천리안 2A호와 히마와리 8호 기반 일사량 추정값과 종관기상관측망 일사량 관측값 간의 비교 (Comparison between Solar Radiation Estimates Based on GK-2A and Himawari 8 Satellite and Observed Solar Radiation at Synoptic Weather Stations)

서지정보

· 발행기관 : 한국농림기상학회
· 수록지 정보 : 한국농림기상학회지 / 25권 / 1호 / 28 ~ 36페이지
· 저자명 : 강대균, 조영상, 현신우, 김광수

초록

일사량은 작물 생산성 평가를 위한 작물 생육 모델의 주요 입력 변수 중 하나로 사용되지만 관측이 어려워 다른 기상 변수들에 비해 관측값의 확보가 어렵다. 천리안 2A호와 히마와리 8호 위성 일사량 자료가 제공 되기 시작하면서, 작물 생육과 태양광 발전을 결합한 영농형 태양광 시설 하에서의 작물 생산성 평가를 위한 일사량 자료를 확보하기 용이해졌다. 본 연구의 목적은 이들 인공위성 일사량 자료의 신뢰도를 비교하는 것이다. 이를 위해 2020년 5월부터 10월까지 인공위성 일사량 자료를 수집하여 일별 일사량의 평균 제곱근 편차 (RMSE)와 정규 평균 제곱근 편차(NRMSE)를 계산하였다. 인공위성 일사량 자료가 작물 생육 모의 결과의 신뢰도에 미치는 영향을 파악하기 위해 연구기간 동안의 일사량 누적값을 비교하였다. 본 연구의 결과 히마와리 8호 일사량 자료가 천리안 2A호 일사량 자료보다 RMSE와 NRMSE가 작은 것으로 나타났다. 누적 일사량을 비교한 결과에서도 히마와리 8호 일사량 자료 누적값이 천리안 2A호 일사량 자료 누적값보다 오차가 작았다. 본 연구의 결과는 작물 생산성 평가에 히마와리 8호 일사량 자료를 사용하는 것이 천리안 2A호 일 사량 자료를 사용하는 것보다 불확도를 줄일 수 있다는 것을 시사한다. 후속 연구에서 히마와리 8호 일사량 자료를 사용한 영농형 태양광 시설 하에서의 작물 생산성 및 태양광 발전량에 대한 분석이 이루어져야 할 것이다.

영어초록

Solar radiation that is measured at relatively small number of weather stations is one of key inputs to crop models for estimation of crop productivity. Solar radiation products derived from GK-2A and Himawari 8 satellite data have become available, which would allow for preparation of input data to crop models, especially for assessment of crop productivity under an agrivoltaic system where crop and power can be produced at the same time. The objective of this study was to compare the degree of agreement between the solar radiation products obtained from those satellite data. The sub hourly products for solar radiation were collected to prepare their daily summary for the period from May to October in 2020 during which both satellite products for solar radiation were available. Root mean square error (RMSE) and its normalized error (NRMSE) were determined for daily sum of solar radiation. The cumulative values of solar radiation for the study period were also compared to represent the impact of the errors for those products on crop growth simulations. It was found that the data product from the Himawari 8 satellite tended to have smaller values of RMSE and NRMSE than that from the GK-2A satellite. The Himawari 8 satellite product had smaller errors at a large number of weather stations when the cumulative solar radiation was compared with the measurements. This suggests that the use of Himawari 8 satellite products would cause less uncertainty than that of GK2-A products for estimation of crop yield. This merits further studies to apply the Himawari 8 satellites to estimation of solar power generation as well as crop yield under an agrivoltaic system.

참고자료

· 없음