TOMS 반사율의 시, 공간 변동 및 대기 열적 상태와의 상관

Abstract

TOMS 반사율의 시·공간 변동 및 대기 열적 상태와의 상관을 조사하기 위하여 태평양, 대서양, 한반도 부근의 1979-92년 기간의 반사율 자료로부터 얻어진 월평균 기후값과 표준편차, 그리고 반사율에 대한 MSU 채널 1 밝기온도, 해수면 온도와의 상관을 조사한 후에 반사율의 월평균값과 편차(anomaly)에 대해 각각 경험직교함수 분석을 실시하였다. 반사율과 하부 대류권의 열적 및 구름(또는 강수)상태를 반영하는 채널1 온도와의 상관은 마이크로파 방출률의 차이로 인하여 대체로 육지에서 음의 값, 그리고 해양에서 양의 값을 보였다. 반사율과 해수면 온도는 중·고위도에서 음의 상관을 보였다. 열대 해양에서는 반사율에 대한 채널1 온도, 해수면 온도와의 상관은 양의 값(r≥0.6)으로 나타나 반사율은 이들 온도 변화와 관련된 구름 및 강수 활동을 잘 반영하였다. 월평균 반사율에 대한 경험직교함수 분석에서 연주기를 반영하는 첫 번째 모드가 모든 지역에서 지배적이었다(≥21%). 편차에 대한 분석에서는 엘니뇨와 관련된 특징이 대서양을 제외한 대부분 지역의 첫 번째 모드에서 뚜렷하였다. 엘니뇨 기간에는 반사율이 열대 동태평양에서 증가하여 해수면 온도의 상승에 따른 구름 및 대류활동의 증가를 잘 반영하였다. 특히 엘니뇨 기간의 반사율 변동의 세기는 1982-83년에 가장 컸으며 1991-92, 1986-87년 순으로 나타났다. 또한 이 기간의 겨울에 한반도 부근의 반사율은 다소 증가하며, 열대 동태평양과는 약한 양의 상관을 나타내었다. 본 연구는 자외선 파장역에서는 TOMS 반사율 위성자료를 하부 대류권의 열적 상태 및 구름 변동의 지시계로 사용할 수 있음을 제시한다. ; In order to examine temporal and spatial variability of monthly mean TOMS reflectivity data and its correlation with lower tropospheric thermal condition, seasonal climatology derived from 14 years(1979-92) of the data over the globe and temporal correlations between monthly reflectivity, MSU Ch1 brightness temperature and sea surface temperature(SST) have been investigated. Then an empirical orthogonal function (EOF) analysis has been performed on the data and its anomaly. Correlations between reflectivity and the Ch1 temperature which reflects lower tropospheric thermal and hydrometeor(i.e., cloud and precipitation) condition are generally negative over the land, but positive over the ocean due to the difference of Ch1 microwave emissivity between the both areas. Reflectivity correlates negatively with SST over the middle and high latitude oceans. In particular, because of high correlations(r≥0.6) over the tropical ocean it represents well the characteristics which the Ch1 and SST relate with the thermal and hydrometeor condition. In the EOF analysis of monthly mean reflectivity, the first mode which shows annual cycle is predominant(≥21%) over the Pacific, Atlantic and near the Korean peninsula. In the anomaly analysis, the first mode over the above areas except Atlantic indicates remarkably the features, associated with El Nio events. The variability of reflectivity was the largest during the 1982-83 event, and larger during 1991-92 than during the 1986-87. During El Nio the reflectivity over the tropical eastern Pacific has substantially increased together with SST and convective activity. The reflectivity near the Korean peninsula which has somewhat weak positive correlation with that over the above Pacific increases in winter of El Nio. This study suggests that TOMS reflectivity data can be used as an indicator of both lower tropospheric thermal state and convective cloud variability. Key words: Reflectivity, TOMS, MSU, Channel 1, EOF, El Nio, SST