Estimation of Aerosol Vertical Profile from the MODIS Aerosol Optical Thickness and Surface Visibility Data

MODIS 에어러솔 광학두께와 지상에서 관측된 시정거리를 이용한 대기 에어러솔 연직분포 산출

This study presents a modeling of aerosol extinction vertical profiles in Korea by using the Moderate Resolution Imaging Spectro-radiometer(MODIS) derived aerosol optical thickness(AOT) and ground based visibility observation data. The method uses a series of physical equations for the derivation of aerosol scale height and vertical profiles from MODIS AOT and surface visibility data. The modelled results under the standard atmospheric condition showed small differences with the standard aerosol vertical profile used in the radiative transfer model. Model derived aerosol scale heights for two cases of clean(${\tau}_{MODIS}=0.12{\pm}0.07$, visibility=$21.13{\pm}3.31km$) and hazy atmosphere(${\tau}_{MODIS}=1.71{\pm}0.85$, visibility=$13.33{\pm}5.66km$) are $0.63{\pm}0.33km$ and $1.71{\pm}0.84km$. Based on these results, aerosol extinction profiles can be estimated and the results are transformed into the KML code for visualization of dataset. This has implications for atmospheric environmental monitoring and environmental policies for the future.

본 연구에서는 MODIS 인공위성으로 분석된 에어러솔 광학두께 자료와 지상에서 관측된 시정거리 자료를 이용하여 에어러솔 연직분포 모델링을 수행하였다. 위성과 지상관측자료로부터 에어러솔의 척도 고도를 구할 수 있었으며, 그 결과는 복사전달 모델에서 사용되고 있는 표준대기 모델과 비교에서 만족할 만한 수준의 근사치를 보였다. 그리고 실제 사례로서 대기가 청명한 경우(${\tau}_{MODIS}=0.12{\pm}0.07$, 시정거리=$21.13{\pm}3.31km$)와 혼탁한 경우(${\tau}_{MODIS}=1.71{\pm}0.85$, 시정거리 =$13.33{\pm}5.66km$)에 대해서 적용하여 척도 고도를 산정한 결과는 각각 전국 평균값으로서 $0.63{\pm}0.33km$와 $1.71{\pm}0.84km$로 나타났다. 그리고 이 결과를 바탕으로 대기 에어러솔 소산계수의 연직분포를 구할 수 있었으며, 최종적으로 KML 형식으로 코딩되어 관심 영역의 대기 환경 특성 변화를 감시하는데 도움이 될 것으로 기대된다.