The cloud amount, one of the basic parameter in atmospheric observation, have been observed by naked eyes of observers, which is affected by the subjective view. In order to ensure reliable and objective observation, a new algorithm to retrieve cloud amount was constructed using true color images composed of red, green and blue (RGB). The true color image is obtained by the Skyview, an all-sky imager taking pictures of sky, at the Science Building of Yonsei University, Seoul for a year in 2006. The principle of distinguishing clear sky from cloudy sky lies in the fact that the spectral characteristics of light scattering is different for air molecules and cloud. The result of Skyview's algorithm showed about 77% agreement between the observed cloud amount and the calculated, for the error range, the difference between calculated and observed cloudiness, within ${\pm}2$. Seasonally, the best accuracy of about 83% was obtained within ${\pm}2$ range in summer when the cloud amounts are higher, thus better signal-to-noise ratio. Furthermore, as the sky turbidity increased, the error also increased because of increased scattering which can explain the large error in spring. The algorithm still need to be improved in classifying sky condition more systematically with other complimentary instruments to discriminate thin cloud from haze to reduce errors in detecting clouds.
광각 카메라 시스템으로 획득한 전천 영상을 이용한 구름 관측은 21세기 초반부터 다양한 연구가 진행되었으나 목측을 완벽하게 대체할 자동 관측 시스템은 얻지 못하였다고 판단된다. 본 연구는 목측의 자동화를 목표로 제안한 알고리즘의 최종 단계인 구름 관측의 정량화를 검증하기 위하여 전천 영상과 보정 영상의 구름 분포를 비교 분석하였다. 그 이유는 구름은 종류에 따라 일정한 높이에 형성되고, 전천 영상은 망막의 영상처럼 렌즈의 중심부는 확대되고 가장자리는 축소되지만, 인간의 학습 능력과 공간 인지 능력 등이 구름 관측에 미치는 영향은 알려진 바가 없기 때문이다. 본 연구 결과는 전천 영상과 보정 영상의 구름 관측 오차가 평균은 1.23%였다. 따라서 10분위 또는 10단계로 관측되는 목측과 비교하면 보정에 의한 오차는 관측량의 1.23%로 목측의 허용 오차보다 매우 적을뿐만 아니라 인간의 실수를 포함하지 않으므로 정확히 정량화된 데이터의 수집이 가능함을 확인하였다. 또한 보정에 의한 운량의 변화가 미미하므로, 불필요한 보정 단계를 생략하고 보정 이전의 전천 영상에서 운량을 관측하여도 정확한 관측치를 얻을 수 있음을 확인하였다.
Wu Qian;Killeen Timothy L.;Solomon Stanley C.;McEwen Donald J.;Guo, Weiji
Ocean and Polar Research
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제24권3호
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pp.237-247
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2002
We report all sky camera and Fabry-Perot interferometer (FPI) observations of mesospheric gravity waves and a 12-hour wave at Resolute $(75^{\circ}N)$ and a joint observation of 10-hour wave with Eureka $(80^{\circ}N)$. All sky camera observations showed a low occurrence of mesosphere gravity waves during equinoxes, which is similar to the mid-latitude region. A slightly higher occurrence near solstice appears to indicate that gravity waves are not filtered out by the neutral wind in the winter. The FPI observation of a 12-hour wave showed amplitude variations from day to day. The phase of the wave is mostly stable and consistent with the GSWM prediction in the winter. The phase shifts with season as predicted by the GSWM. Four events of the 12-hour wave were found in spring with amplitudes larger than the GSW predictions. The FPls at Resolute and Eureka also observed a wave with period close to 10 hours. The 10-hour wave maybe the result of the non-linear interaction between the semi-diurnal tide and the quasi-two day wave. Further studies are under way. Overall, the combined Resolute and Eureka observation have revealed some new fractures about the mesospheric gravity wave, tidal wave, and other oscillations.
2001년 사자자리 유성우는 수십년 이래 최대 빈도로 많은 유성이 발생하여 전세계적으로 관측되며 많은 관심을 불러 일으켰다. 특히 유성우 극대기 시간이 동아시아의 11월 19일 새벽으로, 달의 위상과 보현산의 날씨가 관측하기에 최적인 조건을 보였다. 본 논문은 보현산 천문대에 고층대기 관측용으로 설치된 전천 카메라를 이용해서 유성우 극대기가 예측된 2001년 11월 19일 01:00∼05:40(KST)동안 관측한68장의 전천 화상을 분석하였다. 이 기간 동안 전천 화상에 모두 172개의 유성이 기록되었다. 이 관측 개수에 International Meteor Organization에 육안 관측으로 보고된 천정 시간율(Zenith Hourly Rate, ZHR), 3000과 등급 분포 지수, 2를 적용하면, 전천 화상에 나타난 유성의 한계 등급이 약 3등급으로 추정된다. 이 중 화상 밝기가 분명한 83개의 유성에 대해 근처 표준성의 자기와 비교하여 등급을 결정하였다. 이 때 유성 통과 시간의 계산에 필요한 유성의 각속도는 유성 진입의 기하학적 성질을 이용하여 유성과 사자자리 방사점과의 사이각을 변수로 하는 간단한 식으로 유도하였다. 이렇게 결정된 83개의 유성이 -1∼-6등급 사이에 분포하며, -3등급 근처에서 최대를 보인다. 그러나 이 등급 분포는 육안 관측과 비교하여 추정한 전천 카메라의 한계 등급보다 상당히 작은(밝은) 범위에 있다. 이런 차이는 순간적인 육안 관측과 노출시간이 긴 CCD 관측과의 특성 차이에 기인하는 것으로 판단된다. 이 특성 차이를 분석하기 위해 육안 관측과 합치하도록 유성 지속 시간을 조절 변수로 하여 등급을 재결정하였다. 재결정된 등급의 상대적 분포는 원리적으로 결정한 등급 분포와 유사하며, 약 0등급 근처에서 최대를 가진다. 이 상대 분포는 육안 관측에 민감한, 희미한(1∼6등급)유성들이 등급이 감소함에 따라 일률적으로 개수가 감소하는 것과는 상당히 다른 분포이다. 따라서 우리의 관측 결과는 2001년 사자자리 유성우의 극대 시간 전후 2시간에 적어도 0등급 이하의 밝은 유성이 상대적으로 많이 발생하였을 것으로 해석된다. 이런 밝은 유성의 빈도는 유성우 특성 연구에 중요한 의미를 가진다. 그러나 표준성만을 이용해 결정된 유성 등급은 유성의 지속 시간에 대한 불확실성과 전천 카메라 감응도의 비선형성에 의한 불확실성을 내포하고 있음을 지적해 둔다.
운량은 천체 관측을 지속하는 데에 중요한 요소 중 하나이다. 과거에는 관측자가 날씨를 직접 판단할 수밖에 없었으나, 원격 및 자동 관측 시스템의 개발로 관측자의 역할이 상대적으로 줄어들었다. 또한 구름의 다양한 형태와 빠른 이동 때문에 자동으로 운량을 판단하는 것은 쉽지 않다. 이 연구에서는 기계학습 기반의 파이썬 모듈인 "cloudynight"을 밀양아리랑우주천문대의 전천 영상에 적용하여 운량을 모니터링하는 프로그램을 개발하였다. 전천 영상을 하위 영역으로 나누어 각 39,996개 영역의 16개의 특징을 학습하여 기계학습 모델을 생성하였다. 검증 표본에서 얻은 F1 점수는 0.97로, 기계학습 모델이 우수한 성능을 가짐을 보여준다. 운량("Cloudiness")은 전체 하위 영역 개수 중 구름으로 식별 된 하위 영역 개수의 비율로 계산하며, 운량이 지난 30분 동안 0.6을 초과할 때 관측을 중단하도록 자동 관측 프로그램 규칙을 정하였다. 이 규칙을 따를 때, 기계학습 모델이 운량을 오판하여 관측에 영향을 미치는 경우는 거의 발생하지 않았다. 본 기계학습 모델을 통하여, 밀양아리랑우주천문대 0.7 m 망원경의 성공적인 자동 관측을 기대한다.
Kim, Yong-Ha;Lee, Chang-Sup;Chung, Jong-Kyun;Kim, Jeong-Han;Chun, Hye-Yeong
Journal of Astronomy and Space Sciences
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제27권3호
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pp.181-188
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2010
We have carried out all-sky imaging of OH Meinel, $O_2$ atmospheric and OI 557.7 nm airglow layers in the period from July of 2001 through September of 2005 at Mt. Bohyun, Korea ($36.2^{\circ}$ N, $128.9^{\circ}$ E, Alt = 1,124 m). We analyzed the images observed during a total of 153 clear moonless nights and found 97 events of band-type waves. The characteristics of the observed waves (wavelengths, periods, and phase speeds) are consistent with internal gravity waves. The wave occurrence shows an approximately semi-annual variation, with maxima near solstices and minima near equinoxes, which is consistent with other studies of airglow wave observations, but not with those of mesospheric radar/lidar observations. The observed waves tended to propagate westward during fall and winter, and eastward during spring and summer. Our ray tracing study of the observed waves shows that majority of the observed waves seemed to originate from mesospheric altitudes. The preferential directions and the apparent source altitudes can be explained if the observed waves are secondary waves generated from primary waves that have been selected by the filtering process and break up at the mesospheric altitudes.
Kim, Jae-Woo;Shin, Min-Su;Chang, Seo-Won;Ree, Chang Hee;Kim, Seung-Lee;Lee, Chung-Uk
천문학회보
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제44권1호
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pp.62.1-62.1
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2019
Current large observational projects perform both static and dynamic sky surveys. The Thirty-Minute Target of Opportunity (TMT) is the project focusing on the dynamic sky survey using Korea Microlensing Telescope Network (KMTNet) that is the best observing system to investigate the dynamic sky. TMT aims to perform and experiment on following components : 1) to select transient or variable sources having hour to day scale cadences for future science cases, 2) to optimize the observation strategy for these objects, 3) to provide automated photometric pipelines for the time series data, and 4) to test the data release environment for all astronomers. In the near future, it is expected that a huge number of events will be alerted through large area surveys such as LSST. Therefore, the TMT project will provide opportunities to prepare the future large survey era as well as to understand the nature of interesting astronomical events.
The auroral observation has been started at Jang Bogo Station (JBS), Antarctica by using a visible All-sky camera (v-ASC) in 2018 to routinely monitor the aurora in association with the simultaneous observations of the ionosphere, thermosphere and magnetosphere at the station. In this article, the auroral observations are introduced with the analysis procedure to recognize the aurora from the v-ASC image data and to compute the auroral occurrences and the initial results on their spatial and temporal distributions are presented. The auroral occurrences are mostly confined to the northern horizon in the evening sector and extend to the zenith from the northwest to cover almost the entire sky disk over JBS at around 08 MLT (magnetic local time; 03 LT) and then retract to the northeast in the morning sector. At near the magnetic local noon, the occurrences are horizontally distributed in the northern sky disk, which shows the auroral occurrences in the cusp region. The results of the auroral occurrences indicate that JBS is located most of the time in the polar cap near the poleward boundary of the auroral oval in the nightside and approaches closer to the oval in the morning sector. At around 08 MLT (03 LT), JBS is located within the auroral oval and then moves away from it, finally being located in the cusp region at the magnetic local noon, which indicates that the location of JBS turns out to be ideal to investigate the variabilities of the poleward boundary of the auroral oval from long-term observations of the auroral occurrences. The future plan for the ground auroral observations near JBS is presented.
The above study is based upon the Theory of Five Woon(Reasons) and Six Qi(Climates), namely Five dynamic Yin and Yang, the principle of five-six combination, the rules of ten periodically changing Woon and twelve periodically changing Qi, and its reference to the main chapters of the theory by several experts. After careful, comprehensive research and study, the followings are concluded. 1. The Theory of Five Woon and Six Qi controls all of the physical phenomena of the universe, yet it originates from Essence of the Sky that is replete and in constant motion within the abysmal expanse of the universe. So it is natural to claim that it is the Essence of the universe that is the source of the variety of phenomena in nature. 2. There is order of dynamics in the Essence and it is Yin Yang Five Movement and expressed by Five Woon and Six Qi. Therefore the Five Woon and Six Qi, which is the climatic changes of nature, is the basis and condition for all of the natural, physical occurrences including the organic phenomena of human beings. 3. Since the Sky embodied the number Five, and the Earth the number Six, Qi of the Sky itself is consequently Five Woon and Qi of the Earth itself is Six Qi. 4. In Sixty Repetition Intervals (Yuk Sip Kap Ja), the Sky took the number Six, designating the six times repetition of the ten Intervals of the Sky and the Earth chose the number Five, symbolizing five times recurrence of the twelve Intervals of the Earth. Though the number for the Sky is Five and the number for the Earth is Six, the two combine and interact in order for the Sky to exploit the number Six and for the Earth to use the number Five. This interplay implies the relationship of operation and principle of Yin in Yang and Yang in Yin. 5. There seems to be clear and intimate association between five dynamics, five bearings and five Qi' in nature and five organs, five stamina, and five emotions in physiological activities of human beings. Such an correlation apparently demonstrates the idea of climatic changes of the universe in balance among human beings, the Sky, and the Earth. 6. Because nature is of an endlessly dynamic organism itself, to have changes must mear there being movements. Thus the climatic changes in nature are the subsequent consummation of the interaction in mutual balance and unbalance of the rise and fall of the Five Woon and Six Qi. 7. The interpretation, by Chang Ji Chong of "Yin and Yang of the Sky are for birth and growth and Yin and Yang of the Earth for demise and interment" as an explanation that the first half is mainly for life and the second half for death, appears to be correct by his view that there is balance and harmony between the long and short and the strong and weak. 8. In addition to Three Yang and Three Yin, as attributes of the Intervals of the Sky and the twelve Intervals of the Earth, Five Woon and Six Qi are utilized in the annual observation of the perpetual changes of climates.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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