위한 세 가지 빙판 생성 방법(배로 물 뿌리기, 빙판생성장치 운용, 수면에 GCF부유물질 띄우기)을 제안하였다. 간단한 에너지평형모형 실험에 따르면, 3개월 (9, 10, 11월) 동안 인공증빙가능역에 해빙을 최대로 생성할 경우, 다음해에 대략 $0.11^{\circ}C$의 지구표면온도 하강이 기대되었다. 반면에 모든 계절을 통해 생성할 경우, 오히려 지구 냉각화를 초래할 위험성도 발견되었다.