열대 해양 군운의 시뮬레이션 및 소산 효과

Abstract

열대지방의 권운에 대한 광학적 성질을 조사하기 위하여, Nimbus-4기상위성에 탑재된 적외선 간섭 분광계로 관측된 1970년 10월의 스펙트럼 자료를 모사(simulation)하였다. 모사과정에서 여러 광학적·기상학적 변수에 대한 상향복사의 민감도 실험을 Mie와 다중산란 모형들을 이용하여 실시하였다. 이 수치실험에서 상향복사는 구름의 입자크기 및 수액함량(또는 광학적 깊이)에 대하여 높은 민감도를 보인 반면에, 구름입자의 상(phase) 및 구름의 고도에 대하여 낮은 민감도를 보였다. 구름층 상부에 1㎛보다 작은 구름입자를 보인 기존연구에서의 극지방의 권운과는 달리, 열대지방의 권운은 구름 상·하부에 각각 6㎛와 12㎛의 구름입자로 구성되어 있음이 모사결과에서 나타났다. 400∼1250㎝^(-1)적외선 영역에서 구름입자에 의한 산란효과는 짧은 파장(1050∼1250㎝^(-1))에서 상대적으로 크게 나타난 반면에, 다른 영역(400∼1050㎝^(-1))에서는 흡수효과가 지배적이었다. 상향복사에 대하여 구름입자에 의한 전방산란은 단파장 영역에서 특히 구름입자 및 구름의 광학적 깊이가 클 때 가장 크게 나타났으며, 구름입자가 수적(water particles)인 경우가 빙정(ice particles)에 비하여 다소 크게 나타났다. 전지구적으로 광범위하게 분포되어 있는 권운은 상당히 지속적이며 지구-대기계의 복사수지 및 열수송에 대하여 영향을 줌으로써 지구 기후계에 대하여 중요한 역할을 할 수 있다.;The spectral data obtained from the Infrared Interferometer Spectrometer (IRIS) flown on Nimbus-4 satellite in October 1970 have been simulated in order to examine the optical features of cirrus clouds in the tropics. In the process of simulation, the sensitivity experiments of upwelling intensity to several optical and meteorological factors are done using the models of the Mie and multiple scattering. The intensity in the experiments is highly sensitive to the particle size and ice-water content (or optical depth), while it is less sensitive to the phase and altitude of the clouds. The simulation shows that the tropical cirrus clouds generally have a two-layer vertical stratification in particle size, with larger particles (~12㎛) in their bottom and smaller ones (~6㎛ ) aloft. The spectral characteristics of these clouds differ from those of the cirrus clouds in polar regions, in that the polar cirrus clouds have the layer of smaller particles (≤ 1㎛). From theoretical simulation of the infrared spectra in the 400-1250㎝^(－1) region, the scattering effect due to cloud particles is strong in the relatively short wavelength of 1050-1250㎝^(－1)' region, while the absorption effect is predominant in the other region. The forward scattering due to the cloud particles for upwelling intensity is the strongest in the large cloud particle size and optical depth. In addition, the scattering effect in the forward direction on water particles generally has a little stronger than that on ice. The cirrus clouds which have been distributed globally and extensively are very persistent and play an important role in the earth's climate by influencing the heat balance and transport in the earth-atmosphere system.