정지위성(MTSAT-1R) 관측에서 전구지역의 안개 탐지 및 자료처리시스템

Abstract

In this study, using observational data of stationary satellite (MTSAT-1R) from January to November, 2008, first, the spatial mapping of fog in global area was computed and verified and then, observational process of fog in COMS (Communication, Ocean and Meteorological Satellite) was analyzed. For a remote observation of fog, here, the difference between brightness temperature with a wavelength range of 3.75㎛ and brightness temperature with a wavelength range of 10.8㎛ under the condition of daytime and nighttime was used and additionally, visible reflectance of a wavelength range of 0.68㎛ was used as well. At the twilight time, the difference between T11 value and the maximum value of T11 during 15 days in advance was used. In order to determine threshold value in fog detection, the value derived from MTSAT-1R data from March, 2006 to February, 2007 and from January to November, 2008 were compared with ground measured value during the same period and analyzed. The maximum value of CSI (Critical Success Index) in statistical verification of fog detection intended using this threshold value was 0.5 in spring, 0.375 in summer, 0.258 in fall and 0.182 in winter and the maximum value of HR (Hit Rate) was 0.979 in spring, 0.963 in summer, 0.938 in fall and 0.940 in winter respectively. Fog detection process in data process system in the future COMS was presented in phases through six modules as following: data input, array allocation and dissolution of fog detection area, analysis of clouds, reading its products, computation of fog detection area and output of fog detection. The higher clouds over the layer of fog cause considerable errors for fog detection, so to revise it, temperature condition of 850 hPa (T11>TNWP_850hPa) from NWP (Numerical Weather Prediction) data in the daytime and condition of T11>270±5K in the nighttime were used. Information of fog detection calculated in this study will be used efficiently for continental, aeronautical and ocean weather forecasts in the future.;본 연구에서는 2008년 1월부터 11월 기간의 정지위성 (MTSAT-1R) 관측자료를 이용하여 전구 지역의 안개 공간 분포도를 산출․검증하고, COMS (Communication, Ocean and Meteorological Satellite) 자료처리시스템에서의 안개 탐지 과정을 보였다. 여기서는 안개 원격탐지를 위하여 주야간에 3.75㎛ 파장대 휘도온도(T3.7)와 10.8㎛ 파장대 휘도온도(T11) 간의 차이(적외차; T3.7-11)를 이용하였으며, 주간에는 추가적으로 0.68㎛ 파장대 가시반사도(R0.68)도 사용하였다. 여명기에는 T11값과 사전 15일 기간의 T11 최대값 간의 차이를 이용하였다. 안개탐지 경계값을 결정하기 위하여 2006년 3월-2007년 2월, 그리고 2008년 1-11월 기간의 MTSAT-1R 자료를 같은 기간의 지상 관측값과 비교․분석하였다. 이 경계값을 사용하여 유도된 안개 탐지에 대한 통계적 검증에서 CSI (Critical Success Index) 최대값은 봄에 0.5, 여름에 0.375, 가을에 0.258, 겨울에 0.182, 그리고 HR (Hit Rate) 최대값은 봄에 0.979, 여름에 0.963, 가을에 0.938, 겨울에 0.940이었다. 장차 COMS 자료처리시스템에서 안개탐지 과정을 다음의 여섯의 모듈을 통하여 단계적으로 제시하였다; 자료 입력, 안개탐지 영역의 배열 할당 및 해제, 구름분석, 산출물 읽기, 안개탐지 영역의 계산, 안개탐지 출력. 안개층 위의 상층운은 안개탐지에 있어서 상당한 오차를 유발하므로 이를 보정하기 위하여, 주간에 NWP (Numerical Weather Prediction) 자료의 850 hPa 기온 조건(T11>TNWP_850hPa), 그리고 야간에는 T11>270±5K 조건을 사용하였다. 본 연구에 의해 산출된 안개탐지 정보는 육상, 항공 및 해양 기상 예보에 유용하게 이용될 수 있다.