위성자료를 이용한 몽골의 일사량 분포 특성

Abstract

몽골의 태양-기상자원지도는 위성자료 및 재분석 자료를 이용하여 개발되었다. 태양복사량은 단층 태양복사모델을 이용하였으며 입력자료는 SRTM, MODIS, OMI, MTSAT-1R 등의 위성관측자료와 전구모델의 재분석자료를 이용하였다. 계산된 결과는 NCEP/NCAR 재분석 DSWRF 자료를 이용하여 계산된 일사량을 검증하였다. 몽골은 서부의 산악지역과 중남부의 사막 및 반사막지대로 이루어져 있으며 대륙 내부에 위치하여 강수량이 적고 맑은 날이 많아 동일 위도상의 다른 지역과 비교하여 높은 일사량이 나타난다. 서부 산악지역은 고도가 높아 태양에너지가 많이 도달되는 곳임에도 불구하고 일사량이 낮게 나타난다. 그 이유는 산악지역에 존재하는 연중 적설이 위성자료의 구름탐지 알고리즘에서 구름으로 오탐지 되기 때문이다. 따라서 청천지수뿐만 아니라 일사량 또한 낮게 계산된다. 남부지역은 상대적으로 높은 가강수량과 에어로솔 광학두께가 나타났으나 다른 지역에 비해 위도가 낮고 청천지수가 높아 일사량이 높게 나타나는 것으로 분석된다. 계산된 월 누적 일사량은 547.59 MJ로써 전 지점에서 약 2.89 MJ로 높게 계산되었으며 상관성은 0.99였고 평방근오차(Root Mean Square Error; RMSE)는 6.17 MJ 이었다. 월별 통계 값을 계산하였을 때 상관성이 가장 높은 월은 10월로 0.94였고 3월은 0.62로 가장 낮게 나타났다. Mongolia's solar-meteorological resources map has been developed using satellite data and reanalysis data. Solar radiation was calculated using solar radiation model, in which the input data were satellite data from SRTM, TERA, AQUA, AURA and MTSAT-1R satellites and the reanalysis data from NCEP/NCAR. The calculated results are validated by the DSWRF (Downward Short-Wave Radiation Flux) from NCEP/NCAR reanalysis. Mongolia is composed of mountainous region in the western area and desert or semi-arid region in middle and southern parts of the country. South-central area comprises inside the continent with a clear day and less rainfall, and irradiation is higher than other regions on the same latitude. The western mountain region is reached a lot of solar energy due to high elevation but the area is covered with snow (high albedo) throughout the year. The snow cover is a cause of false detection from the cloud detection algorithm of satellite data. Eventually clearness index and solar radiation are underestimated. And southern region has high total precipitable water and aerosol optical depth, but high solar radiation reaches the surface as it is located on the relatively lower latitude. When calculated solar radiation is validated by DSWRF from NCEP/NCAR reanalysis, monthly mean solar radiation is 547.59 MJ which is approximately 2.89 MJ higher than DSWRF. The correlation coefficient between calculation and reanalysis data is 0.99 and the RMSE (Root Mean Square Error) is 6.17 MJ. It turned out to be highest correlation (r=0.94) in October, and lowest correlation (r=0.62) in March considering the error of cloud detection with melting and yellow sand.