수도권지역의 지상기반 원격탐사자료를 이용한 지표면 태양에너지 산출 (Estimation of Surface Solar Radiation using Ground-based Remote Sensing Data on the Seoul Metropolitan Area)

서지정보

· 발행기관 : 한국지구과학회
· 수록지 정보 : 한국지구과학회지 / 39권 / 3호 / 228 ~ 240페이지
· 저자명 : 지준범, 민재식, 이한경, 채정훈, 김상일

초록

2015년부터 최근까지 차세대도시농림융합기상사업단에서는 수도권에 위치한 도시기상 관측소에서 관측된 기상자료(14소), 운고계(2소) 그리고 마이크로웨이브 라디오미터(MWR, 7소) 자료를 이용하여 태양에너지를 산출하였다. 수 도권지역에 위치한 운고계에서 관측된 후방산란계수와 MWR에서 추정된 액상물량을 이용하여 구름광학두께와 운량을 산출하였다. 각각의 원격탐사장비에서 산출된 운량을 태양복사모델에 입력하여 지표면에 도달하는 태양에너지를 계산하 였다. 추정된 태양에너지를 관측과 비교한 결과, 중랑과 광화문지점에서는 과소추정이 나타났다. 선형회귀분석한 결과 0.8이하의 기울기를 나타냈고 ―20 W/m2의 음의 편차와 120 W/m2의 평방근오차(RMSE)가 나타났다. 그리고 MWR을 이용하여 추정된 태양에너지의 정확도(평균 결정계수(R2)=0.8)와 오차율(평균 RMSE=110 W/m2)이 향상되었다. 월별 산 출된 운량과 태양에너지는 운고계를 이용하여 산출하였을 때 운량이 0.09 이상 크게 나타났으며 태양에너지가 50 W/m2 이상 낮게 산출되었다. 지점에 따라 차이는 있었으나 대체로 7월과 9월의 RMSE가 50 W/m2 이상 크게 계산되었다. 결과적으로 일누적 태양에너지는 광화문지점에서 가장 높은 상관성이 나타났고(R2=0.80, RMSE=2.87 MJ/Day), 구로지점 에서 상관성이 가장 낮았다(R2=0.63, RMSE=4.77 MJ/Day).

영어초록

Solar energy is calculated using meteorological (14 station), ceilometer (2 station) and microwave radiometer (MWR, 7 station)) data observed from the Weather Information Service Engine (WISE) on the Seoul metropolitan area. The cloud optical thickness and the cloud fraction are calculated using the back-scattering coefficient (BSC) of the ceilometer and liquid water path of the MWR. The solar energy on the surface is calculated using solar radiation model with cloud fraction from the ceilometer and the MWR. The estimated solar energy is underestimated compared to observations both at Jungnang and Gwanghwamun stations. In linear regression analysis, the slope is less than 0.8 and the bias is negative which is less than ―20 W/m2. The estimated solar energy using MWR is more improved (i.e., deterministic coefficient (average R2=0.8) and Root Mean Square Error (average RMSE=110 W/m2)) than when using ceilometer. The monthly cloud fraction and solar energy calculated by ceilometer is greater than 0.09 and lower than 50 W/m2 compared to MWR. While there is a difference depending on the locations, RMSE of estimated solar radiation is large over 50 W/m2 in July and September compared to other months. As a result, the estimation of a daily accumulated solar radiation shows the highest correlation at Gwanghwamun (R2=0.80, RMSE=2.87 MJ/day) station and the lowest correlation at Gooro (R2=0.63, RMSE=4.77 MJ/day) station.

참고자료

· 없음