그림 6-2-4은 실험실에 배양된 C. polykrikoides 적조종의 다양한 농도에서의 흡광자 료와 적조 발생해역의 쇄설성 물질 및 용존유기물의 흡광계수를 가지고 계산된 C.
polykrikoides 반사도 스펙트럼과 2014년과 2015년 8월 적조 발생해역에서 관측된 반사도 스펙트럼을 비교한 것이다.
일반적으로 적조라고 할 수 있는 것은 식물성 플랑크톤이 일정 농도이상(>10 ) 증식이 일어나야 하기 때문에 앞에서 언급한 것처럼 식물플랑크톤에 의한 흡광 효과가 가장 크며, 그 다음으로 쇄설성 물질에 의한 흡광 효과 그리고 용존 유기물에 의한 효 과 순으로 나타난다(그림 6-2-2). 반사도 모델에서 계산된 C. polykrikoides 적조종의 반 사도 스펙트럼 특징을 살펴보면;
1. 반사도는 모든 파장에서 증가된 흡광의 영향으로 상대적으로 매우 낮은 값을 나타 내고, 청색파장과 녹색파장 사이의 반사도 차로 인하여 급격한 경사를 나타낸다. 또한 적조종의 흡광이 증가할수록 반사도의 파장과 파장 사이의 뚜렷한 경사가 나타난다.
2. 청색파장에서는 412 가 443 보다 증가된 스펙트럼을 특징을 나타낸다. 이것 은 용존유기물이 상대적으로 식물플랑크톤 흡광이나 쇄설성 물질의 영향보다 적을 경우 나타난다. 만약 용존유기물의 영향이 상대적으로 증가 되어질 경우, 412 가 443
보다 낮아지며 모든 청색파장이 ~0에 가까운 값으로 수렴하게 되고 녹색파장의 피크와 차이도 커진다.
3. 청색파장(547 )과 적색파장(667 ) 사이의 기울기 및 높이의 차는 쇄설성 물 질의 농도에 영향을 받는다. 쇄설성 물질의 농도가 증가할수록 적색파장의 값이 증가하 면서 녹색파장과 유사한 값을 가지게 되고 두 파장 사이는 경사가 완만한 스펙트럼을 형태를 가진다.
그림 6-2-4. (a) Hydrolight simulation에서 계산된 C. polykrikoides 반사도 스펙트럼과 2014년과 2015년 적조 발생해역에서 관측된 스펙트럼 비교. (b) 모델 및 현장 적조 반사도를 547 파장 으로 normalize한 스펙트럼.
그림 6-2-3 (b)에서 보이듯 청색파장에서 녹색파장까지 현장관측 및 모델 반사도는 유사한 스펙트럼 특징을 나타내고 있다. 다만 적색파장의 fluorescence 피크는 현장에서 관측된 반사도의 경우 녹색파장과 유사한 값을 가지는 반면 모델에서 모사된 반사도의 경우 상대적으로 녹색파장보다 낮은 값을 나타내었다. 이러한 결과는 모델자료보다 상 대적으로 부족한 현장관측 반사도 자료에 의한 것이며 다양한 범위의 자료를 가질 경우 이와 유사한 경향을 보일 것이다.
4. 현장-모델-위성 C. polykrikoides 반사도 비교
그림 6-2-5는 2007년 8월 14일 국립수산과학원의 적조 발생 보고를 근거로 하여 MODIS Aqua 위성에서 관측된 C. polykrikoides 적조종 반사도 스펙트럼을 2014년과 2015 년 현장관측에서 관측된 반사도 및 모델 반사도와 비교한 것이다. 국립수산과학원의 적 조속보는 여수 돌산도, 남해도, 사랑도 및 거제남부 해역에 대해서 적조 발생을 보고했 다. 위성 RGB 영상과 엽록소 a 농도는 적조 발생 해역에서 discolored된 구조와 엽록소 a 농도 이상을 나타냈다. C. polykrikoides 적조로 추정되는 위성 반사도는 모든 파장에 서 낮은 값을 보이고, 녹색파장과 적색파장에서 피크를 나타냈다. 청색파장에서 녹색파 장까지의 반사도 스펙트럼 특징은 위성, 현장 및 모델에서 유사하게 나타났지만, 청색파 장에서 적색파장 사이의 경사는 차이를 보였다. 위성에서 계산된 반사도가 적색파장에
서 마이너스를 나타내었는데 이것은 대기보정의 문제로 인하여 나타나는 현상이다. 그 러나 이 부분을 제외한 C. polykrikoides 적조종의 위성 반사도 스펙트럼은 반사도 모델 에 의해 재현된 스펙트럼 및 현장값의 스펙트럼 특징들과 일치했다.
그림 6-2-5. 2007년 8월 14일 적조 발생에서 관측된 (a) MODIS Aqua RGB 영상, (b) 엽록소 a 농 도, (c) 적조 추정되는 위성 반사도와 현장관측 반사도, (d) 위성 반사도와 모델 반사도, (e) 위성- 현장-모델 반사도를 547 로 normalize한 스펙트럼
그림 6-2-6는 2007년 8월 17일 동해안 외해에서 적조로 추정되는 MODIS Aqua 위성 영상과 관측된 C. polykrikoides 적조종 반사도 스펙트럼, 2014년과 2015년 현장관측에서 관측된 반사도 및 모델 반사도를 비교한 것이다. 국립수산과학원의 적조속보는 남해안 및 동해 연안의 적조 발생을 보고 하였지만, 울릉도 남부까지 확장된 적조에 대한 보고 는 없었다. 엽록소 a 농도는 위성 RGB 영상에서 녹색으로 보이는 해역보다 discolored된 구조에서 증가된 엽록소 a 농도를 나타냈다. C. polykrikoides 적조로 추정되는 위성 반 사도는 모든 파장에서 낮은 값을 보였고, 녹색파장과 적색파장에서 피크를 가졌다. 엽록 소 a 농도가 증가할수록 모든 파장에서 반사도는 감소하는 특징을 나타내었다. 청색파 장에서 녹색파장까지의 반사도 스펙트럼 특징은 위성, 현장 및 모델에서 유사하게 나타 났다. 그리고 위성 적조 반사도 스펙트럼은 그림 6-2-5에서 보였던 마이너스 값은 없었 고, C. polykrikoides 적조종의 반사도 모델에서 계산된 반사도 스펙트럼은 현장 및 위성
값 반사도를 잘 재현하여 모델의 반사도 스펙트럼 특징들이 위성 및 현장값과 잘 일치 하였다.
그림 6-2-6. 2007년 8월 17일 적조 발생에서 관측된 (a) MODIS Aqua RGB 영상, (b) 엽록소 a 농 도, (c) 적조 추정되는 위성 반사도와 현장관측 반사도, (d) 위성 반사도와 모델 반사도, (e) 위성- 현장-모델 반사도를 547 로 normalize한 스펙트럼.
그림 6-2-7은 2013년 8월 13일 국립수산과학원의 적조 발생 보고를 근거로 하여 MODIS Aqua 위성에서 관측된 C. polykrikoides 적조종 반사도 스펙트럼을 2014년과 2015 년 현장관측에서 관측된 반사도 및 모델 반사도와 비교한 것이다. 국립수산과학원의 적 조속보는 남해안 및 포항 부근 해역에서 적조 발생을 보고했다. 동해안에서 발견된 적 조 구조와는 달리 남해안 적조 구조는 복잡한 구조를 보였고 위성 RGB 영상과 엽록소 a 농도 영상에서 잘 나타나고 있었다. 증가된 엽록소 a 농도 해역은 위성 RGB 영상에서 진한 녹색이나 갈색을 띄고 있었다. C. polykrikoides 적조로 추정되는 위성 반사도는 모 든 파장에서 낮은 값을 보이지만 상대적으로 청색과 녹색파장에서 증가된 스펙트럼 형 태를 가지고 있었다. 이는 높은 농도부터 낮은 농도의 적조를 포함하고 있는 엽록소 a 농도에서 계산된다. 청색파장에서 녹색파장까지의 반사도 스펙트럼 특징은 위성, 현장
및 모델에서 유사하게 나타났다. 위성 적조 반사도 스펙트럼의 청색과 적색 파장은 그 림 6-2-5에서 보였던 마이너스를 나타내었지만, C. polykrikoides 적조종의 반사도 모델 에서 계산된 반사도 스펙트럼은 현장 및 위성값 반사도를 잘 재현하였고 스펙트럼 특징 들이 위성 및 현장값과 잘 일치하였다.
그림 6-2-7. 2013년 8월 13일 적조 발생에서 관측된 (a) MODIS Aqua RGB 영상, (b) 엽록소 a 농 도, (c) 적조 추정되는 위성 반사도와 현장관측 반사도, (d) 위성 반사도와 모델 반사도, (e) 위성- 현장-모델 반사도를 547 로 normalize한 스펙트럼.
그림 6-2-8은 2015년 9월 8일 국립수산과학원의 적조 발생 보고를 근거로 하여 MODIS Aqua 위성에서 관측된 C. polykrikoides 적조종 반사도 스펙트럼, 2014년과 2015 년 현장관측에서 관측된 반사도 및 모델 반사도를 비교한 것이다. 국립수산과학원의 적 조속보는 탁도 높은 해역인 완도 부근 해역에서 적조 발생을 보고했다. 주위의 탁도 때 문에 위성 RGB 영상과 엽록소 a 농도 영상에서 뚜렷한 적조 구조가 발견되었다. 증가된 엽록소 a 농도 구조가 패치를 이루고 발달되어 있는 것을 볼 수 있으며, 증가된 엽록소 a 농도 해역은 위성 RGB 영상에서 진한 녹색이나 갈색을 띄고 있었다. C. polykrikoides 적조로 추정되는 위성 반사도는 모든 파장에서 낮은 값을 보였고 특히, 위성 적조 반사 도 스펙트럼의 청색에서 급격한 감소를 보이면서 마이너스 값을 나타내었다. 443 에 서의 급격한 감소 경향으로 인하여 위성 반사도 특성은 기존의 현장관측 반사도 및 모
델 반사도에서 보였던 특징과는 일치하지 않았다. 이것은 흡광의 증가로 인하여 대기보 정 과정에서 오류가 발생하면서 청색부근의 파장에서 문제를 일으켰기 때문으로 보인 다. 이 문제에 대한 개선 방안이 앞으로 필요하다.
그림 6-2-8. 2015년 9월 8일 적조 발생에서 관측된 (a) MODIS Aqua RGB 영상, (b) 엽록소 a 농 도, (c) 적조 추정되는 위성 반사도와 현장관측 반사도, (d) 위성 반사도와 모델 반사도, (e) 위성- 현장-모델 반사도를 547 nm로 normalize한 스펙트럼