마이크로파 위성관측(MSU 채널 2)자료로부터 조사된 전구 및 한반도 대류권의 온도 경향

Abstract

The data derived from the channel 1 (Chl) and channel 2 (Ch2) brightness temperature of the Microwave Sounding Unit (MSU) on board NOAA satellites have been examined for tropospheric temperature trends together with the upper-air and surface temperature observations over the Korean peninsula. The observations are compared with each other to derive the middle tropospheric and surface thermal trends over the globe or the peninsula, and to analyze the error of satellite data during the period of 1980-91. The total net random error in the Ch2 temperature due to diurnal cycle, hydrometeor and calibration is 0.08 K over global ocean, 0.15 K over global land, and 0.10 K over the globe. Monthly mean temperatures and their anomalies for 144 months are examined over the globe in the three zones: ocean, land, both ocean and land. The the globe in the three zones: ocean, land, both ocean and land. The global warming for the period derived from Ch2 is 0.30±0.10 K. The warming in Ch2 equivalent temperature constructed from radiosonde (RAOB T_(2)) over the Korean peninsula is 0.07 K/12yrs. The warming values over the peninsula surface are 1.23 K/l2yrs in mean temperature, 1.10 K/l2yrs in maximum temperature, and 1.44 K/l2yrs in minimum temperature, respectively consistent with previous studies. The higher warming in the urban and industrial areas is inferred to be due to the effect of greenhouse gases and heat island. The Ch2 temperature in 2^(0)×3^(0) grid nine boxes near the peninsula and the average of RAOB T_(2) in Osan, Pohang and Kwangju highly correlate (0.83) with each other. Thus, the Ch2 data could be a useful tool for more understanding of the thermal state in middle troposphere, and helpful for the complement of missing radiosonde data. The correlation in temperature between MSU Ch2 and surface over the peninsula is relatively low (0.53~0.60), but statistically significant. The correlation between RAOB in the three upper-air stations and 26 surface stations in Korea is 0.74, and ~0.70 in Pohang and Kwangju, available for the upper-air and surface data. The analysis of temperature trends over the globe and the Korean peninsula needs to be more accurate in monitoring global warming and climate change. For this purpose, the application and correction of satellite data, and more extensive observational network of the upper air and surface temperature are required.;1980-91년 기간에 전구 및 한반도에 대하여 중간 대류권 또는 지상의 온도 경향과 위성자료에 내재되어 있는 오차를 조사하기 위하여 NOAA 위성에 탑재된 MSU(Microwave Sounding Unit) 복사계로 측정된 채널1(50.3 ㎓)과 채널2(53.74 ㎓) 밝기온도와 한반도의 고층 및 지상 온도 자료를 이용하였다. 600 hPa 고도의 열적 상태를 반영하는 채널2 위성자료에 대하여 관측시각 및 일변화 효과, 대기물현상의 영향, 검정오차 등을 고려하여 계산된 순 우연오차(net random error)는 해양에서 0.08 K, 육지에서 0.15 K, 전구에 대하여는 0.10 K이었다. 관측 자료들을 북반구, 남반구, 전구, 그리고 다시 해양, 육지, 해양 및 육지에 대하여 분리하여 144개월에 대한 월평균 밝기온도와 편차를 조사하였다. 이 기간에 채널2에서 유도된 전구의 온난화는 0.30±0.10 K 이었다. 라디오존데 관측으로부터 계산된 채널2 해당 온도(RAOB T_(2)) 증가는 같은 기간 한반도에 대하여 0.07 K/12yrs이었다. 한편 지상 관측에서 평균 온도는 1.23 K/12yrs, 평균 최고온도는 1.10 K/12yrs, 그리고 평균 최저온도는 1.44 K/12yrs 증가하여 최저온도의 증가 경향이 현저하였으며, 이것은 선행 연구들과 일치하였다. 도시와 공업 지역에서 지상온도 증가율이 상대적으로 높게 나타났는데, 온실기체의 방출 및 열섬효과에 그 원인이 있다고 추정되었다. 한반도 주변 9개의 2°위도×3°경도 격자의 MSU 채널2 밝기온도와 오산, 포항, 광주에서의 RAOB T_(2) 사이에서 높은 상관(0.83)이 나타났다. 따라서 대류권의 열적 상태를 조사하는데 위성자료가 적절하게, 그리고 라디오존데 자료의 검정 및 결측시 보완에 이용될 수 있다. MSU 채널2와 지상 관측값과의 상관은 비교적 낮은 상관(0.53∼0.60)을 보였으나, 통계적으로 유의적이었다. 한반도 위의 세 지점의 RAOB T_(2)와 26개 지점 지상 평균온도와의 상관은 0.74, 그리고 라디오존데 및 지상 관측이 모두 이루어진 포항과 광주에서 RAOB과 지상 온도와의 상관은 0.70이었다. 장차 온난화와 기후 변동의 감시를 위하여 지구 및 한반도의 온도 경향 분석이 정확히 수행되어야 하며, 이를 위해 위성 자료의 활용 및 보정, 그리고 고층 및 지상 온도의 관측망의 확충이 필요하다.