한반도의 일사량 추정을 위한 청천일 모델의 비교 평가 (Evaluation of Clear Sky Models to Estimate Solar Radiation over the Korean Peninsula)

서지정보

· 발행기관 : 한국측량학회
· 수록지 정보 : 한국측량학회지 / 33권 / 5호 / 415 ~ 426페이지
· 저자명 : 송아람, 최원석, 윤창열, 김용일

초록

구름의 영향 없이 지표면에 도달하는 일사량을 추정하는 것은 일사량 자원지도의 궁극적인 목표이며, 이는 청천일 모델(clear sky model)을 사용하여 이론적으로 추정할 수 있다. 일사량 지도의 정확도는 청천일 모델의 정확도와 연결되기 때문에 연구목적과 연구지역에 적합한 청천일 모델을 선정하고 분석하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 대기혼탁 인자를 사용하여 일사량을 추정하는 고차원 모델(ESRA, Dumortier, MODTRAN)과 태양고도를 변수를 하는 일차원 모델(Bourges, PdBV)을 사용하여 한반도의 청천일 일사량을 추정하였으며, 실제 측정 자료와 비교하여 한반도에 적합한 청천일 모델을 분석하고자 하였다. 천리안 기상위성의 가시영상을 사용하여 구름이 없는 청명일을 참조자료로 추출하였으며, RMSE와 MBE를 계산하여 모델별 오차를 분석하였다. 연구결과, Bourges와 PdBV 모델이 실측치와 가장 낮은 RMSE를 가졌으며, PdBV는 계절에 상관없이 비교적 일정한 MBE값을 가졌다. 또한 봄-초여름 기간에 일차원모델은 일사량을 과소 추정하는 경향을 보였으며, 고차원모델은 겨울에 일사량을 과대 추정하는 것으로 나타났다. 추후 모델별로 나타난 오차의 경향 및 계절에 따른 오차를 보정하는 추가 연구를 통하여, 한반도에 최적화된 청천일 일사량 모델을 수정 및 개발할 예정이다.

영어초록

Solar radiation under a clear sky is a important factor in the process by which meteorological satellite images are converted into solar radiation maps, and the quality of estimations depends on the accuracy of clear sky models. Therefore, it is important to select models appropriate to the purpose of the study and the study area. In this instance, complex models were applied using Linke turbidity, including ESRA, Dumortier, and MODTRAN, in addition to simple models such as Bourges and PdBV, which consider only the solar elevation angles. The presence of cloud was identified using the Communication, Ocean, and Meteorological Satellite and the Meteorological imager (COMS MI), and reference data were then selected. In order to calculate the accuracy of the clear sky models, the concepts of RMSE and MBE were applied. The results show that Bourges and PdBV produced low RMSE values, while PdBV had relatively steady RMSE values. Also, simple models tend to underestimate global solar irradiation during spring and early summer. Conversely, in the winter season, complex methods often overestimate irradiation. In future work, the cause of overestimation and other factors will be analyzed and the clear sky models will be adjusted in order to make them suitable for the Korean Peninsula.

참고자료

· 없음