시계열적 Landsat 영상에 의한 호수의 표면수온과 계절적 수직 온도구배 현상 분석 이훈열, 한향선 강원대학교 지구물리학과 (hoonyol@kangwon.ac.kr)

주요 내용 1992-2004년도, 최대 26개 Landsat 위성에서 한강수계 댐호 수온 산출 실측수온과 비교를 통한 통계적 대기 보정 소양강 위성온도의 이상 고온 현상 발견 하천형 댐호와 호소형 댐호의 차이 고찰 댐호의 온도구배현상과 계절적 혼합층 분포 분석

연구지역 및 자료 파로호 연구지역: 한강수계 댐호. 위성자료: 1992-2004년. Landsat-5, -7, Thermal Band. 최대 26개 자료(ETRI). 실측수온자료: 소양호(4개소), 파로호(3),춘천호(3), 의암호(3), 청평호(3), 팔당호(5). 춘천호 소양호 의암호 청평호 팔당호

“위성수온” 산출 NASA 방법 DN to Radiance Lλ = Gain * DN + Offset Radiance to Temperature 개선된 센서별 상수 제공됨 (Chander and Markham, 2003 in IEEE TGRS) 대기보정 필요.

“실측수온” 자료 한강유역환경청, 원주지방환경청 한국 수자원공사 소양강댐 관리단 한강 수계 댐(화천, 춘천, 의암, 청평, 팔당) 1992년부터 현재까지 매월 1회 측정 자료 수심 0-5m (표층) 한국 수자원공사 소양강댐 관리단 소양강댐 2003년까지는 수심 10m. 2004년부터는 수심 5m로 바뀜. 2001에서 2004까지 5미터 단위로 수심별 온도자료

통계적 대기보정 날짜 평 균 표준편차 소양호를 제외한 하류 댐호들에서 실측수온과 위성수온의 차이에 대한 평균과 표준편차 계산 날짜 평 균 표준편차 1994년 06월 01일 -3.254 1.839 1994년 07월 26일 -6.732 1.892 1997년 06월 16일 -1.182 3.485 1997년 12월 25일 -7.071 2.601 1998년 10월 02일 -4.288 1.233 1999년 03월 02일 -1.165 1.667 1999년 05월 21일 -3.344 2.456 1999년 06월 30일 -0.720 1.118 2000년 03월 13일 -2.393 0.676 2000년 04월 06일 0.235 0.891 2000년 05월 08일 1.204 0.924 2000년 09월 04일 -0.630 0.938 2000년 09월 29일 -2.327 1.143 2001년 09월 23일 -4.866 2.977 2001년 11월 19일 -2.741 0.692 날짜 평 균 표준편차 2002년 02월 14일 -1.947 0.882 2002년 03월 11일 -0.213 0.466 2002년 04월 28일 -1.190 1.369 2004년 01월 03일 -0.215 1.014 2004년 02월 04일 -4.426 2.149 2004년 02월 20일 -0.856 2.512 2004년 02월 28일 -1.866 2.030 2004년 03월 23일 -0.036 0.770 2004년 04월 01일 -4.260 2.809 2004년 04월 17일 -0.259 1.338 2004년 04월 24일 -0.596 0.912 2004년 06월 11일 -3.123 2.871 2004년 07월 29일 -2.767 2.366 2004년 09월 24일 -3.324 1.136 소양호를 제외한 하류 댐호들에서 실측수온과 위성수온의 차이에 대한 평균과 표준편차 계산 표준편차가 작은(2 이하) 날짜의 평균 수온편차만을 전체 보정값으로 사용

2001년 11월 19일, 평균= -2.741, 표준편차= 0.692

2004년 09월 24일, 평균= -3.324, 표준편차= 1.136

2004년 07월 29일, 평균= -2.767, 표준편차= 2.366

1997년 06월 16일 평균= -1.182, 표준편차= 3.485

Beautiful Cloud (사용 안함) 1998년 10월 02일 평균= -4.288, 표준편차= 1.233

소양호에서는 위성온도가 실측온도보다 높다? 왜 그럴까?

하천형 댐호와 호소형 댐호 하천형 댐호 호소형 댐호(소양호) 수심이 얕고 상부 댐에서의 지속적인 유입으로 일년 내내 상부 혼합층 존재. 수심 0-5m에서 수온 실측 호소형 댐호(소양호) 수심이 깊고 갈수기에는 유입량이 거의 없기 때문에, 봄에서 여름까지 상부 혼합층 없고, 일조량 증가에 따른 수직 온도구배 발달. 수심 5-10m에서 상층 수온 실측 김종민, 박준대, 노혜란, 한명수, 2002, 소양호와 팔당호 수질의 수직 및 계절적 변화, K. J. Lim., 35(1), 10-20.

결론 하류의 하천형 댐호에서는 연중 혼합층 존재하여, 수심 0-5m에서 측정한 실측수온과 표층(0.2mm)에서 측정되는 위성수온이 거의 일 치. 하류 댐호의 실측수온으로 위성수온의 통계적 대기보정 가능. 호소형 댐호인 소양호에서는 수심 5-10m 실측수온과 표층 위성수 온과의 차이 발생. 호소형 댐호인 소양호에서의 계절적인 수직 온도구배 현상을 인공위 성으로 관측했다는데 의의. 시계열적 위성자료와 실측자료의 축적으로 호소학(Limnology)적 접근 가능.

감사합니다.