Retrieval of High Resolution Surface Net Radiation for Urban Area Using Satellite Remote Sensing Technique and CFD Model Data

Abstract

순복사는 증발산량과 같은 지구 순환의 열원으로 사용되는 총 복사 에너지의 총량으로 정의할 수 있으며, 순 장파복사량과 순 단파복사량의 합으로 얻어질 수 있다. 순복사는 저장열, 현열, 잠열과 균형을 이루며, 지표면에서의 다양한 규모의 에너지 분포와 수문학적 순환 과정을 이해하는데 필수적이다. 또한 순복사를 모니터링 함으로써 열섬 현상과 도시화 경향을 파악할 수 있다. 이를 위해서는 정확도 높은 순복사가 계산되어야 하며, 연속적이며 높은 공간해상도를 필요로 한다. 따라서 본 연구에서는 위성 자료와 수치모델인 CFD모델 자료를 이용하여 도시화가 진행 중인 은평구 뉴타운 지역의 고해상도 순복사를 산출 및 모니터링 하고자 한다. 높은 정확도를 가지는 고해상도 순복사를 산출하기 위해서는 순복사에 가장 큰 영향을 미치는 일사량이 정확하게 산출되어야 한다. 이를 위해서 전천을 의미하는 공간적 범위만큼 Hemispherical integration 및 오차 보정을 통해 일사량을 산출하였다. 이 결과를 바탕으로 고해상도 위성기반의 알베도, CFD모델 기반의 기온을 함께 이용하여 도심지역에서의 고해상도 지표 순복사를 산출하였다. 은평구 플럭스타워 지역에서 관측된 순복사와 비교한 결과, 주 ∙ 야간 전체 RMSE 54.29 Wm-2, Bias 27.42 Wm-2, 주간 RMSE 71.12 Wm-2, Bias 25.66 Wm-2의 정확도를 보였으며, 전체적으로 지점 관측 자료와의 유사한 경향을 보였다. 또한 산출된 순복사는 강수와 같은 기상상태를 잘 반영하였으며, 공간적 분포에서 식생 및 인공지물 지역에 대한 순복사의 특징을 잘 나타냈다.