• 대한원격탐사학회지
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• 제38권5_3호
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• pp.967-977
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• 2022

산불의 발생과 강도는 기후 변화로 인하여 증가하고 있다. 산불 연기에 의한 배출가스 대기질과 온실 효과에 영향을 미치는 주요 원인 중 하나로 인식되고 있다. 산불 연기의 효과적인 탐지를 위해서는 위성 산출물과 기계학습의 활용이 필수적이다. 현재까지 산불 연기 탐지에 대한 연구는 구름 식별의 어려움 및 모호한 경계 기준 등으로 인한 어려움이 존재하였다. 본 연구는 우리나라 환경위성 센서인 Geostationary Environment Monitoring Spectrometer (GEMS)의 Level 1, Level 2 자료와 기계학습을 이용한 산불 연기 탐지를 목적으로 한다. 2022년 3월 강원도 산불을 사례로 선정하여 산불 연기 레이블 영상을 생성하고, 랜덤 포레스트 모델에 GEMS Level 1 및 Level 2 자료를 투입하여 연기 픽셀 분류 모델링을 수행하였다. 훈련된 모델에서 입력변수의 중요도는 Aerosol Optical Depth (AOD), 380 nm 및 340 nm의 복사휘도 차, Ultra-Violet Aerosol Index (UVAI), Visible Aerosol Index (VisAI), Single Scattering Albedo (SSA), 포름알데히드, 이산화질소, 380 nm 복사휘도, 340 nm 복사휘도의 순서로 나타났다. 또한 2,704개 픽셀에 대한 산불 연기 확률(0≤p≤1) 추정에서 Mean Bias Error (MBE)는 -0.002, Mean Absolute Error (MAE)는 0.026, Root Mean Square Error (RMSE)는 0.087, Correlation Coefficient (CC)는 0.981의 정확도를 보였다.

• 대기
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• 제20권4호
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• pp.427-436
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• 2010

The single-scattering optical properties of ice crystals in cirrus clouds by the aircraft measurement data were investigated, and the radiative equilibrium temperatures and radiative fluxes were calculated and analyzed by radiative convective model with the variations of ice crystal habits and sizes in cirrus clouds. The homogeneous cloud is assumed to be in the layer 200~260 hPa with an ice crystal content of $10gm^{-2}$ for the flux calculation. The profiles of temperature, humidity, and ozone typical of mid-latitude summer are used. The surface albedo is assumed to be 0.2 for all spectral bands and the cosine of solar zenith angles is 0.5. The result of radiative equilibrium temperature at surface was less than surface temperature of the standard atmosphere data in case of smaller effective ice crystal size and larger optical thickness. The column, aggregation and plate in 6 ice crystal habits were the most effective in positive greenhouse effect and bullet-4 was the worst in it. At the surface, the maximum difference of equilibrium temperature by 6 kinds of ice crystal habits were about 3~15 K with 30 sample aircraft measurement data.

• Asian Journal of Atmospheric Environment
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• 제9권1호
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• pp.91-99
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• 2015

The Multi-wavelength Raman LIDAR (MRL) system was developed to enable a better understanding of the complex properties of aerosols in the atmosphere. In this study, the microphysical, optical, and radiative properties of mixed aerosols were retrieved using the discrete aerosol observation products from the MRL. The dust mixing ratio, which is the proportion of dust particles to the total mixed, was derived using the particle depolarization ratio. It was employed in the retrieval of backscattering and extinction coefficient profiles for dust and non-dust particles. The vertical profiles of aerosol optical properties were then used as input parameters in the inversion algorithm for the retrieval of microphysical parameters including the effective radius, refractive index, and the single scattering albedo (SSA). Those products were successfully applied to an analysis of radiative flux using a radiative transfer model. The relationship between the MRL derived extinction and aerosol radiative forcing (ARF) in short-wavelength was assessed over Gwangju, Korea. The results clearly demonstrate that the MRL-derived extinction profiles are a good surrogate for use in the estimation of optical, microphysical, and radiative properties of aerosols. It is considered that the analytical results shown in this study can be used to provide a better understanding of air quality and the variation of local radiative effects due to aerosols.

• 대기
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• 제21권3호
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• pp.311-317
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• 2011

Aerosol optical properties from the radiation measurements by SKYNET PREDE skyradiometers, POM-01 and POM-02 were compared during the inter-calibration campaign at Seoul in February 2009. The monochromatic solar flux at the top of the atmosphere ($F_0$) gave a relative standard deviation (RSD) of 9-10% for both instruments. This comparatively high value of RSD was probably because $F_0$ was determined at short time intervals, in the morning and afternoon, using the measurements made in the polluted environment of Seoul. Although POM-02 was more effective in tracking the solar radiation, aerosol optical depths (AODs) from the two instruments were very similar after the cloud screening procedure. The squared correlation coefficients ($R^2$) of single scattering albedo (SSA) and real and imaginary refractive indices between the two instruments was around 0.5 but increased to 0.7-0.8 when only using AOD greater than 0.4. Nevertheless, mean values of the Angstrom exponent, SSA, and the imaginary refractive index of POM-02 were higher than those of POM-01.

• 천문학회보
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• 제39권1호
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• pp.66.1-66.1
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• 2014

Radiative transfer programs to simulate the 3-micron auroral $CH_4$ emissions of Jupiter have been developed. The formalism of the radiative transfer calculations including the thermal, fluorescent, and auroral emissions of the $CH_4$ bands for an atmospheric layer having an optical depth of ${\tau}_v$ is given by: ${\mu}dI_v/d{\tau}_v=I_v-{\varpi}_v{^*}J_v(1-{\varpi}_v{^*})B_v-{\varpi}{^*}F_{ov}{e}{x}{p}(-{\tau}_v/{\mu}_o)4{\pi}-hv{\varpi}{^*}V/4{\pi}$ where ${\varpi}_v{^*}$ is the single scattering albedo of $CH_4$ consisting of Einstein A coefficient and collisional deexcitation rate. Other terms are usual radiative transfer parameters appearing in textbooks including the terms for scattered ${\varpi}_v{^*}J_v$, thermal $(1-{\varpi}_v{^*})B_v$, and attenuated solar radiations $F_{ov}$ at the certain atmospheric layer. For auroral excitations, we include V, which is the number of excited states per $cm^3$ persec by auroral particle bombardments. We apply this formalism to the high-resolution spectra of the auroral regions observed with GNIRS/Gemini North, and will present preliminary results for the 3 micron auroral processes of Jupiter.

• 천문학회보
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• 제46권2호
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• pp.78.1-78.1
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• 2021

A Lunar observatory not only provides ideas and experiences for space settlements from the Moon to Mars, but also puts the telescope in an optimal position to compete with space telescopes. Earth observation on the Moon's surface has the advantage of no atmospheric scattering or light pollution and is a stable fuel-free observation platform, allowing all longitude and latitude of the Earth to be observed for a month. Observing the entire globe with a single observation instrument, which has never been attempted before, and calculating the global albedo will significantly help predict the weather and climate change. Spectropolarimetric observations can reveal the physical and chemical properties of the Earth's atmosphere, track the global distribution and migration path of aerosols and air pollutants, and can also help detect very small space debris of which the risk has increased recently. In addition, the zodiacal light, which is difficult to observe from Earth, is very easy to observe from the lunar observatory, so it will be an opportunity to reveal the origin of the solar system and take a step closer to understanding the exoplanet system. In conclusion, building and developing a lunar observatory will be a groundbreaking study to become the world's leader that we have never tried before as a first step in expanding human experience and intelligence.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2003년도 International Symposium on Clean Environment
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• pp.232-235
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• 2003

In general, the parameters of climate change include aerosol chemical compounds, aerosol optical depth, greenhouse gases(carbon dioxide, CFCs, methane, nitrous oxide, tropospheric ozone), ozone distribution, precipitation acidity and chemical compounds, persistent organic pollutants and heavy metals, radioactivity, solar radiation including ultra-violet and standard meteorological parameters. Over the last ten years, the monitoring activities of Korea regarding to the climate change have been progressed within the WMO GAW and ACE-Asia IOP programs centered at the observation sites of Anmyeon and Jeju Gosan islands respectively. The Greenhouse gases were pointed out that standard air quality monitoring techniques are required to enhance data comparability and that data presentation formats need to be harmonized and easily understood. Especially, the impact of atmospheric aerosols on climate depends on their optical properties, which, in turn, are a function of aerosol size distribution and the spectral reflective indices. Aerosol optical depth and single scattering albedo in the visible are used as the two basic parameters in the atmospheric temperature variation studies. The former parameter is an indicator of the attenuation power of aerosols, while the latter represents the relative strength of scattering and absorption by aerosols. For aerosols with weak absorption, surface temperature decreases as the optical depth increases because of the domination of backscattering. For aerosols with strong absorption, however, warming could occur as the optical depth increases. The objective of the study is to characterize the means, variability, and trends of Greenhouse gases and aerosol properties on a regional basis using data from its baseline observatories in Korea peninsula. A further goal is to understand the factors that control radiative forcing of the greenhouse and aerosol.

• 대한원격탐사학회지
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• 제30권1호
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• pp.47-59
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• 2014

화산재입자의 굴절률과 산란 같은 고유 광학 특성으로 결정되는 분광학적 신호는 원격탐사 센서를 통하여 측정될 수 있지만, 화산 폭발 이후 생성된 화산재입자의 성분에 대한 굴절률에 관한 정보는 매우 제한적이었다. 따라서, 화산재입자의 원격탐사의 강건성을 개선하기 위하여 화산재입자와 복사전달 과정의 상호작용에 대한 정확한 이해가 필요하다. 본 연구에서는 화산재 주요 성분으로 알려진 화산성 안산암과 부석에 대한 입자 소산계수, 산란 위상함수, 비대칭 계수, 단산란 알베도 값을 정량화 하였다. 이러한 화산재입자의 고유 광학 특성값은 복사전달모델의 입력자료로 이용하여 다양한 에어러솔 광학두께(${\tau}$) 및 기하조건에서 원격탐사 센서(인공위성과 지상관측용)가 측정하는 이론적인 복사량과 화산재입자 특성의 관계를 분석하였다. 복사전달모델 분석결과, 대기권 최상층부에서 ${\tau}$ 에 대한 복사량의 변화율의 평균값은 안산암의 경우 부석보다 6배 정도 크게 나타났다. 지표에서 이러한 변화율은 ${\tau}$ <1인 경우 양의 상관관계를 보이지만, ${\tau}$ >1인 경우에는 음의 상관관계를 보였다. 그러나, 적외선 영역인 11 ${\mu}m$ 에서는 차이가 매우 적게 나타났으며, 여기서 발생하는 복사량의 오차범위는 광학두께가 증가할수록 커지는 양상을 보이며, 다항 회귀함수로 표현될 수 있다. 이러한 결과는 원격 탐사 관측자료를 이용한 화산재 관측에 있어서 화산재의 정량적 분석에 도움이 될 것이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제32권2호
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• pp.97-104
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• 2016

본 연구에서는 일본 오사카에서 AERONET 선포토미터로 관측된 데이터를 분석하여 440, 675, 870, 1020 nm 파장에서의 입자 편광소멸도를 산출하였다. 산출된 결과는 같은 지역에서 측정된 라이다 자료로부터 얻어진 532 nm에서의 입자 편광소멸도와 비교하였다. 두 값은 440 nm를 제외하고는 잘 일치되는 결과를 보였고, 상관계수($R^2$)는 440, 675, 870, 1020 nm에서 각각 0.28, 0.81, 0.88 0.89의 값을 보였다. 가장 높은 상관계수를 보인 1020 nm에서의 입자 편광소멸도를 기준으로 값의 변화에 따른 입자의 혼합정도를 확인하였을 때, 순수 황사의 경우 높은 편광소멸도를 보이고 오염입자가 혼합될수록 값이 낮아짐을 보였다. 이는 단산란 알베도와 입자 크기 분포를 통하여 확인하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제29권2호
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• pp.243-251
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• 2013

본 연구는 인공위성과 지상 원격탐사 자료를 이용하여 동북아 지역에서 발생하는 황사현상의 중장거리 이동에 따른 광학적 특성 변화를 분석하였다. 동북아시아 지역의 Aerosol Robotic Network(AERONET)의 선포토미터 관측 지점 중에 황사의 발원지로 Dunhuang과 Inner-Mongolia, 발원지에 근접한 풍하측 지점으로 Yulin과 Beijing, 그리고 장거리 이동 지점으로 한국의 Anmyon과 Gosan, 일본의 Noto, 이렇게 7곳을 선정하여 자료를 분석하였다. 황사의 발생 및 이동 경로를 파악하기 위하여 자외선 원격탐사 기법을 사용하는 인공위성인 Ozone Monitoring Instrument(OMI) 관측자료를 활용하였다. 발원지에서의 단산란알베도는 440 nm에서 0.90에서 0.96 사이의 값으로 높았으나 풍하측이나 장거리 이동 지역에서는 그 값이 감소하였다. 또한, 파장에 따른 단산란알베도 값의 차이는 발원지에서는 높게 나타났으나 이동된 지역에서는 그 차이가 감소하였다. 이러한 장거리 이동에 따른 황사의 광흡수 특성의 변화는 이동 중 탄소입자와 같은 대기 오염물질과의 혼합으로부터 기인하는 것으로 판단된다.