Himawari-8 정지위성 영상 자료를 활용한 표층 해류 산출 기법 개발 및 쿠로시오 해역에의 적용

Abstract

해류는 매우 중요한 해양 변수 중 하나로서, 특히 표층 해류는 해양 환경뿐만 아니라 대기와의 상호작용을 통해 기상 현상 및 기후 변화 등에 직접적인 영향을 미친다. 보다 정확하고 해류 정보를 지속적으로 획득하기 위한 연구가 국내외에서 지속적으로 진행되어 왔으며, 그 중에서 시공간적으로 연속적인 자료를 얻을 수 있는 위성 자료를 활용한 해류 산출 방법이 활용되고 있다. 그 중 Maximum Cross­Correlation (MCC) 알고리즘이 가장 보편적으로 활용되어 왔으며, 최근에 Zero-mean Sum of Absolute Differences (ZSAD), Zero-mean Sum of Squared Differences (ZSSD) 알고리즘이 제시되었다. 본 연구에서는 Himawari­8/Advanced Himawari Imager (AHI) 열적외 채널 자료에 세 알고리즘을 적용하여 표층 해류를 산출하고, 그 결과를 비교 분석하였다. 각 알고리즘으로 쿠로시오해류 해역의 표층 해류장을 산출한 결과 서로 유사한 양상을 보였다. 오차 발생 비율은 알고리즘에 따른 차이가 거의 나타나지 않았으며, 표층 해류 산출 연산에 소요되는 시간은 ZSAD와 ZSSD 알고리즘이 MCC 알고리즘에 비해 각각 24%, 18% 감소하였다. 산출된 표층 해류는 인공위성 추적 표층 뜰개 자료와 인공위성 고도계 자료로 계산한 표층 해류를 통해 검증하였고, 세 가지 알고리즘의 정확도는 모두 유사한 범위의 값으로 나타났다. 또한 산출된 표층 해류의 정확도는 휘도 온도 수평 구배의 크기와 두 영상 사이의 시간 간격에 의해 영향을 받았다. 추가적으로, 일본 남쪽 연안을 따라 흐르는 쿠로시오 표층 해류의 일변화 특성을 규명하였다. 본 연구는 기존의 MCC 알고리즘을 대체할 수 있는 알고리즘으로 ZSAD 및 ZSSD 알고리즘이 비교우위를 보임을 밝혔으며, 시공간 해상도가 높은 Himawari­8/AHI 자료가 표층 해류 산출에 유용하게 활용될 수 있음을 보였다는 것에 의의가 있다.