SMOS 위성의 밝기온도를 이용한 한반도 지역의 토양수분 복원 알고리즘 개발과 검증

Abstract

기후변화 및 자연재해에 직접적인 연관이 있는 수문현상의 해석에 있어서 정확한 수문인자 파악은 매우 중요하다. 여러 수문인자 중 토양수분은 토양의 공극 안에 있는 수분으로 그 양은 매우 적으나 지표와 대기 사이의 수분 및 에너지 교환을 함으로써 수문현상을 이해하는데 필수적인 인자이다. 최근 인공위성을 이용한 토양수분 관측이 각광받고 있으며, 현재 토양수분을 관측하는 가장 최신 위성 중 하나가 Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS)위성은 토양수분과 해양염도를 관측한다. SMOS 위성은 토양의 수분에 민감하게 반응하는 L-band (1.4GHz) 대역의 밝기온도를 관측하여 높은 정확도로 토양수분을 산정한다. 하지만 한반도 지역은 Radio Frequency Interferences (RFI)에 의한 결측이 많아 토양수분 Product의 직접적인 이용이 어렵다. 따라서 본 연구에서는 SMOS 위성의 밝기온도 Product를 이용하여 복원 알고리즘을 통해 한반도 지역의 토양수분을 산정하였다. 이렇게 산정된 토양수분을 자체적으로 센서를 설치, 관리한 수레의산과 유량조사사업단의 청미천 지역 지점관측 토양수분과 비교하였다. 이 결과 복원된 토양수분의 값이 지점관측과 다소 차이가 나는 것을 확인하였다. 이의 추가적인 검증을 위해 RFI가 심하지 않다고 알려진 호주 지역에 대하여 복원 알고리즘을 적용하여 토양수분을 산정하였다. SMOS 위성의 토양수분 Product와 복원 알고리즘에 의해 산정된 토양수분을 비교한 결과 높은 상관성을 보임을 확인하였다. 이를 통해 SMOS 위성이 관측하는 한반도 지역의 밝기온도 역시 RFI의 영향을 받은 것을 확인할 수 있다. 따라서 SMOS 위성의 밝기온도를 이용하여 토양수분을 산정하기 위해서는 추가적으로 RFI에 대하여 보정 작업이 필요할 것으로 판단된다.