Ⅳ . 해양법상 도서의
5. 결 론
본 연구에서는 Boussinesq 방정식 모델을 이용 하여 쇄파내에서의 파고분포와 쇄파유도류를 계
산하는 기법을 제시하였으며 과거에 수행하였던 이어도 해양과학기지의 수리모형 (1/120)에 적용 하였다. 이 계산결과를 이용하여 모형구조물에 작용하는 유체력을 계산하여 수리모형실험 결과 와 비교하였다. 세부 결론은 다음과 같다.
방정식 모델에 의한 계산결과는 실 - Boussinesq
험결과와 비교적 잘 일치하였다. 특히, 쇄파대의 중심선을 따라 고파고를 보였던 기존의 완경사방 정식 모델 결과와는 달리 전 쇄파대내에서 저파 고를 형성하였다. 계산결과를 보면 천퇴 정상부 상류쪽에서는 파랑류 발생이 미미하나 하류쪽에 서는 쇄파에 의하여 파고는 대폭 감소한 반면, 실스케일에서 정도의 강한 파랑 0.54 m/s ( 6 m/s)
류가 형성되는 것으로 나타났다.
이어도 구조물에 작용하는 파력과 그리고 쇄파 -
유도류가 가미된 유체력을 계산하여 실험치와 비 교한 결과, 전반적으로 잘 일치하는 것으로 나타 났다. 구조물이 쇄파대에 위치하는 NNW 파향의 경우에서 흐름이 복합된 유체력은 단순 파고에 근거한 파력보다 약 7배 이상의 큰 값을 보아는 것으로 나타났다.
상기와 같이 파랑이 수중 천퇴부를 넘어 쇄파 하는 경우 파고는 작게 형성되지만 강한 흐름 쇄파유도류 이 발생한다 따라서 임의의 해양
( ) . ,
구조물이 쇄파대에 위치할 경우에는 단순히 가시 적인 파고에만 근거한 파력산정은 과소설계를 초 래할 가능성이 있으며 구조물의 안정설계를 위해 서는 쇄파유도류의 유속이 가미된 상태이서의 유 체력을 정확히 산정하여 반영힐 필요가 있다.
사 사
본 연구는 한국해양연구원에서 수행하는 2006 년도 이어도 종합해양과학기지의 활용연구 중 비선형 불규칙 파랑전파모델의 쇄파거동에 대
“
한 수치해석” 사업의 결과 중 일부를 발췌한 것 임.
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이어도 연구회 발표 논문집 (2007) 년 월 일
2007 3 9 pp. 133-137
이어도 해양과학기지에 설치된 해수분광측정기를 이용한 위성자료의 검보정 연구
A Study on Cal/Val of Satellite Data Using Spectroradiometer Installed in IEODO Ocean Research Station
유주형1, 문정언2, 안유환3, 심재설4
Joo-Hyung Ryu1, Jeong-Eon Moon2, Yu-Hwan Ahn3 and Jae-Seol Shim4
서 론 1.
해색위성자료로부터 정량화된 해수환경분석 자 료를 얻기 위해서는 센서기기 보정, 대기보정과 해수환경 분석 기술이 개발되어야 한다. 이 세 과정 중 하나라도 부실하게 되면 위성자료의 효 용성은 떨어지게 됨으로 모든 위성계획에는 보정 및 검증 프로그램이 운용된다. NASA SeaWiFS의 경우, 5년간 절대오차 5 % 이내의 수출 광량 자료를 생산하는 것을 (water leaving radiance)
목표로 잡고 현장관측을 이용한 검보정을 위하여 막대한 비용을 들여 하와이 부근에 해양광학 부 이 MOBY (Marine Optical Buoy)를 운영하고 있다
과 또한 전 세계
(Hooker et al., 2003 2005). ,
해양을 대상으로 한 SeaBASS와 같은 다양한 현장 관측 프로그램을 지원하고 있다. 유럽 복합위성 인 Envisat의 해색 센서인 MERIS의 대기보정과 해색 알고리즘의 검보정을 위하여 독일의
섬에 를 설치 운영하고
Helgoland sunphotometer
있으며, 이 섬까지의 여객선을 이용하여 해색 알 고리즘의 정밀도를 감시하고 있다 한국해양연구( 원, 2002).
우리나라의 우주개발중장기 계획에 따라 다목 적위성 1호에 탑재된 해색센서(Ocean Scanning 를 시작으로 년 Multispectral Imager, OSMI) 2008
에는 통신해양기상위성의 정지궤도 해색센서 가 발 (Geostationary Ocean Color Imager, GOCI) 사될 예정이다. 따라서 국외 위성자료를 사다가 이용만 했던 시대와는 달리 앞으로 국내위성의 검보정을 통하여 정확한 센서 정보와 위성자료를 국내외에 제공하여야 한다. 특히 우리나라 주변 해역은 맑은 해역(Case-I water)과 탁한해역 이 공존하는 지역으로 기존의 맑 (Case-II water)
은 대양에 맞춰 개발된 대기보정과 해수환경 분 석 알고리즘을 사용하기 위해서는 검증이 요구 된다.
이러한 관점에서 이어도 해양과학기지에 설치 된 해수분광측정기에 의해 매시간 측정되는 총수 출광량(total water leaving radiance, ), 대기 광량(sky radiance, ), 해수에 입사되 는 하향 광도(downwelling irradiance, 등의 자료는 해색자료의 대기보정과 )
해수분석 알고리즘의 정밀도 검증에 활용될 수 있으며, 계절별로 변하는 양자강의 부유퇴적물 영향을 파악할 수 있다 유주형 등( , 2006).
1 발표자: 한국해양연구원 해양위성연구단 선임연구원
2 한국해양연구원 해양위성연구단 박사과정
3 한국해양연구원 해양위성연구단 책임연구원
4 한국해양연구원 연안방재연구사업단 책임연구원
Fig. 1. Location of IEODO ocean research station.
자료 및 방법 2.
본 연구에 사용된 이어도 해양과학기지의 해수 분광측정 자료들은 2003년 5월부터 2006년 1월까 지 Satlantic 사의 OCR-3000 KORDI HyperSAS 시 스템을 이용하여 관측된 자료들이다. KORDI 시스템의 구성은 수괴로부터 해수표면 HyperSAS
을 통과하여 나오는 광량인 수출광량과 대기로부 터 나오는 광량인 대기광량을 각각 측정하는 분광측정기 개와 방향에 관계없이 MiniSpec-R 2
해수로 입사되는 하향 광량을 측정하는 분광측정기 개로 구성되어 있으며
MiniSpec-I 1 ,
추가적으로 IR센서, GPS 시스템, 제어상자인 가 포함되어 있다
STOR-X (Fig. 2).
Fig. 2. Satlantic HyperSAS OCR-3000 and systematic diagram.
와 분광측정기는 개
MiniSpec-R MiniSpec-I 256 의 채널, 300-1200nm의 측정범위와 3.3nm의 분광 해상도를 가지고 있으며, MiniSpec-R의 는 이다 이어도 해양과 FOV(Field of View) 11.5° .
학기지의 분광측정기에서 측정되는 수출광량은 해수면으로부터 약 24m의 위치에서 관측하고 있 으므로 대기의 광량도 일부 포함하고 있다. 따 라서 대기의 영향을 제거하여 순수한 수출광량을
얻기 위해서 다음과 같은 식을 이용하였다.
λ λ λ λ θ (1)
여기서, λ 는 파장 λ에 대한 분광측정 기에서 해수면으로 향하여 측정된 수출광량과 대 기광량의 총량이며, λ 는 파장 λ에 따른 분광측정기의 대기상공을 향하여 측정된 대기광 량, λ θ 는 파장 λ와 입사각 θ에 따른 값으로 본 연구에서는 입사 Fresnel reflectance
각이 30°일 때 파장에 관계없이 0.025를 사용하 였다 (문정언 등, 2006).
그러므로 이어도 해양과학기지의 스펙트로미터 로 측정된 원격반사도( )는 수출광량( )과 방향에 관계없이 해수에 입사되는 모든 하향광량 ( )의 비 값으로 다음과 같은 식으로 계 산하였다.
λ λ
λ (2)
본 연구에 사용된 SeaWiFS 자료는 한국해양연 구원에서 1998년부터 2006년 1월까지 수신한 자 료들 중에서 이어도 해양과학기지의 스펙트로미 터 측정기간과 동일한 시기의 자료들을 선별하였 다. SeaWiFS 위성자료의 처리는 SeaDAS(SeaWiFS 을 이용하여 위성에서 수 Data Analysis System)
신한 Level 0 자료를 센서, 지형과 radiance 보 정 처리하여 Level 1A 자료를 생산하고, 생산된 자료를 대기보정과 각종 분석 알고리즘 Level 1A
을 적용함으로서 Level 2 자료를 생산하였다. 이어도 해양과학기지의 분광측정기의 원격반사 도와 비교하기 위하여 SeaWiFS Level 2 자료로부 터 얻은 원격반사도는 다음과 같은 식에 의하여 계산되었다 (Zibordi et al., 2002).
(3)
여기서, 는 SeaWiFS의 8개 밴드를 나타내 고, 는 대기권 밖에서 측정한 태양복사량
이고
(solar irradiance) , 는 대기가 없고 태 양의 광량이 지표면과 수직을 형성한다고 가정할 때, 해수표면을 통과해서 나오는 수출광량
을 의미한 (normalized water leaving radiance) 다.
Fig. 3. Comparison Lw of HyperSAS and ASD Fieldspec and SeaWiFS at Jul. 19, 2004.