적외선 위성자료에서 유도된 해양에서의 경계층 층운

Abstract

열대 몇 아열대 해양에서 대규모 침강이 있을 경우, 경계층 위에 역전층이 형성되고 역전층 하부에 층운형 구름이 형성된다. 본연구에서는 Nimbus 4호 기상위성에 탑재된 적외선 간섭분광계 (Infrared Interferometer Spectrometer; IRIS) 관측 자료를 분석하여 이러한 해양성 층운분포를 유도하였다. 이 간섭분광계는 870-980cm^(-1)영역에서 2.8cm^(-1)의 스팩트럼 분해능과 약 100km의 조항거리 (Field Of View; FOV)를 가지고 있는데, 본 연구에서는 수증기 흡수선과 CO_(2)의 v_(3)-v_(1) 흡수대의 세기를 비교하였다. 복사전달 이론모델 (Narrow Band Model ; NBM)로 계산된 954cm^(-l), 976cm^(-1) 두 파수에서의 CO_(2) 및 수증기의 가중함수(weighting function)는 대류권 하부에서 최대값을 가지며 서로 비슷한 수직분포를 나타내었다. 870-980cm^(-1)영역에서 지표면부터 대기 상부까지의 투과도(r )를 NBM으로 계산한 결과, 870-930cm^(-1)영역 (A영역)에서의 수증기 흡수선의 세기(strength)는 930-980cm^(-1)영역 (B영역)에서의 수증기 흡수선의 세기보다 큰 반면에 A영역에서의 CO_(2) 흡수대의 세기는 B영역에서의 흡수대의 세기보다 상당히 작았다. 침강성 층운이 나타날 때, 대기는 더욱 건조하게 되므로 수증기 흡수선의 세기가 약화되고 상대적으로 CO^(2) 흡수대의 역할이 중요하게된다. A, B 두 영역에서의 수증기와 CO_(a)의 흡수세기의 합을 서로 비교함으로써 침강성 역전과 함께 나타나는 층운에 관한 정보를 얻을 수 있다. 이와같은 이론모델의 결과를 IRIS 관측간에 응용하여 전지구적인 층운분포를 유도하였다. IR1S 자료로부터 열대 및 아열대 침강지역의 구름분포를 추정하는 방법은 기후 연구에 유용하리라 생각한다.;When the strong subsidence occurs in the region of the tropical and subtropical ocean, inversion layer on the boundary layer produces the stratus clouds underneath itself. In this stydt, distribution of such marine stratus clouds were derived by analysis of measured data of the Infrared Interferometer Spectrometer (IRIS) on board the Nimbus-4 satellite, IRIS has a spectral resolution of 2.8㎠ and a field of view of ∼100km in the region 870-980 ㎠. In this research, intensities of water vapor absorption line and ν_(3)-ν_(1) absorption band of CO_(2) were compared. Calculated value of weighting function from radiative transfer model at near 954 ㎠ and 976 ㎠, reached their maximum at the base of the troposphere, and were similar in their vertical distribution. In the region of 870-980 ㎠, the calculated results of transmittance from the surface to the top of the atmosphere by line-by line model showed that in the strength of absorption by water vapor in the region of 870-930 ㎠ (region A) was much stronger than that of in the region of 930-980 ㎠ (region B). But reverse in case of CO_(2) absorption band. Under the condition of strength clouds, owing to more drier atmosphere, the strength of absorption by water vapor becomes weaker, and the role of CO_(2) absorption band becomes important, relatively. By comparing the sum of absorption strength between water vapor and CO_(2) in the region A and B, the information of stratus clouds which linked to the subsidence inversion was gained. By applying the result of theoretical model to the IRIS data, distribution maps of stratus clouds were derived. Such method which deduce the distribution of clouds over subsidence region of tropical and subrropical oceans, turned out to be useful to the climatological studies.