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지준범,전상희,최영진,이승우,박영산,이규태 한국지구과학회 2012 韓國地球科學會誌 Vol.33 No.2
Mongolia’s solar-meteorological resources map has been developed using satellite data and reanalysis data. Solar radiation was calculated using solar radiation model, in which the input data were satellite data from SRTM, TERA,AQUA, AURA and MTSAT-1R satellites and the reanalysis data from NCEP/NCAR. The calculated results are validated by the DSWRF (Downward Short-Wave Radiation Flux) from NCEP/NCAR reanalysis. Mongolia is composed of mountainous region in the western area and desert or semi-arid region in middle and southern parts of the country. Southcentral area comprises inside the continent with a clear day and less rainfall, and irradiation is higher than other regions on the same latitude. The western mountain region is reached a lot of solar energy due to high elevation but the area is covered with snow (high albedo) throughout the year. The snow cover is a cause of false detection from the cloud detection algorithm of satellite data. Eventually clearness index and solar radiation are underestimated. And southern region has high total precipitable water and aerosol optical depth, but high solar radiation reaches the surface as it is located on the relatively lower latitude. When calculated solar radiation is validated by DSWRF from NCEP/NCAR reanalysis, monthly mean solar radiation is 547.59 MJ which is approximately 2.89 MJ higher than DSWRF. The correlation coefficient between calculation and reanalysis data is 0.99 and the RMSE (Root Mean Square Error) is 6.17 MJ. It turned out to be highest correlation (r=0.94) in October, and lowest correlation (r=0.62) in March considering the error of cloud detection with melting and yellow sand. 몽골의 태양-기상자원지도는 위성자료 및 재분석 자료를 이용하여 개발되었다. 태양복사량은 단층 태양복사모델을 이용하였으며 입력자료는 SRTM, MODIS, OMI, MTSAT-1R 등의 위성관측자료와 전구모델의 재분석자료를 이용하였다. 계산된 결과는 NCEP/NCAR 재분석 DSWRF 자료를 이용하여 계산된 일사량을 검증하였다. 몽골은 서부의 산악지역과 중남부의 사막 및 반사막지대로 이루어져 있으며 대륙 내부에 위치하여 강수량이 적고 맑은 날이 많아 동일 위도상의 다른 지역과 비교하여 높은 일사량이 나타난다. 서부 산악지역은 고도가 높아 태양에너지가 많이 도달되는 곳임에도 불구하고 일사량이 낮게 나타난다. 그 이유는 산악지역에 존재하는 연중 적설이 위성자료의 구름탐지 알고리즘에서 구름으로 오탐지 되기 때문이다. 따라서 청천지수뿐만 아니라 일사량 또한 낮게 계산된다. 남부지역은 상대적으로 높은 가강수량과 에어로솔 광학두께가 나타났으나 다른 지역에 비해 위도가 낮고 청천지수가 높아 일사량이 높게 나타나는 것으로 분석된다. 계산된 월 누적 일사량은 547.59 MJ로써 전 지점에서 약 2.89 MJ로 높게 계산되었으며 상관성은 0.99였고 평방근오차(Root Mean Square Error; RMSE)는 6.17 MJ 이었다. 월별 통계 값을 계산하였을 때 상관성이 가장 높은 월은 10월로 0.94였고 3월은 0.62로 가장 낮게 나타났다.
마이크로웨이브 강수량을 이용한 MTSAT-1R 위성의 강우강도 추정
지준범,이규태,Jee, Joon-Bum,Lee, Kyu-Tae 대한원격탐사학회 2010 大韓遠隔探査學會誌 Vol.26 No.5
MTSAT-1R의 적외 채널 밝기온도와 마이크로웨이브 강수량 자료를 이용하여 강수량을 추정하였다. 정지위성의 밝기온도와 다양한 마이크로웨이브(SSM/I, SSMIS, AMSU-B, AMSRE, TRMM) 강수량의 시공간일지 자료생성 및 관계성을 분석하여 MTSAT-1R 밝기온도와 마이크로웨이브 강수량의 조견표를 작성하였으며 밝기온도에 적용하여 강수량을 산출하였다. 산출 강수량은 지상 AWS 및 TRMM 위성자료를 이용하여 검증하였다. TRMM 2A12(TMI) 방법에 산출 강수량은 AWS 및 TRMM3B42 강수량 검증에서 상관계수는 0.38과 0.61, RMSE는 5.81과 2.44 mm/hr, PC는 0.79와 0.84 그리고 POD는 0.65와 0.87로 가장 높은 결과를 보였다. 전체적으로 위성을 이용한 강수량 산출에서 AWS 강수량과 비교하여 5 mm/hr 이상 그리고 TRMM3B42 강수량과 비교하여 2 mm/hr 이상 많은 강수를 추정하였다. 강수량의 검증 결과는 TRMM 2A12, AMSRE, SSM/I, AMSU-B 및 SSMIS 계열 방법순서로 상관성 등의 대부분 검증에서 높은 결과를 나타내었다. Rainfall intensity was estimated using the MTSAT-1R infrared channels and the microwave satellite precipitation data. Brightness temperature of geostationary satellite is matched temporal and spatial to a variety of microwave satellite(SSM/I, SSMIS, AMSU-B, AMSRE, TRMM) precipitation data. Rainfall intensity was calculated by the look -up table using relationships of MTSAT-1R brightness temperature and microwave precipitation. Estimated rainfall is verified using by precipitation of TRMM satellite(TRMM3B42) and ground rainfall as AWS from Jul. 21 2008 to Jul. 25 2008. The results of rainfall estimated TRMM 2A12(TMI) that validated by AWS and TRMM3B42 precipitation are represented highly 0.38 and 0.61 by correlation coefficient, 5.81 mm/hr and 2.44 mm/hr by RMSE, 0.79 and 0.84 by POD and 0.65 and 0.87 by PC, respectively. Overall, estimated rainfall using by microwave satellite calculated 5 mm/hr or more comparing by AWS and 5 mm/hr or more comparing by TRMM3B42 precipitation, respectively. Validation results of correlation coefficient are shown series of TRMM 2A12, AMSRE, SSM/I, AMSU-B and SSMIS.
지준범,이규태 한국기상학회 2013 대기 Vol.23 No.1
A parameterization for the scattering of longwave radiation by ice clouds has been developed based on spectral scattering property calculations with shapes and sizes of ice crystals. For this parameterization, the size distribution data by Fu (1996) and by Michell and Arnott (1994) are used. The shapes of ice crystal considered in this study are plate, solid column, hollow column, bullet-rosette, droxtal, aggregate, and spheroid. The properties of longwave scattering by ice crystals are presented as a function of the extinction coefficient,single-scattering albedo, and asymmetry factor. The heating rate and flux by the radiative parameterization model are calculated for wide range of ice crystal sizes, shapes, and optical thickness. The results are compared with the calculated results using a six-stream discrete ordinate scattering algorithm and Chou’s method. The new method (with various habits and size distributions) provides a good simulation of the scattering properties and cooling rate in optically thin clouds (optical thickness < 5). Depending on the inclusion of scattering by ice clouds, the errors in the calculation of the cooling rates are significantly different.