적조기상정보 : 기상인자를 활용한 연안 적조예측기술 개발

윤홍주,Yoon Hong-Joo 한국정보통신학회 2005 한국정보통신학회논문지 Vol.9 No.4

본 연구는 연안기상 정보를 효율적으로 이용하여 사전에 적조를 예찰하고 실용화하여 적조로부터의 재해를 저감하는데 있다. 이러한 적조예찰을 위해서는 기본적으로 우리나라 주변 해역의 적조발생에 관여하는 기상 및 해양인자들의 환경학적 특성을 파악하고 이들의 상관성으로부터 적조발생 가능성을 예측하는 정보를 제공하는 것이 매우 중요하다. 또한 이러한 정보를 공공의 활용에 쉽게 이용될 수 있게끔 정보시스템을 구축하는 것이 필요하다. 앞으로 본 연구의 결과는 이 분야에 관련되는 학계, 공공기관, 업계의 종사자들에게 유용한 정보로 활용될 것으로 기대되며 그리고 매년 연례행사처럼 국가적으로 문제시 되고 있는 우리나라 주변해역의 적조피해를 줄이는데 실질적으로 기여할 것이다. Red tide(harmful algae) in the Korean Coastal Waters has a given a given damage to the fishery every year. However, the aim of our study understands the influence of meteorological factors (air and water temperature, precipitation sunshine, solar radiation, winds) relating to the mechanism of red tide occurrence and monitors red tide by satellite remote sensing, and analyzes the potential area for red tide occurrence by GIS. The meteorological factors have directly influenced on red tide formation. Thus, We want to predict and apply to red tide formation from statistical analyses on the relationships between red tide formation and meteorological factors. In future, it should be realized the near real time monitoring for red tide by the development of remote sensing technique and the construction of integrated model by the red tide information management system (the data base of red tide - meteorological informations. Finally our purpose is support to the prediction information for the possible red tide occurrence by coastal meteorological information and contribute to reduce the red tide disaster by the prediction technique for red tide.

SAR자료를 이용한 해상풍 산출 및 현장 자료간의 비교.검정

윤홍주,박광순,김상익,Yoon Hong-Joo,Park Kwang-Soon,Kim Sang-Ik 한국정보통신학회 2006 한국정보통신학회논문지 Vol.10 No.4

본 연구에서는 SAR영상을 통해 해상풍 산출한 다음 해양연구원의 실시간 해양 해양기상 관측 자료와 비교 분석하여 그 정확도를 한반도 주변해역을 대상으로 파악하였다. SAR를 통해 추출된 해상풍 자료와 실측값의 RMS는 풍속은 0.8m/s, 풍향은 8도로 나타났다. 전체 적으로 실측값과 많은 차이를 보이지는 않지만 FFT 방법에 의한 SAR 영상의 바람 띠를 분석하기 위해서는 최소 10km 이상의 영상을 사용하여야만 하였다. 또한 본 연구에서는 우리나라 연안의 Radarsat SAR 영상을 이용하여 바람산출모델 CMOD5를 통해 해상풍 값을 산출하였다. CMOD5는 현재까지 산란계(Scatterometer)와 ERS SAR 위성을 이용해 해상풍을 산출할 때 가장 많이 사용되어오던 CMOD4 모델을 개선한 모델로써 특히 고풍속일 때의 결과에서 많은 개선을 보였다. In order to retrieve ocean wind from SAR() image, and to estimate and validate between SAR-derived wind and in-situ wind, with RADAR SAR ocean images and real time marine meteorological data. It was used images with more than 10km to analyze the band of wind in SAR image by FFT(First Fourier Transformation) method and was used CMOD5 as wind retrieval model to retrieve ocean wind. In this study, generally it showed good results as RMS presented 0.8m/s for speed and 8 degree for direction, and especially when wind was hish speed, it presented very good results.

위성원격탐사를 활용한 해양표면 바람장 자료 분석

윤홍주,Yoon, Hong-Joo 한국정보통신학회 2008 한국정보통신학회논문지 Vol.12 No.1

SAR의 마이크로파를 이용하면 악기상환경 및 주야간에도 해양의 관측이 가능하다. SAR의 해양표면에 대한 영상은 표면바람장과 관련된 대기 현상에 관한 많은 정보를 가지고 있다. SAR로부터 추출되는 풍속의 정보는 다양하게 이용된다. SAR 영상으로부터 해상풍을 산출하기 위해서는 바람산출모델에 SAR 영상으로부터 추출한 풍향 자료와 후방산란계수 값을 입력하여 풍속을 산출한다. 이 때 풍속은 CMOD5 모델에 풍향의 값을 적용하여 추할 수 있다. CMOD5 모델에 사용할 Azimuth angle 값은 SAR 자료로부터 구해지는 Look angle 값에 $90^{\circ}$를 더 함으로써 구해진다. SAR 영상으로부터 구한 파향 스펙트럼 은 항상 파향에 있어서 $180^{\circ}$의 상반된 두 정점을 보여주는데 이는 영상에 적용한 2차원 FPT의 결과이다. 파향에 있어서의 이러한 모호성은 육지의 위치라든지, 바람의 방향 혹은 수치모델 결과 등을 이용하여 결정하여야 한다. 이러한 2D-FFT를 통해 구해진 풍향은 실측자료와 $3^{\circ}{\sim}7^{\circ}$ 정도의 차이를 나타내고 있다. CMOD5 모델을 통해 얻어진 풍속의 값은 각각 실측자료와 2m/s 이하의 유사한 값들을 나타냈다. If we use the microwave of SAR, we can observe ocean in spite of severe weather or night time. The sea surface image of SAR has numerous information about atmospheric phenomena related to surface wind field. The extracted wind information from SAR can be used diversely. In order to extract sea wind speed from SAR image, a generated wind direction from SAR and sigma nought should be input into wind model. Therefore, wind speed can be obtained by input wind direction into CMOD5 Model. Azimuth angle using CMOD5 Model is generated by added $90^{\circ}$ to Look angle which is extracted from SAR data file. A gained wind direction spectrum from SAR image has $180^{\circ}$ ambiguity because of 2D-FFT. This ambiguity should decide to use the location of land, wind direction in field or the result of numerical model. Consequently, wind direction using 2D-FFT is $3^{\circ}{\sim}7^{\circ}$ differences with actual surveying data. Wind speed by CMOD5 model is similar to actual surveying data as below 2m/s.

복합위성자료(Topex/Poseidon, ERS1)를 이용한 남인도양의 해수면 변화와 와동류 연구

윤홍주 ( Hong Joo Yoon ),서영상 ( Young Sang Suh ) 大韓遠隔探査學會 2003 大韓遠隔探査學會誌 Vol.19 No.4

복합위성자료 신호처리기법을 사용해서 남인도양 지역을 중심으로 한 해수면변화와 사행(meandering)을 연구하였다. 해수면변화는 아프리카 남부(46°E)에서 크호제트 대지(Crozet basin)의 35°~46°S대를 걸쳐서 암스테르담-케르겔른 경로(Amsterdam-Kerguelen Passage)까지 확장된다. 이때 가장 강한 해수면변화(20~30cm)가 2개의 좁은 지역에서 발생하는데, 하나는 경도 49°~57°E(약 700Km) 및 위도 38°~42°S(약 450Km)나타났고 그리고 나머지 하나는 경도 58°~64°E(약 450Km) 및 위도 42°~44°S(약 200Km)에서 각각 나타났다. 이것은 해저지형과 관련된 강한 와동류의 형성 때문이다. 와동류 발생지역은 아규라스반류(Agulhas Return Current) 및 남극순환해류(Antarctic Circumpolar Current)와 관련하여 강한 흐름이 형성되는 지역에서 발생했다. 이때 복합위성자료 (Topex/Poseidon, ERS1)는 표층순환과 해수면변동 특성을 잘 나타내었다. Sea level variability and eddy in the Amsterdam-Crozet-Kerguelen region of the South Indian Ocean were studied during 1 year (October 15, 1992~October 15, 1993) using multi-satellite data(Topex/Poseidon, ERS1) produced by signal treatment. We found that sea level variabilities (>10cm) generally exist along the Antarctic Circumpolar Current in the area of 35°~46°S and strong sea level variabilities (20~30cm) were especially occurred from the effects of eddy due to bottom topography in two small area: 49°~57°E and 38°~42°S, and 58°~64°E and 42°~44°S.

위성자료와 경험직교함수를 이용한 제주도 주변해역의 중국대륙연안수 영향 연구

윤홍주 ( Hong Joo Yoon ),조한근 ( Han Keun Cho ),안유환 ( Yu Hwan Ahn ) 大韓遠隔探査學會 2005 大韓遠隔探査學會誌 Vol.21 No.6

중국 대륙연안수(CCW;China Coastal Waters)는 해에 따라 다소 다르지만 보통 하계인 6월~10월 사이에 제주도 주변해역에서 두드러지게 나타난다. 즉 6월에 나타나기 시작하여 8월에 가장 큰 영향을 미치며 10월로 접어들면서 그 세력이 점차 소멸해간다. 해수면편차와 해수면온도의 경험직교함수 분석 결과 해수면편차는 1~3모드가 총 분산의 95.05%를 차지하였고, 해수면온도는 1모드가 총 분산의 98.70%를 차지하였다. 해수면편차 경험직교함수분석의 첫 번째 결과에 대한 파워스펙트럼분석에서는 중국대륙연안수에 의한 영향으로 동쪽해역보다 서쪽해역이 43일 주기의 세력이 더 강하게 나타났다. 해수면온도에 대해서는 양자강 하구를 비롯한 제주도 동쪽·서쪽해역의 주기가 모두 260일 주기가 나타남으로서 중국대륙연안수는 43일, 120일 등의 짧은 주기 보다는 비교적 장주기라 할 수 있는 260일 주기에 더 큰 영향을 미쳤다. China Coastal Waters (CCW) usually appears in the seas surrounding Jeju Island annually(June to October) and is very pronounced in August. Generally, low-salinity water appears to the western seas of Jeju Island from June through October and gradually propagates to the eastern seas, where CCW meets the Tsushima Current. Empirical orthogonal function (EOF) analysis of SLAs and SSTs indicated that the variance in SLAs and SSTs was 95.05%(the first mode to third mode) and 98.09%(the first mode), respectively. The PSD of the western waters for the first mode of EOF analysis of SLAs was stronger than that of the eastern waters because of the influence of CCW. The PSD for the EOF analysis of SSTs was similar in all areas (the Yangtze Estuary and the seas to the west and east of Jeju Island), with a period of approximately 260 days.

남인도양에서의 Topex / Poseidon sea surface heights 와 tide gauge sea levels 간의 비교

윤홍주(Hong Joo Yoon) 한국수산과학회 1999 한국수산과학회지 Vol.32 No.3

N/A

Topex/Poseidon 위성의 Altimeter자료를 이용한 남인도양의 환경보정인자 특성에 관한 연구

윤홍주 ( Hong Joo Yoon ),김영섭 ( Young Seup Kim ),이재철 ( Jae Chul Lee ) 大韓遠隔探査學會 1998 大韓遠隔探査學會誌 Vol.14 No.2

본 연구는 Topex/Poseidon 위성의 첫 운행인 1992년 9월~1994년 8월(2년간, 73 사이클) 동안에 남인도양의 암스테르담-코호제트-케르겔른 지역(35° -55° S, 55˚ -80°E)에서의 환경학적 보정인자들의 특성을 조사하기 위하여 수행되었다. 환경 보정인자들의 특성이 지역에 따라 어떻게 다른가를 알아 보기 위하여, 상승 지상트랙 103이 지나는 암스테르담-케르겔른 대지지역과 하강 지상트랙 170이 지나는 코호제트 분지지역으로 구분하여 비교하였다. 전리권, 건조 및 습윤 대류권, 전자기적 편차, 탄성조, 하중조들과 같은 보정인자들의 변화폭은 일반적으로 수 cm 이하로 나타났으나, 해양조 및 해면기압의 변화폭은 각각 30~35cm, 15~30cm로서 다른 보정인자들의 변화폭 보다 상당히 높게 나타났다. 남인도양의 해수면 변화는 주로 해양조석에 기인하며 그 기여도는 80~90%에 이른다. 그리고 두 번째의 기여 인자는 해면기압으로 무시할 수 없을 정도로 중요한 환경 보정인자임을 알 수 있었다. Topex/Poseidon satellite, lanuched in Auguest 1992, has provided more 5 years of very good quality data. Efficient improvements, either about instrumental accuacy or about sea level data correction, have been made so that Topex/Poseidon has become presently a wonderful tool for many researchers. The first mission data of 73 cycles, September 1992-August 1994, was used to our study in order to know characteristics of environmental correction factors in the Amsterdam-Crozet-Kerguelen region of the South Indian Ocean. According to standard procedures as defined under user handbook for sea surface height data processes, then we have chosen cycles 43 as the cycle of reference because this cycle has provided the completed data for measurement points and has presented the exacted position of ground track compared to another cycles. It was computed variations of various factors for correction in ascending ground track 103(Amsterdam-Kerguelen continental plateau) and descending ground trackl70(Crozet basin). Here the variations of ionosphere, dry troposphere, humid troposphere, electromagnetic bias, elastic tide and loading tide were generally very smaller as a few of cm, but the variations of oceanic tide(30-35cm) and inverted barometer(15-30cm) were higher than another factors. For the correction of ocean tide, our model(CEFMO: Code d` Elements Finis pour la Maree Oceanique)-This is hydrodynamic model that is very well applicated in all oceanic situations-was used because this model has especially good solution in the coastal and island area as the open sea area. Conclusionally, it should be understood that the variation of ocean free surface is mainly under the influence of tides(>80-90%) in the Amsterdam-Crozet-Kerguelen region of the South Indian Ocean.

Topex / Poseidon 위성 고도계 자료에 대한 신호처리 및 한반도 주변해역에 대한 그 적용

윤홍주(Hong Joo Yoon) 한국지리정보학회 1999 한국지리정보학회지 Vol.2 No.1

Topex/Posedin위성의 고도계 자료를 이용하여 한반도 주변해역에서의 해양 및 대기적 보정인자들의 특성과 평균 해수면 및 그 변화를 각각 알아 보았다. 이때 사용한 고도계 자료는 1992년 9월부터 1994년 8월(총 70개의 사이클)까지의 자료를 사용했다. 또한 동시에 고도계 자료의 추출 및 신호 처리를 통한 최종의 해양신호(해수면)를 쉽게 구할 수 있는 방법을 상세히 묘사하였다. 대기적 보정인자들로서 건조 및 습윤 대류층, 이온층 그리고 해면기 Topex/Poseideon staelite altimetric data are used to estimate characteristics on the oceanic and atmospheric correction factors, and th mean sea level and its variations in the Yellow Sea, the East China Sea and East Sea from September 1992 through August

위성원격탐사와 지구과학 -위성해양학

윤홍주 ( Hong Joo Yoon ) 大韓遠隔探査學會 1999 大韓遠隔探査學會誌 Vol.15 No.1

오늘날 위성원격탐사의 제분야는 새로운 첨단과학기술로서 지구과학분야에서 중요한 자리메김을 하고 있다. 1998년은 UN이 제정한 세계해양의 해이다. 따라서 이를 기념하여 위성해양학에 관련되는 사항들을 재정리해보고 나아가 해양수산의 과학기술분야관련 전문종사자들에게 새롭게 알리는것도 매우 의미 있는 일이라 하겠다. 아울러 본 총설은 끝부분에 기재한 위성원격탐사와 관련된 여러 서적들을 참고로하여 편술하였음을 밝혀둔다. Today, satellite remote sensing plays an important role as a advanced science and technology, and becomes a superpower tool of the study and research in various fields of Earth Science. UN proclaimed that 1998 was the year of the oceans, and WMO chose the title of `Weather, Ocean and Human activity` as the principal subject of the day of the world meteorology in march 23, 1998, respectively. As previously announced, these two memories give the great meaning for satellite remote sensing in oceanography. Therefore, this study reviews satellite oceanography for many specialists in the fields of the ocean and fishery science. In future, satellite oceanography will be greatly used to observe, monitor and predict various phenomena associated with the oceans, in order to seek safety in a natural disaster, and menage and conserve the oceanic environments and resources.

해수의 광학적 성질과 해양기초생산 - 동열대 대서양 oligotrophic zone을 중심으로 -

윤홍주 ( Hong Joo Yoon ),류청로 ( Cheong Ro Ryu ),김기태 ( Ki Tae Kim ),김현주 ( Hyeon Ju Kim ) 한국수산학회 1995 한국수산과학회지 Vol.28 No.2

Using the optical data from the EUMELI 3 and 4 missions, the optical properties are discussed in relation to primary production in the oligotrophic zone of the Eastern Atlantic Ocean. The depth of euphotic layer (Z(eu)), the total accumulated concentration of pigment (C(TOT)) and the concentration of pigment (C) are 88m, 12.4mgm(-2) and 0.14mgm(-3), respectively for the EUMELI 3 mission, and 101.7m, 10.0mgm(-2) and 0.10mgm(-3), respectively for the EUMELI 4 mission. The concentration of pigment is higher in autumn (EUMELI 3) than in spring (EUMELI 4). This indicates that the concentration of photosynthetic pigment has a close correlation with vertical attenuation coefficient (K(λ)) that changes seasonally in the euphotic layer. While the spectral distributions of downward irradiance (Ed) for the wave length of 470nm increase with depth, those of upward irradiance (Eu) for the wave length range between 410nm and 490nm are constant, because the study area is covered with the blue and clear oceanic deep waters. The vertical attenuation coefficients of downward irradiance (Kd) and upward irradiance (Ku) have low values between 0.02 and 0.06m(-1) due to the low absorption and scattering by the photosynthetic pigment of phytoplankton. Therefore this zone has the characteristics of the case I waters with low concentrations of photosynthetic pigment, and can be c1assifed into IB.