다중 위성 자료를 이용한 산림에서의 실제 증발산량과 수분지수 산출

Abstract

생태학·수문학적으로 지표 특성을 표현하는 변수인 증발산 (Evapotranspiration)은 전 지구 물 순환과 에너지 수지에 중요한 역할을 한다. 증발산량의 산출은 지상관측과 경험적 방법에 의한 추정이 대부분이지만 이는 시·공간적 대표성이 부족하며 조밀한 관측망 구축에 어려움이 따른다. 이에 본 연구에서는 실제 증발산량 산출을 위한 변수들에 대해 위성 자료를 사용하여 산출함으로써 그 한계를 극복하였다. 실제 증발산량 산출 시 중요한 변수 중에 하나인 현열 산출은 다양한 입력 변수가 사용되어 그 과정이 복잡하고 산출이 쉽지 않으므로 경험적 계수인 B를 사용하여 단순화하였다. 또한 B 계수 산출 변수 중 공기역학적 저항은 식생의 높이에 따라 오차가 발생 할 수 있으므로 본 연구에서는 산림을 고려하여 지표 에너지 수지식에 기반을 둔 동아시아 영역에 대한 실제 증발산량 모델을 제시하였다. 산출된 실제 증발산량은 한국과 중국 두 영역에 대해 Priestley-Taylor 가능 증발산량을 통한 검증 (한국: RMSE 1.0179 mm/day, bias 0.4516 mm/day, 중국: RMSE 3.4308 mm/day, bias –0.2313 mm/day)과 Penman-Monteith 가능 증발산량을 통한 검증 (한국: RMSE 2.0350 mm/day, bias 0.7549 mm/day, 중국: RMSE 4.4204 mm/day, bias –0.4334 mm/day)을 수행하였으며 검증 결과를 통해 산림에서의 실제 증발산량이 전반적으로 잘 산출되었음을 알 수 있었다. 이렇게 산출된 실제 증발산량을 수분지수와 상관성 분석을 수행함으로써 증발산량에 영향을 미치는 입력변수들의 관계에 대해 분석하였으며 분석 결과 실제 증발산량과 수분지수는 R2 0.9835의 지수상관관계을 보였다. 실제 증발산량은 위성 관측을 통한 기후 정보로써 전 지구 에너지 및 물 순환 예측 연구와 기후 시스템에 미치는 피드백 과정 예측 등 과학적 근거를 제공하여 위성자료의 활용성을 증대시킬 수 있을 것이다.