• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.37 no.2
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• pp.231.1-231.1
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• 2012

한국해양과학기술원 해양위성센터에서 주관운영을 수행하고 있는 천리안 위성의 해양탑재체인 천리안 해양관측위성(이하 GOCI)은 정지궤도위성용 해색센서로서, 태양을 광원으로 지구상의 해수 표면 부근에서 반사되어 대기를 통과한 가시광 및 근적외 대역을 8개 밴드로 분광하여 관측하는 센서이다. 해색센서의 경우, 일반적으로 센서에 입사되는 광신호의 약 90%가 대기에 의한 신호이며, 약 10%에 해당되는 신호만 원래 관측목적인 해수에 의한 신호이기 때문에, 5% 이내의 높은 복사보정 정확도가 요구된다. 이러한 높은 복사보정 정확도를 만족시키기 위해서는, 지상에서의 현장관측을 통한 위성자료 검보정 뿐만 아니라, 발사 후 위성 궤도상에서 센서의 복사보정을 수행하는 궤도상 복사보정이 체계적으로 수행되어야 한다. GOCI는 태양을 기준광원으로 하는 태양광 복사보정을 채택하여, 센서의 셔터부에 태양광 복사보정을 위한 2개의 태양광확산기(Solar Diffuser)를 장비하고 있다. 본 발표에서는 궤도상 시험 후 약 16개월에 걸친 궤도상 복사보정 운영결과와 관련하여, 발사 후 일별, 월별, 계절별 등 각 기간별 센서의 이득변화를 관찰하였으며, 그 결과 1년을 기준으로 약 3% 범위로 주기적인 이득 변화가 있음을 확인하였다. 지상시험결과와의 비교에 의해, 태양광확산기에 대한 태양입사각이 이러한 주기적인 이득 변화의 주 원인임을 궤도상 복사보정 운영결과를 통해 밝히고자 한다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.106-106
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• 2011

지표면으로 입사하는 태양 복사 에너지를 정확하게 산출하는 것은 에너지 수지 방법을 이용한 유역 분석의 신뢰도를 높이는데 기여할 수 있다. 태양 복사 에너지는 지형 인자와 대기 인자를 이용하여 산정할 수 있으나 기상관측장비 특성상 지점값 위주의 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 이러한 공간적 제약을 완화하기 위해 원격탐사 기법을 이용하여 지표면에 들어오는 태양 복사 에너지를 산출하고자 하였다. 시간, 공간적으로 중규모 해상도를 가지고 있는 Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer(MODIS) 위성 관측 이미지를 이용하여 태양 복사 에너지의 시공간 분포를 산정하고 그 결과를 연구 지역인 광릉/해남 KoFlux site의 지상 관측값을 이용하여 검증함으로써 산정 모형의 국내 적용성을 확인하였다. 비교적 적은 수의 인자를 필요로 하는 Allen et al.(2007) 태양 복사 에너지 산정 모형과 36가지의 서로 다른 파장 이미지를 이용하여 산출된 MODIS 대기 자료를 이용하여 결과를 산정함으로써 모형의 간편성 및 효율성을 확인할 수 있었다. 특히 광릉/해남 KoFlux site 관측치와 모형 산정값과의 상관계수가 각각 0.95, 0.96으로 매우 높은 값을 가짐으로써 모형의 높은 신뢰성을 검토하였다. 향후 연구의 결과로써 얻어진 태양 복사 에너지의 시공간 분포특성 분석을 통해 에너지 수지 방법의 정확성을 향상시키고자 한다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.35 no.1
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• pp.33-39
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• 2007

This paper is aimed at the development of a software that predicts the surface temperature profiles of three-dimensional objects on the ground by considering the spectral solar radiation through the atmosphere. The spectral solar radiation through the atmosphere is modeled by using the well-known LOWTRAN7 code which analyzes the detailed spectral transmission characteristics by considering the atmospheric gas layers. In this paper, the transient temperature distribution over a cylinder is calculated by using the semi-implicit method. The spectral radiative surface properties such as the absorptivity and emissivity of the objects are used to model the effects of the solar irradiation and the surface emission. Both the detailed spectral modeling and the simple total modeling for the solar radiation absorption show fairly good agreement with each other by showing less than 3% difference in surface temperature.

• Proceedings of the KSRS Conference
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• 2009.03a
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• pp.167-171
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• 2009

정지궤도에서는 세계 최초의 해양관측위성으로 개발된 정지궤도 해양위성(GOCI, Geostationary Ocean Color Imager)은 통신해양기상위성(COMS, Communication, Ocean and Meterological Satellite)의 탑재체로서 2009년말 발사 예정이다. 정지궤도 해양위성의 복사보정은 센서의 전기적 특성에 의한 잡음을 제거하기 위한 암흑전류 교정(Dark Current Correction)을 먼저 수행한 다음, 주운영지상국인 해양위성센터(KOSC, Korea Ocean Satellite Center)에서 수신된 위성의 원시자료의 Digital Number(DN)를 실제 해양원격탐사에서 이용하는 물리량인 복사휘도(Radiance, $W/m^2/{\mu}m/sr$)로 변환하는 복사보정을 수행한다. 정확도 높은 복사보정을 수행하기 위해서는 기준광원의 복사휘도와 센서의 물리적 특성을 정확하게 알아야 한다. 정지궤도 해양위성 궤도상 복사보정(on-orbit radiometric calibration)에서는 태양이 기준광원이기 때문에, 기준 태양복사모델(Thuillier 2004 Solar Irradiance Model)에서 지구-태양간 거리 변화(1년 주기)를 보정한 태양의 방사도 (Irradiance)를 이용하고, 태양입사각에 대한 태양광 확산기의 감쇄 특성 변화를 고려하여 센서에 입력되는 복사휘도를 계산한다. 센서의 물리적 특성으로 인한 복사보정의 오차를 줄이기 위해 우주방사선 및 우주먼지(space debris)로 인해 위성 운용기간 중 그 특성이 저하되는 태양광 확산기(solar Diffuser)의 특성변화를 모니터링하기 위한 DAMD(Diffuser Aging Monitoring Device)를 이용한다. 정지궤도 해양위성 주관운영기관인 한국해양연구원의 해양위성센터에서는 정지궤도 해양위성 복사보정을 수행하기 위한 S/W를 통신해양기상위성 자료처리시스템 개발사업의 일환으로 개발하였으며, 관련 성능 시험을 수행하고 있다.

• Proceedings of the Korean Environmental Sciences Society Conference
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• 2005.11a
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• pp.54-57
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• 2005

본 연구를 진행함에 있어 도심지역과 인근지역에서 태양 복사에너지 감쇠 효과와 특징에 대하여 보다 면밀히 연구할 필요성을 느낄 수 있었으며, 겨울과 여름 두 계절을 통해 대구 가톨릭대학교 옥상과 대구기상대에서 관측된 수평면 일사량을 비교한 결과 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다. 1) 대구 도심은 인근 하양 지역에 겨울철에 비해 여름철에 태양 복사에너지의 감쇠가 더 크다. 2) 대구 도심은 인근 하양 지역에 비해 맑은 날 보다는 여름철 흐린 날에 태양 복사에너지의 감쇠가 더 크다. 3) 겨울철은 인근 하양지역과 대구 도심에서 태양 복사에너지 차이가 거의 나타나지 않았다. 4) 여름철 오후 대구 도심 지역 대기는 인근 하양 지역에 비해 태양복사에너지 대기투과율이 감소하였다.

• Journal of the Korea Institute of Building Construction
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• v.17 no.1
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• pp.63-72
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• 2017

This research investigated the effect of solar radiation on the temperature distribution in concrete mat foundation. Zhang and Huang Model was utilized to estimate solar radiation heat at a given date and time. A one-dimensional finite element formula was derived with the fundamental laws of heat transfer and Galerkin method. Based on the formula, a one dimensional finite element analysis code was developed using MATLAB. Hydration heat analysis of mat foundation were conducted using the developed code. It was found that the solar radiation reduced the maximum temperature difference in mat foundation, and this temperature difference reduction was more prominent in case of summer season cast, a higher initial concrete temperature, and a thicker mat foundation depth. The research recommended that the solar radiation should be considered in hydration heat analysis of concrete mat foundation so as not to overestimate the maximum temperature difference in mat foundation.

• Journal of the Korean earth science society
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• v.43 no.2
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• pp.312-323
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• 2022

This study began with the hypothesis of whether "solar radiation" and "terrestrial radiation" can be replaced by "visible radiation" and "infrared radiation", respectively. To this end, we investigated the perceptions of high school students who completed the Earth Science I course through a questionnaire to reveal how they perceived each concept. We also analyzed the descriptions and illustrations of textbooks that may have affected their perceptions. All of the students who participated in the questionnaire recognized solar radiation as radiation emitted only in the visible light region. About 35% of the students recognized convection, conduction, and latent heat as energy transfer by radiation in the Earth's heat budget. By analyzing six types of Earth Science I textbooks in the 2015 revised curriculum, we observed that two types introduced the terms "shortwave radiation" and "longwave radiation" but had no explanation for them, while the other two described solar radiation as "radiation mainly in the visible light region" or "radiation in short wavelengths". Regarding solar and terrestrial radiation in the last two types, there was no explanation for the wavelength regions, or ambiguous terms such as "short wavelength" and "long wavelength" were used. In addition, the two textbooks contained some errors in the illustration of the energy budget. Considering that textbooks described solar and terrestrial radiation without defining the exact terms for shortwave and longwave radiation, learners are likely to recognize solar and terrestrial radiation as visible and infrared radiation, respectively. This finding implies that vague statements or errors in textbooks can cause or reproduce students' misconceptions. The discussion in this study is expected to be used as a helpful reference material for teaching and learning processes regarding the Earth's radiation equilibrium and heat budget, and thereby contribute to proposing reasonable description plans for future textbook writing.

• International Union of Geodesy and Geophysics Korean Journal of Geophysical Research
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• v.21 no.1
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• pp.31-46
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• 1993

A radiative transfer model with two-stream/delta-Eddington approximation has been developed to calculate the vertical distributions of atmospheric heating rates and radiative fluxes. The performance of the model has been evaluated by comparison with the results of ICRCCM (Intercomparison of radiative codes in climate models). It has been demonstrated that the presented model has a capability to calculate the solar radiation not only accurately but also economically. The characteristics of ultraviolet-B radiation (UV-B; 280-320nm) are examined by comparison of relation between the flux at the top of atmosphere and that at the surface. The relation of UV-B is quadratic due to the strong ozone absorption in this band. Also, the dependence of the UV-B radiation on the stratospheric ozone depletion and stratospheric aerosol haze due to volcanic eruption on the stratospheric ozone depletion and stratospheric aerosol haze due to volcanic eruption has been tested with various solar zenith angles. The surface UV-B increases as the solar zenith angle increases. The existence of stratospheric aerosols causes an increase in the planetary albedo due to the aerosols' backscattering. The planetary albedo with aerosol's effect has been increases as the solar zenith angle is not sensitive. It may be caused by the fact that the aerosols' scattering effect becomes saturated with the relatively long path length in a large solar zenith angle. Finally, the regional impact of stratospheric aerosols due to volcanic eruption on the intensity of UV-B radiation at the surface has been estimated. A direct effect is that the flux is diminished at the low latitudes, while it is enhanced in the high latitudes by the aerosols' photon trap or twilight effect. In the high latitudes, both aerosols' scattering and ozone absorption have strong and opposite impacts to the surface UV-B radiation is located at the mid-latitudes during spring season in both hemispheres.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.38 no.6
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• pp.577-585
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• 2010

This paper is a part of developing a software that predicts the infrared signal emitted from a ground object by considering solar irradiation. The radiance emitted from a surface can be calculated by using the temperature and optical characteristics of the surface object. The bidirectional reflectance distribution function (BRDF) is defined as the ratio of reflected radiance to incident irradiance. It is a very important surface reflection property that decides the reflected radiance from the object. In this paper, the spectral radiance received by a remote sensor over the mid-wave infrared(MWIR), and the long-wave infrared(LWIR) regions are computed and compared each other for several different materials. The results show that the optical surface properties such as the BRDF and the emissivity of the object surface can play a major role in generating the infrared signatures of various objects, and the largest infrared signal may reach up to 10 times the smallest one when the infrared signals obtained from a flat plate with different surface conditions under the sun light.

• Proceedings of the KSRS Conference
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• 2008.03a
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• pp.125-130
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• 2008

Mid-Infrared (MIR) 영상은 화산 활동 및 산불로 인한 재난관측, 지표물질 관측, 해수 온도 측정과 같은 분야들에서 사용되고 있다. 그러나 MIR영역은 지표의 복사율과 대기의 영향으로 인한 변화가 매우 심하고, 낮 영상의 경우 태양 복사량에 의한 영향도 고려해야 하는 어려움이 있다. 따라서 단일밴드인 MIR영상을 이용하여 표면온도를 얻기 위해서는 영상이 취득된 시간과 장소에서 관측된 태양 복사량 및 여러 가지 대기 변수가 필요하다. 본 연구의 목적은 기존의 MIR 영상 연구가 다중밴드를 기반으로 한 것과 달리 단일 밴드의 영상을 이용하여 표면온도를 측정하는데 있다. 이를 위하여 MODIS MIR 영상을 대상으로 MODTRAN을 사용하여 MIR 영역의 대기보정 기법을 적용 한 뒤 복사전달 모델을 이용하여 지표의 복사량을 측정하였다. 획득된 지표온도 영상의 정밀도를 측정하기 위해서 기존의 온도 알고리즘인 split-window algorithm에 의해 얻어진 해수온도 영상과의 비교를 통하여 오차 원인에 대해 분석을 실시하였다. 그 결과 낮 영상의 경우 -4.19${\pm}$1.19$^{\circ}C$ 정도의 온도 차가 났으며, 밤 영상의 경우 0.5$^{\pm}C$0.39$^{\circ}C$ 정도로 비교적 좋은 결과를 보였다. 이는 낮 영상의 경우 지표의 복사율에 대한 온도의 민감도가 매우 높기 때문에 높은 오차가 발생하지만, 밤 영상의 경우 태양빛에 의한 영향이 없으므로 좋은 결과를 나타내기 때문이다. 따라서 단일밴드 MIR영상을 이용한 지표온도 추정 시 대기에 의한 영향보다 지표 복사율에 의한 영향이 높다고 추정할 수 있다.