마이크로파 위성자료에서 조사된 연직운동 및 강수활동

Abstract

기상위성에 탑재된 Microwave Sounding Unit(MSU) 복사계로 관측된 채널1(50.3 ㎓) 밝기온도(T_(1))와 채널2(53.74 ㎓) 발기온도(T_(2))간의 상관계수 값을 대기대순환 모델의 연직 p-속도(ω)값과 비교·분석하여 해양에서의 연직운동에 대한 경험식을 도출하였다. 여기서 위성자료 및 모델의 ω결과를 각 위도별로 평균된 상태에서 상호 비교하였으며, 이 중 모델간은 1979-88 기간의 GLA(the Goddard Laboratory for Atmospheres) GCM 및 1980-88 기간의 ECMWF(the European Center for Medium Range feather Forecasts) GCM에서 분석된 것이다. 구름 및 강수 활동과 관련 있는 T_(1)과 T_(2)간의 상관값과 ω값의 비교를 통해 열대수렴대(ITCZ)와 남태평양수렴대(SPCZ)의 계절별 발생위치 및 세기를 추정하였으며, 또한 대순환 모델 개선을 위한 위성자료의 활용 가능성을 조사하였다. 육지에서 구름 및 강수가 위의 두 채널 밝기온도에 미치는 물리적인 영향을 흡수와 산란 과정을 함께 포함한 복사전달모델을 사용하여 평가하였다. 표면 방출율(ε)이 1인 육지에서는, 해양의 경우(ε=∼0.5)와 다르게, 두 채널 온도간 사이에 높은 양의 상관(∼0.98)이 나타났으며 이는 강수에 의한 광학적 깊이가 증가할수록 T_(1)과 T_(2)가 모두 감소하기 때문인 것으로 해석되었다. 이러한 결과는 육지에서 두 채널의 밝기온도가 지상 온도와 높은 상관을 갖게 되어 지구 온난화 분석에 유용하게 사용될 수 있음을 의미한다. 또한 대순환 모델 결과에 위성자료 분석을 보완할 때, 역학적인 대기 순환에서 침강과 대류 지역이 보다 정확하게 시뮬레이션될 수 있다.;A formula to estimate the vertical p-velocity(ω) is derived from satellite brightness temperature data of the MSU Channel 1 at 50.3 ㎓(T_(1)) and Channel 2 at 53.74 ㎓(T_(2)) which have been observed by the Microwave Sounding Unit (MSU). The formula has been formed by comparing outputs from two general circulation models of the Goddard Laboratory for Atmospheres(GLA GCM) and the European Center for Medium Range Weather Forecasts(ECMWF) with 9-10 years of microwave data. Here monthly values of the GCM outputs and satellite data which have been zonally averaged again are compared with each other. The location and intensity of Intertropical Convergence Zone(ITCZ) and South Pacific Convergence Zone(SPCZ) has been inferred from the comparison of the vertical p-velocity and the correlation coefficient between T_(1) and T_(2), related to the effect of hydrometeors. Possible utilizations of satellite data for the improvement of GCM have been also examined. In order to evaluate the effect of hydrometeors on the microwave brightness temperature on land, a radiative transfer model is utilized to simulate the observation of the T_(1) and T_(2). The high correlation(0.97-1.00) between the two temperatures occurs over land due to high surface emissivity(ε=~1.0), compared to over ocean(ε=~0.5). The reason is that the extinction due to hydrometeors over land causes the decrease in brightness temperatures of both channels. These results imply that brightness temperature of the two channels on land can be alternatively available for analyzing global warming, highly related with the surface temperature. If satellite data compensates for the analysis of GCM, more precise simulation for convective and subsiding areas existing in a dynamical atmospheric circulation can be expected.