열대 해양에서의 담수 요소의 시공간 변동

Abstract

As mounted hi-tech sensor in satellites, many remote-sensing data are useful for detect meteorological and climatological study. In order to monitor and analyze rainfall over the tropical oceans, I select MSU brightness temperature(BT) and several GCM data as NCEP, ECMWF, GEOS for the period of 1980 to 1999. The average of GCM Ch1 temperature has been reconstructed from three kinds of reanalyses, based on the MSU weighting function. Since the GCM temperature mainly corresponds to thermal state of the lower troposphere without the difference in the emissivity between ocean and land, it is higher in summer than in other seasons over the regions. The MSU temperature over ocean shows its maximum at the ITCZ and the SPCZ due to hydrometeors. Over the high latitude ocean, the temperature is enhanced because of sea ice emissivity, while it is reduced over the land. The seasonal displacement of the ITCZ and the SPCZ is systematically appeared in the difference of Ch1 temperature between the GCM and the MSU. The difference values decrease in the regions of the ITCZ, the SPCZ, and the sea ice because of the increase of the MSU temperature. According to the local minima of the values, the ITCZ moves northward to 9 N in fall, and the SPCZ moves southward to 12 S in boreal fall and winter. The sea ice in the northern hemisphere is extended southward to 53 N in winter, while the ice in the southern hemisphere, northward to 58 S in boreal summer. A temporal and spatial variation of rainfall and evaporation processes are investigated by the empirical orthogonal function to identify characteristics of a water cycle budget in the tropical oceans. TRMM data and SSM/I data in the study are utilized for a variation of precipitation and evaporation. The first mode of rainfall in TRMM shows a contrast between tropical and extratropical, whereas western tropical Pacific in the early 1988. It can explain an important role of El Nino event in 1998. In addition to rainfall amount decreased in ITCZ and SPCZ. However, the phase of variation of rainfall in the post-El Nino event, changed that water vapor cluster moved toward the Indonesian oceanic region. The leading 2 component of time series show slowly declined annual in the first and bi-annual variation in the second component.;하부대류권에서의 대기물현상(hydrometeors)과 표면 방출율의 효과를 조사하기 위하여, 1980-99년 기간의 위성관측 MSU(Microwave Sounding Unit) 채널1(50.3GHz)의 밝기온도 자료와 1981-93년 기간의 세 종류 대기 대순환 모델(NCEP, ECMWF, GEOS) 재분석 자료를 사용하여 비교·분석하였다. 또한 1998-2001년 기간의 열대 해양에서의 담수 요소의 시공간 변동을 조사하기 위하여, 위성 관측 TRMM 강수량과 SSM/I 증발량 자료에 대하여 경험직교함수 분석을 실시하였고, 기존의 강물 방출량 자료를 추가하여 담수 수지를 유도하였다. 채널1 밝기온도값은 각반구 해양의 고위도에서 해빙의 방출율 효과로 인하여 크게 증가하였으나, 육지의 고위도에서는 육지보다 낮은 빙하나 눈의 방출율로 인하여 감소하였다. 또한 열대 수렴대에서 구름 및 강수의 존재는 채널1 밝기온도를 상승시켰다. 모델 재분석의 온도 자료에서 재구성된 채널1 온도는 하부 대류권의 열적 상태만을 반영하기 때문에, 육지와 해양에 관계없이 저위도에서 높고 고위도에서 낮은 분포를 나타내었다. 재구성된 채널1 온도와 위성관측 채널1 밝기온도값의 차를 이용한 분석에서는 해양에서 계절에 따른 열대 및 남태평양 수렴대, 그리고 해빙의 위치 변동을 추정할 수 있었다. TRMM의 강수량 자료는 1998년 1월부터 2000년 12월까지, 그리고 1998년 8월부터 2001년 7월까지의 두 기간 자료로 나누어 1998년 초에 있었던 엘니뇨 효과를 경험직교함수 분석으로 조사하였다. 월평균 강수값의 분석에서 첫 번째 모드는 북반구에서 강수가 여름에 증가하고 겨울에 감소하는 연주기를 반영하였다. 아노말리 분석에서는 엘니뇨가 발생한 시기에 열대 중태 평양에서 강한 강수대가 나타났으며 엘니뇨 후(또는 리니냐 기간)에는 열대성태평양과 열대 및 남태평양 수렴대로 이동하였다. 엘니뇨 시기에 한반도에서의 강수 형태는 열대 중태평양과 양의 상관을 가지므로 한반도에서 강수가 증가하는 경향이 있다. 증발량의 시공간 변동은 강수량에 비해 엘니뇨의 영향이 상대적으로 약하였다. 그러나, 강수가 증가하는 지역에서는 대체로 증발량이 감수하여 두 변수 사이에는 음의 상관이 있었다. 월평균 증발량 분석에서 첫 번째 모드는 증발량이 북반구에서 여름에 감소하고, 겨울에 증가하는 연주기를 보였다. 강수량(P)고 증발량(E) 사이의 차로 계산된 P-E의 공간 분포가 강수 경우와 유사하였으며, 이는 강수의 높은 시공간 변동을 반영하였다. 담수 수지에 대한 강물 방출량의 기여는 여섯 개의 해역 모두에서 10%보다 작았다.