• 한국지리정보학회지
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• 제16권1호
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• pp.59-66
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• 2013

태풍이 해양을 이동할 때 해양환경은 물리 생물학적으로 한반도 주변해역에 영향을 미친다. 태풍이동의 결과로써 해양의 수직적 혼합과 용승작용은 해양 표층수 냉각을 유도하고 태풍의 경로에 따라 식물플랑크톤의 증가를 초래하며, 태풍 전과 후의 해양환경은 해양표층의 생물학적 변화에 중요한 역할을 했다. 비록 태풍 이동의 원인으로 해양 표층수의 냉각이 확대되지만, 엽록소, K490, SST와 같은 다른 물리-생물리적 반응은 서로 다른 경향을 나타낸다. 본 연구의 목적은 한반도 주변해역에 영향을 미치는 태풍 이동경로와 해색센서에 의해 관측된 해양환경변수를 비교하는데 있다. 부유물질, 흡광계수(K490), 엽록소와 같은 해양환경변수는 2002년부터 2005년 MODIS 자료가 적용되었다. 태풍이동 후 동해에서는 평균 엽록소 농도가 1-4배 증가하였고, 태풍 이동경로를 따라 태풍 이후 MODIS 엽록소의 평균 농도가 증가하였다. 그러나 제주도 해역은 동해역과 반대의 경향을 나타내었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제24권2호
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• pp.282-297
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• 2019

인공위성 자료를 활용한 중규모 소용돌이 탐지에는 해수면온도, 식물플랑크톤 클로로필-a 색소 농도, 해수면고도 등 다양한 해양 변수를 활용할 수 있다. 각 위성 해양 자료는 시 공간 해상도, 관측 방식 및 자료 처리 과정이 상이하기 때문에, 동일한 소용돌이에 대해서도 다른 탐지 결과를 유도할 수 있어, 인공위성 자료를 활용한 소용돌이 탐지에 대한 기초 연구가 필요하다. 본 연구에서는 해색 위성 자료, 위성 고도계 해수면고도 자료, 적외선 해수면온도 자료를 활용하여 동해 중규모 소용돌이를 탐지하고 그 결과를 상호 비교하였다. 연속된 해색 위성 클로로필-a 농도 영상으로부터 최대 상호 상관 계수를 통하여 산출한 표층 해류장과, 위성 고도계의 해수면고도 영상 자료로부터 산출한 지형류를 활용하여 동해 중규모 소용돌이를 탐지하였다. 소용돌이 탐지 결과를 상호 비교하기 위하여 1) 해색 영상과 고도계 영상이 동시에 소용돌이를 탐지한 경우, 2) 해색 영상과 해수면온도 영상에는 존재하나 고도계 자료는 탐지하지 못한 경우, 3) 해색 영상과 해수면온도 영상에는 소용돌이가 존재하지 않으나 고도계 자료에서는 존재하는 경우 등 세 가지 사례를 선택하였다. 이와 같은 세 가지 사례를 통하여 동해 중규모 소용돌이 탐지 시 인공위성 고도계 자료의 문제점 제기와 더불어, 해색 위성 자료와 적외선 해수면온도 자료의 한계점을 제시하였다. 또한 해양 현상과 인공위성 관측 원리에 대한 깊이 있는 이해를 기반으로 소용돌이 탐지 및 관련 연구가 진행되어야 함을 강조하였다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2002년도 Proceedings of International Symposium on Remote Sensing
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• pp.638-643
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• 2002

MODIS (MODerate-resolution Imaging Spectroradiometer) onboard the first Earth Observing System (EOS) satellite, Terra, was launched successfully at the end of 1999. The direct broadcast MODIS data has been received and utilized in Korea Meteorological Administration (KMA) since february 2001. This study introduces utilizations of this data, especially for the derivation of sea surface temperature (SST). To produce the MODIS SST operationally, we used a simple cloud mask algorithm and MCSST algorithm. By using a simple cloud mask algorithm and by assumption of NOAA daily SST as a true SST, a new set of MCSST coefficients was derived. And we tried to analyze the current NASA's PFSST and new MCSST algorithms by using the collocated buoy observation data. Although the number of collocated data was limited, both algorithms are highly correlated with the buoy SST, but somewhat bigger bias and RMS difference than we expected. And PFSST uniformly underestimated the SST. Through more analyzing the archived and future-received data, we plan to derive better MCSST coefficients and apply to MODIS data of Aqua that is the second EOS satellite. To use the MODIS standard cloud mask algorithm to get better SST coefficients is going to be prepared.

• 대한원격탐사학회지
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• 제25권1호
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• pp.1-10
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• 2009

각종 위성자료와 현장 관측자료를 이용하여 2004년 겨울철 황해 연안해역 이상수온 상승 현상과 외해의 해양 변동과의 연관성에 대하여 연구하였다. 위성자료에 의하면, 2003년 황해의 평균 해수면온도는 $10^{\circ}C$ 정도였고, 2004년의 평균 해수면온도는 $13^{\circ}C$ 정도로 약 $3^{\circ}C$ 정도 높았다. 현장관측 자료에서는 2003년 황해의 평균 표층수온은 $9.85^{\circ}C$ 정도였고, 2004년의 평균 표층수온은 $12.17^{\circ}C$ 정도로 위성자료와 마찬가지로 약 $3^{\circ}C$ 정도 높았다. T-S diagram 분석에 의하면, 2003년은 황해 수괴와 동중국해 수괴를 아주 명확하게 구분되었지만, 2004년에는 양 수괴의 구분이 명확하지 않았다. 2003년의 평균 기온과 풍속은 각각 $5.23^{\circ}C$, 4.81 m/s 이고, 9004년의 평균 기온과 풍속은 각각 $5.61^{\circ}C$, 4.52 m/s 로 유사하였다. 그러나 2003년에는 북서풍이 우세하였으나, 2004년에는 다양한 북풍 계열의 바람이 불어서 풍향이 달랐다. 2004년 겨울철 황해 연안해역의 이상수온 상승은 대기의 영향보다 외해 해양 변동과 깊은 연관성이 있는 것으로 판단되었고, 이에 대해서는 추후 연구가 이루어질 것이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제25권1호
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• pp.45-59
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• 2009

본 연구에서는 NOAA AVHRR 밝기온도 자료로부터 해수면 온도(SST) 산출에 황사 에어로솔은 미치는 영향을 복사전달 모델을 사용하여 분석하고, SST 복원 알고리즘을 개선하였다. 봄철의 황사에 의한 AVHRR 밝기온도 변화를 모의하기 위한 복사전달 모델의 입력 자료로서 지상 태양광 관측 자료로부터 분석한 황사 에어로솔 광학적 특성 (에어로솔 광학적 두께 및 크기분포)과 라디오 존데 연직분포 자료(기압, 기온, 및 습도)를 이용하였다. 황사 에어로솔은 적외선 복사대에서 흡수에 비해 산란이 매우 큼을 보였으며, 이러한 특징은 지표면에서 방출되는 상향복사량을 산란시켜 대기상부에서 관측되는 밝기 온도를 감소시키는 경향과 관련이 있다. 광학적 두께가 1인 황사의 경우 직하점에서 약 2 K, 위성 천정각이 $50^{\circ}$인 경우에는 약 4 K의 감쇄를 유발하였다. 황사 존재시 AVHRR 적의채널 11, $12{\mu}m$의 밝기온도 차 역시 감소하는 경향을 보이고 있지만 그 값은 미미하였다. 기존 SST 복원 알고리즘은 황사발생시 SST를 실제 값보다도 낮게 산출함을 보였으며, 이를 보정하기 위해 에어로솔 광학적 두께, $11{\mu}m$에서의 밝기온도, 그리고 위성 천정각을 추가하여 알고리즘을 개선하였다. 개선된 SST 복원 알고리즘은 황사의 두께가 1인 경우 2.7 K정도의 오차를 개선하였다.

• Fisheries and Aquatic Sciences
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• 제10권2호
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• pp.86-92
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• 2007

Adult Dungeness crabs are restricted primarily in the lower part of Glacier Bay, Alaska, but the interaction of larval dispersion and adult distribution is unknown. To understand the larval occurrence in the upper part of Glacier Bay, Dungeness crab larvae, sea surface temperature (SST), and sea surface salinity (SSS) were collected at 16 near-shore and 12 mid-channel stations in Glacier Bay, southeastern Alaska during six sampling periods from March through August 2000. Each station was visited from one to five times during the entire sampling period. Geographic Information System (GIS) was used to contour SST and SSS distribution in Glacier Bay. Seven to 27 stations were visited during each sampling period. Most larvae (85% were zoeae I) occurred during May 31 to June 14, 2000. Larval density varied from none to $51.4\;100\;m^{-3}$ between stations. A few later stage larvae occurred during later sampling periods. Overall, no relationship between larval densities, and SSS, and SST existed. Larvae occurring in the upper bay were probably transported by tidal currents from the lower bay; adult Dungeness crabs in Glacier Bay have a relatively high density near the mouth of the bay but decrease sharply around 40km north of the mouth. The lack of adult crabs in the upper 60km of the bay may be related to lower salinity, resulting in sharp haloclines, or colder temperatures which are not conducive to survival or growth of either larvae or adults.

• ALGAE
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• 제37권4호
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• pp.265-279
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• 2022

The primary production (PP) by phytoplankton in marine ecosystems is essential for carbon cycling and fueling food webs. Hence, estimating the PP in the territorial sea of each country is a necessary step to achieving carbon neutrality. To estimate the PP in the territorial sea of the Republic of Korea from 2005 to 2021, we analyzed various physiochemical parameters, such as sea surface temperature (SST), Secchi depth, and concentrations of chlorophyll-a and nutrients in the seas of five regions, including the East Sea, West Sea, western South Sea, eastern South Sea, and the waters off Jeju Island. During the 17-year study period, the SST tended to increase, while the nutrient concentrations declined, except in the Jeju area. Overall, the PP did not show a specific temporal trend, but daily PP in the western South Sea was the highest among the five regions. Moreover, the maximum PP in the Korean territorial waters (76,450 km²) was estimated at 11,227 Gg C y^-1, which accounts for 0.03% of the global PP. The results may give insights into a better understanding of the PP, further resource utilization, and environmental sustainability in the studied region.

• 한국지리정보학회지
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• 제17권4호
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• pp.52-68
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• 2014

지난 10년(2000-2010)간 촬영된 Landsat-7 ETM+ 영상을 이용하여 동해남부에 위치한 고리원자력발전소 주변해역의 해표면 온도와 온배수의 계절 변동을 조사하였다. 그리고 조류와 조석 자료를 분석하여 온배수의 확산범위를 살펴보았다. 먼저 Landsat-7 ETM+ DN값과 NOAA AVHRR 해표면 수온을 이용한 1차 선형회귀분석을 통해 산출된 해표면 수온을 관측 수온과 비교 검증하였다. 그 결과 결정계수는 약 0.97 이상으로 높게 나타났으며, 평균제곱근 오차는 약 $1.05{\sim}1.24^{\circ}C$로 나타났다. 선형회귀분석식을 통해 산출된 Landsat-7 영상의 해표면 수온은 겨울철 $12{\sim}13^{\circ}C$, 봄철에는 $13{\sim}19^{\circ}C$, 여름과 가을철에는 $24{\sim}29^{\circ}C$, $16{\sim}24^{\circ}C$의 분포를 나타내었다. 방류 초기 온배수와 주변 해역과의 해표면 온도 차는 여름철을 제외하고는 $6{\sim}8^{\circ}C$의 차이를 보였으며, 여름철 8월에는 최대 $2^{\circ}C$정도 차이를 나타내었다. 온배수의 확산범위는 해표면 수온 $1^{\circ}C$ 이상의 상승 범위는 동서로 최대 7.56km, 남북으로는 8.43km로 나타났다. 확산면적은 최대 $11.65km^2$로 나타났다. 본 연구의 결과는 원자력 발전소 주변지역의 해양환경 모니터링을 위한 기초 자료로 활용할 수 있을 것이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권5_2호
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• pp.707-723
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• 2022

위성기반 해수면온도는 광역 모니터링이 가능한 장점이 있지만, 다양한 환경적 그리고 기계적 이유로 인한 시공간적 자료공백이 발생한다. 자료공백으로 인한 활용성의 한계가 있으므로, 공백이 없는 자료 생산이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 한반도 주변 해역에 대해 극궤도와 정지궤도 위성에서 생산되는 해수면온도 자료를 두 단계의 기계학습을 통해 융합하여 4 km의 공간해상도를 가지는 일별 해수면온도 합성장을 만들었다. 첫번째 복원 단계에서는 Data INterpolate Convolutional AutoEncoder (DINCAE) 모델을 이용하여 다종 위성기반 해수면온도 자료를 합성하여 복원하였고, 두번째 보정 단계에서는 복원된 해수면온도 자료를 현장관측자료에 맞춰 Light Gradient Boosting Machine (LGBM) 모델로 학습시켜 최종적인 일별 해수면온도 합성장을 만들었다. 개발된 모델의 검증을 위해 복원 단계에서 무작위 50일의 자료 중 일부분을 제거하여 복원한 뒤 제거된 영역에 대해 검증하였으며, 보정 단계에서는 Leave One Year Out Cross Validation (LOYOCV) 기법을 이용하여 현장자료와의 정확도를 검증하였다. DINCAE 모델의 해수면온도 복원 결과는 상당히 높은 정확도(R²=0.98, bias=0.27℃, RMSE=0.97℃, MAE=0.73℃)를 보였다. 두번째 단계의 LGBM 보정 모델의 정확도 개선은 표층 뜰개 부이와 계류형 부이 현장자료와의 비교에서 모두 상당한 향상(RMSE=∆0.21-0.29℃, rRMSE=∆0.91-1.65%, MAE=∆0.17-0.24℃)을 보여주었다. 특히, 모든 현장 자료를 이용한 보정 모델의 표층 뜰개 부이와의 정확도는 동일한 현장 자료가 동화된 기존 해수면온도 합성장보다 나은 정확도를 보였다. 또한 LGBM 보정 모델은 랜덤포레스트(random forest)를 사용한 선행연구에서 보고된 과적합의 문제를 상당부분 해결하였다. 보정된 해수면온도는 기존의 초고해상도 해수면온도 합성장들과 유사한 수준으로 수온 전선과 와동 등의 중규모 해양현상을 뚜렷하게 모의하였다. 본 연구는 다종위성 자료와 기계학습 기법을 사용해 시공간적 공백 없는 고해상도 해수면온도 합성장 제작 방법을 제시하였다는 점에서 가치가 있다.

• 한국지구과학회지
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• 제36권2호
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• pp.139-157
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• 2015

본 연구에서는 위성관측 표면온도 및 해당 온도경향의 불확실성을 조사하기 위하여 북반구($30-90^{\circ}N$) 해양 지역에서 2003-2014년 4월 16-24일 기간에 세 종류의 위성관측 자료(MODIS IST, AIRS/AMSU SST, AIRS only SST)를 상호 비교하였다. AIRS/AMSU 표면온도값에 비하여 MODIS는 해빙과 해수의 경계지역에서 계통적으로 최대 1.6 K 높은 반면에, 해빙 지역에서는 2 K 낮았다. 이러한 주요 원인은 표면온도 산출알고리즘의 해표 정보(e.g., 해빙 탐지)를 위하여 MODIS는 적외 채널만을 사용하는 반면에, AIRS/AMSU는 마이크로파 및 적외 채널을 함께 사용하는 데에 있다. 미국 항공우주국(NASA's Goddard Space Flight Center; NASA/GSFC)은 AMSU-A의 노후화를 대비하기 위하여 AIRS/AMSU 알고리즘을 일부 수정하여 AIRS only 알고리즘을 개발하였다. AIRS/AMSU와 AIRS only 표면온도 사이에 평균 제곱근 오차(RMSE)값은 $30-90^{\circ}N$ 해양 지역에서 0.55 K이며, 편차(bias)는 0.13 K이었으며, 해빙/해수 경계 지역에서는 이들 차이가 더 크게 나타났다. 해빙 경계지역에서 AIRS/AMSU와 AIRS only 간의 차이가 다른 지역에 비하여 큰 이유는 AIRS only 알고리즘이 AMSU 마이크로파 자료 대신에 GCM (NOAA Global Forecast System) 온도 산출물을 사용하는 데에 있다. 세 종류의 위성관측 표면온도 자료는 $70-80^{\circ}N$ 위도대에서 유의적인 온도증가($0.23-0.28Kyr^{-1}$)를 보였다. 위성관측 표면온도들 간에 계통적인 불일치는 같은 방향(온도증가 또는 온도감소)으로 해당 온도경향 값들 간의 차이에 영향을 줄 수 있다.