수중배경소음 특성을 활용한 해양 강우 유무 판별 기법 연구

Abstract

해양강우 모니터링은 해수면에서 기상부이에 설치된 관측장비로 직접 측정되는 방법과 인공위성을 활용하여 추정하는 방법이 있다. 그러나 해양기상부이 및 인공위성을 이용한 해양강우 모니터링 방법은 공간해상도 및 시간해상도가 낮고 고비용의 문제가 존재한다. 따라서, 해양강우를 시공간적으로 고해상도 모니터링하기 위한 대안으로 수중배경소음을 이용한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 2018년 4월 5일부터 30일까지 약 26일간 미국 Oregon 연안에서 측정된 수중배경소음의 파워 스펙트럼 밀도(Power Spectral Density, PSD) 계산 결과와 인근 해상부이에서 측정된 풍속, 강우량을 비교하였다. 풍속의 경우, 1 kHz에서의 PSD 값을 이용한 회귀분석을 통해 풍속이 추정되었으며, 결정계수 0.91의 매우 유의미한 결과를 얻었다. 강우 유무 판별은 강우가 존재하는 경우의 PSD 결과의 특징을 패턴인식에 적용하여 수행되었으며, 강우량은 강우량과 가장 상관계수가 높은 13 kHz의 PSD 값과 풍속을 이용한 회귀분석을 통해 추정되었다. 그 결과, 강우 유무 판단은 90% 이상의 정확도를 나타냈다.