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J. Korean Soc. Oceanogr. Vol.22, No.3, pp.57-68, 2017 FREE ACCESS Article https://doi.org/10.7850/jkso.2017.22.3.057 pissn : 1226-2978 시계열해수면온도산출을위한이어도종합해양과학기지열적외선관측시스템구축 강기묵 1 김덕진 1* 황지환 1 최창현 1 남성현 1,2 김성중 1 조양기 1,2 변도성 3 이주영 3 1 서울대학교지구환경과학부, 2 서울대학교해양연구소, 3 국립해양조사원해양과학조사연구실 Establishment of Thermal Infrared Observation System on Ieodo Ocean Research Station for Time-series Sea Surface Temperature Extraction KI-MOOK KANG 1, DUK-JIN KIM 1*, JI-HWAN HWANG 1, CHANGHYUN CHOI 1, SUNGHYUN NAM 1,2, SEONGJUNG KIM 1, YANG-KI CHO 1,2, DO-SEONG BYUN 3 AND JOOYOUNG LEE 3 1 School of Earth and Environmental Sciences, Seoul National University, Seoul 08826, Korea 2 Research Institute of Oceanography, Seoul National University, Seoul 08826, Korea 3 Ocean Research Division, Korea Hydrographic and Oceanographic Agency, Busan 49111, Korea *Corresponding author: djkim@snu.ac.kr Editor Il Joo Moon Received 12 June 2017; Revised 17 August 2017; Accepted 17 August 2017 ABSTRACT 이어도종합해양과학기지 (IORS, Ieodo Ocean Research Station) 주변해역은시 공간적으로해양환경변화가심하여, 해양-대기교환과정을비롯하여해양생태계와기후변화연구에필수적인해수면온도 (SST, Sea surface temperature) 자료의지속적인측정이요구되는해역이다. 본연구에서는이어도종합해양과학기지에열적외선센서를이용하여해수면온도연속관측이가능한시스템을구축하였다. 자동대기보정및해양조건에따른방사율계산이가능한해수면온도추출알고리즘을개발하였고, 현장측정해수면온도자료와의비교및검증을통해정확도를평가하였다. 2015년 5월 17일부터 26일, 그리고 2016년 7월 15일부터 18일까지기지에체류하는동안열적외선관측시스템으로측정된해수면온도와기지부착 CT (Conductivity-Temperature) 및튜브부착수온센서들을이용하여현장에서측정된해수면온도시계열을비교하여상호상관계수 0.72-0.85, 평균제곱근편차 0.37-0.90 C의정확도를얻었다. 이시스템은이어도종합해양과학기지뿐만아니라신안가거초및옹진소청초등의다른종합해양과학기지에도쉽게구축이가능한시스템으로써향후발사될인공위성의해수면온도산출알고리즘개발의테스트사이트나검보정사이트로활용될수있을것으로기대할수있다. Continuous monitoring of spatial and temporal changes in key marine environmental parameters such as SST (sea surface temperature) near IORS (Ieodo Ocean Research Station) is demanded to investigate the ocean ecosystem, climate change, and sea-air interaction processes. In this study, we aimed to develop the system for continuously measuring SST using a TIR (thermal infrared) sensor mounted at the IORS. New SST algorithm is developed to provide SST of better quality that includes automatic atmospheric correction and emissivity calculation for different oceanic conditions. Then, the TIR-based SST products were validated against in-situ water temperature measurements during May 17-26, 2015 and July 15-18, 2015 at the IORS, yielding the accuracy of 0.72-0.85 R-square, and 0.37-0.90 C RMSE. This TIR-based SST observing system can be installed easily at similar Ocean Research Stations such as Sinan Gageocho and Ongjin Socheongcho, which provide a vision to be utilized as calibration site for SST remotely sensed from satellites to be launched in future. Keywords: Sea surface temperature, Thermal infrared, Ieodo Ocean Research Station, Real-time, Automatic atmospheric correction Copyright C 2017 Journal of the Korean Society of Oceanography.

58 The Sea Journal of the Korean Society of Oceanography Vol. 22, No. 3, 2017 1. 서론 해수면온도 (SST, Sea Surface Temperature) 는해양환경변화, 대기-해양상호작용등에영향을주는중요한환경변수중하나이다. 급변하는기후변화를이해하고해양환경예측모델의자료동화를위해서도필수적인측정변수이다. 이어도종합해양과학기지 (IORS, Ieodo Ocean Research Station) 주변해역은시 공간적으로해양환경변화가심한해역임에도불구하고아직까지고품질의신뢰할만한해수면온도관측자료가부족한실정이다 (Park et al., 2008; Cho et al., 2015; Kim et al., 2016). 오늘날에는다양한극궤도및정지궤도인공위성에열적외선 (TIR, Thermal InfraRed) 센서를탑재하여전지구적인해수면온도모니터링이이루어지고있으나, 아직도한반도인근해역과같이해수면온도의시공간변동이큰해역에서는산출수온에상당한오차가발생하고있어양질의검보정사이트를필요로하고있다. 해수면온도검보정을위해 CTD (Conductivity- Temperature-Depth) 센서등을이용한선박현장관측, 표층뜰개 (surface drifter) 등을이용한해수면온도관측등이수행되어왔다 (Jeong et al., 1999; Park et al., 2008; Kang et al., 2014). 그러나열적외선센서가탑재된인공위성으로관측된해수면온도의경우, 해양의표면에해당하는수온 (skin temperature) 을측정하는반면, 표층뜰개에서측정하는수온은수 cm 수 m 수심에서의수온, 선박에서 CTD 등으로현장측정하는수온은수 m 수심의수온에해당하기때문에, 해수면부근에서수심에따라변화하는수온변화를고려한보정이필요하다. 해수면냉각이일어나는밤시간대나강한바람이불어해수의수직혼합이활발한경우에는수 cm 또는수 m 수심의수온과해수면온도의차이가줄어들지만, 해수면가열이일어나는낮시간대나약한바람이불어해수의수직혼합이약하고성층이우세한경우에는최대 2.5 C의차이가발생할수있기때문에정밀한해수면온도관측을위한검보정자료가필요하다 (Gentemann et al., 2003; Donlon et al., 2012). 열적외선센서가탑재된인공위성과항공기자료를활용한한반도인근해역의활용연구는많이진행되어왔다. Landsat-5/7과 NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) 열적외선자료를이용하여새만금방조제완공전후로주변해역의수온변화를공간적으로분석한사례가있고 (Yoon et al., 2009), Landsat TM (Thematic Mapper) 과 MODIS (MODerate resolution Imaging Spectroradiometer) 열적외선자료를이용하여새만금해역시계열해수면온도변동분석연구를수행하기도하였다 (Jeong, 2011). NOAA/AVHRR (Advance Very High Resolution Radiometer) 등의인공위성원격탐사를활용한해수면온도와현장관측수온의비교및검증연구도수행된바있다 (Park et al., 2008). 또한항공기탑재열적외선센서를이용하여지역규모의연안수온관측및선박현장관측자료와의비교연구도진행된바있다 (Kim et al., 2013; Kang et al., 2014; Kim et al., 2015). 연안또는외해역정점에서열적외선센서를이용한모니터링연구는일부진행된바있다. 해외의경우 FLIR HRC-S 센서를이용하여이탈리아라베나 (Ravenna, Italy) 항의방파제 14 m 높이에서 3 km 전방의선박모니터링에활용한사례가있고, 연안정점에부착한열적외선센서를이용하여미국워싱턴의퍼젯사운드 (Puget Sound, WA, United States) 연안에서의열적외선센서를이용한돌고래생태모니터링연구가있었고 (Graber et al., 2011), 국내의경우이어도종합해양과학기지에기설치되었던 IR 센서 (Satlantic사의 Hyper SAS) 를이용하여수온을산출하고이를 AVHRR 위성원격탐사수온자료와의비교 검증하여 1.74 C의평균오차가제시된바있다 (Yoon et al., 2007). 하지만 IR센서의대기보정및해양조건에맞는방사율의적용은이루어지지않았다. 이어도종합해양과학기지의해수면온도관측을위한 IR 센서는그후 Heitronics사의 KT-1985 모델로교체가되었고, 2015년하반기부터는이연구에사용된 FLIR사의 A310 모델로교체가되었다. 아직까지이새로운열적외선센서를이용한해수면온도추출알고리즘의개발과정확도평가가이루어지지않았기에이연구에서는대기보정및해수방사율보정이자동적으로이루어지는해수면온도추출알고리즘을개발하고그정확도를평가하고자한다.

강기묵외 / 시계열해수면온도산출을위한이어도종합해양과학기지열적외선관측시스템구축 59 2. 연구해역 이어도종합해양과학기지 ( 동경 125도 10분 56.81초 / 북위 32도 07분 22.63초, WGS-84 기준 ) 는대한민국마라도에서남서쪽으로 149 km, 일본의도리시마에서서쪽으로 276 km, 중국의서산다오로부터북동쪽으로 287 km 떨어진동중국해북서쪽의한중잠정조치수역내에위치해있다 (Fig. 1). 2003년준공을시작으로해양및기상, 대기환경등의관측이수행되어자료가실시간모니터링되고있는우리나라최초의종합해양과학기지이다. 최근에는해양및기상예보지원과해양과학기지를활용한다학제간연구가수행되고있는해역이며, 해양학적으로는황해의해수순환, 남해의해수유동에관한메커니즘을파악하고, 기후변화등지구환경변화와태풍, 대기환경등연구에중요한위치이기도하다. 현재, 이어도종합해양과학기지에서는기상관측장비 11종, 해양관측장비 14종, 구조물안정성관측장비 4종, 환경관측및기타장비 4종등총 33 종의관측장비가설치되어운영중이다. 특히 2015년하반기부터는 FLIR사의 A310 열적외선센서를이용한해수면온도측정도수행되고있다. CT (Conductivity-Temperature) 센서를이용하여조위에따른수심 2 5 m의수온자료를제공하고는있지만해수면온도자료는그동안제공되지않았다. Fig. 1. Location of Ieodo Ocean Research Station. 3. 자료획득 2015년 5월 17일부터 26일까지이어도기지체류연구를통해임시설치된열적외선센서를이용하여해수면온도관측시계열자료를획득하였다 (1초간격의 587,440개의자료 ). 이듬해 2016년 7월 15일부터 18일까지는열적외선센서의자료의

60 The Sea Journal of the Korean Society of Oceanography Vol. 22, No. 3, 2017 확보와동시에비교 검증을위한현장해수면온도관측실험을수행하였다 (Table 1). 장기간획득된 2016년 7월 18일부터 9 월 7일까지 1분간격 73,440자료는이어도기지의 CT 센서자료와비교를해보았다. 해수면온도산출을위한열적외선센서는 FLIR사의 A310 모델이며, 이센서의특징은 Table 2에나타내었다. 320 240 픽셀의영상크기로모니터링이가능하고, 7.5-13 µm의열적외선스펙트럼범위 (spectral range), 0.05 C (30 C 기준 ) 의온도해상도를가진다. 이어도종합해양과학기지의구조물에의한영향을최소화하기위해직하 (nadir) 가아니라입사각이약 20 가되도록설치하였다. Table 1. Dataset used in this study Date 2015. 05. 17. 26. 2016. 07. 15. 18. 2016.07.18. 2016.09.07 TIR sensor FLIR A310 FLIR A310 FLIR A310 Field of view(fov) 25 18.8º 45 34º 45 34º Sampling rate 1 sec 1 sec 1 min In-situ data - HOBO Water Temp Pro v2 Logger - CT data 5 m, 20 m, 40 m 5 m, 20 m, 40 m 5 m, 20 m, 40 m Table 2. Specification of thermal infrared sensor TIR Sensor FLIR A310 Field of view(fov) 45 34º Spatial resolution(ifov) 1.36 mrad Spectral range 7.5-13 µm Focal length 18 mm Thermal sensitivity 0.05ºC @+30ºC IR resolution 320 240 pixels 동시에이어도종합해양과학기지에설치되어있는 3개의수심 (5, 20, 40 m) 에서관측된수온, 조위, 풍향 / 풍속, 대기온도 / 습도등의자료를획득하였다. 또한현장해수면온도측정에사용된수온센서는 HOBO사의 Water Temp Pro v2 Logger 센서를사용하였다. 이센서의정확도는 ± 0.21 C (0 50 C 범위 ), 정밀도는 0.02 C (25 C 기준 ) 를가지므로열적외선센서로측정된해수면온도와의비교및검증에적합하다. 열적외선센서로관측된해수면온도자료와의비교및검증을위해동일한획득주기 (1분) 로측정되었다. 이어도인근해역은종종높은파고가발생하고, 해수의흐름이일반적으로강하기때문에열적외선센서가관측하는 µm-mm 수심의수온을측정하기는매우어렵다. 따라서다양한해상조건에서의실험을통해구명튜브가운데에 3개의수온센서를각각다른높이에부착하여해수면온도가보다잘관측될수있도록자료를획득하였다. 낮은파고가발생할때에는가장위쪽에위치한수온센서가수면위에위치하여기온을측정하고, 중간위치의센서에서는해수면온도, 가장아래쪽에위치한센서에서는수 cm 수심의수온이측정되도록설정하였다. 높은파고조건에서는튜브의움직임이커지기때문에서로다른센서에서기록된수온자료를상호비교, 분석하여연속적인해수면온도자료가측정되도록하였다 (Fig. 2).

강기묵 외 / 시계열 해수면온도 산출을 위한 이어도 종합해양과학기지 열적외선 관측 시스템 구축 61 Fig. 2. A photo and schematic representation for measuring the sea surface temperature using tube-mounted thermometer. 4. 연구 방법 열적외선 센서를 이용한 해수면온도 추출 방법은 다음과 같은 과정으로 이루어진다. 열적외선 센서로부터 열에너지를 수 집하고, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시켜주는 A/D 컨버터에 의해 14비트의 다이나믹 범위(0 16,383)를 가진 원시 카운트(raw count) 정보를 획득할 수 있다. 원시 카운트는 선형 관계식에 의해 복사 에너지 값으로 변환된다. 그리고 복사 에 너지는 해수의 방사율 및 대기 보정 과정을 거쳐 해수면온도로 변환이 가능하다(Fig. 3). Fig. 3. A schematic representation and process for extracting the sea surface temperature using thermal infrared sensor.

62 The Sea Journal of the Korean Society of Oceanography Vol. 22, No. 3, 2017 열적외선센서로입사되는총복사에너지는 3가지의방사에너지원으로나눌수있다. 해수면자체에서방출한복사에너지와대기에서방출된복사에너지가해수면에서반사되어센서에들어오는에너지, 그리고대기에서방출된복사에너지가바로센서로들어오는에너지등이다. 앞의두복사에너지는모두대기를통과해오는과정에서감쇠된다. 복사에너지의일부를흡수한공기는키르히호프 (Kirchhoff) 법칙에의해흡수한에너지의일부를다시방출하게된다. 해수면의방사율을 로놓고대기의투과율은 라고할때, 열적외선센서에기록되는총복사에너지의양은 로표현되며, 그관계식은다음과같다. (1) 해수면자체에서방출되어대기를투과해오는복사에너지는 로나타낼수있고, 대기에서방출된후해수면에서반사된복사에너지는 로, 그리고대기자체에서방출되어센서로들어오는복사에너지는 로각각나타낼수있다. 대기의온도를 이라고할때, 열적외선센서의스펙트럼범위인 7.5-13 µm파장대역의응답반응함수 (response function) 가고려된총복사에너지합을 으로표현한것이다. FLIR사의 A310 모델의경우 과 이선형의관계가있음이확인되었고 (FLIR Systems), 따라서해수면온도 ( ) 는다음관계식과같이정리될수있다. (2) 여기서 는열적외선센서에서기록된온도를, 는대기에서방출된에너지가해수면에서반사되기직전의유효온 도를각각나타낸다. 은이어도기지내에설치된온습도계센서 (HMP45A) 로부터실시간으로제공 (UDP 자동전송 ) 받 을수있는기온자료를이용하면되고, 는 과대기의방사율을고려하여계산될수있다. Fig. 4. Polynomial fitting model of emissivity between incidence angle and wind speed.

강기묵외 / 시계열해수면온도산출을위한이어도종합해양과학기지열적외선관측시스템구축 63 열적외선센서를이용한해수면온도추출알고리즘개발을위해해수면의방사율결정과대기보정은매우중요한과정이다. 열적외선센서의대기보정을위해이어도기지내에서실시간으로제공되고있는기온과습도자료를이용하였고, 해수면의방사율결정을위해마찬가지로기지내에서실시간으로제공되는풍향 / 풍속자료를활용하였다. 이때, 이어도기지내에서실시간관측자료가기록되는서버에서열화상카메라가운영되는 PC로 UDP (User Datagram Protocol) 를통해실시간으로전송된풍향 / 풍속, 대기온도 / 습도등의정보가사용된다. 또한설치된열적외선센서의입사각이 20 이기때문에방사율결정에입사각의효과도고려될필요가있다. 이를위해 Masuda et al. (1988) 에의해연구된풍속및입사각별방사율측정값을모두수집하여선형회귀관계식을도출하였다. 도출된 3차관계다항식은다음과같고, 풍속및입사각에따른함수의형태는 Fig. 4와같다. (3) 여기에서 w는풍속, i는입사각, 그리고 c는일종의보정상수이다 (default=0). 식 (2) 와 (3), 그리고기온과상대습도로계산된대기투과율 ( ) 등을모두고려하여열적외선센서로부터해수면온도를계산할수있는알고리즘을완성하였고, 이알고리즘을기지내서버에탑재하여해수면온도가 1분간격으로자동산출될수있도록관측시스템을구축하였다. 산출된자료는기지내서버에저장보관되며필요시기지내다른관측자료와함께국립해양조사원으로실시간전송될수있도록그자료의형식을통일하였다. 5. 결과및분석 열적외선기반으로산출된해수면온도의정확도평가를위해두종류의현장측정수온자료와비교분석을수행하였다. 2015년에는해수면온도의현장실측자료가없기때문에기지에수심별로부착된 CT 자료와기지인근에서수행한 CTD 프로파일링캐스트 (profiling casts) 관측자료로부터산출한해수면온도시계열을비교하였고, 2016년에는기지체류기간동안앞에기술된방법의튜브부착수온계 (HOBO사의 Water Temp Pro v2 Logger 센서 ) 를활용한해수면온도시계열자료와직접비교하였다. 첫번째비교자료는 2015년 5월 17일부터 5월 26일까지의이어도기지내에서관측된약 5, 20, 40 m 수심의관측자료를외삽 (extrapolation) 하여얻은해수면온도자료이다. 해당기간동안이어도기지의 3개수심에 CT 센서들이설치되어있으나각 CT센서에압력계가없어조위변화에의한정확한수심을산정하기위해이어도기지인근에서과거수행된 CTD 프로파일링관측을통해파악된수온구조와해당시간의 CT센서기록수온을서로비교하여각 CT 센서들의평균수심정보를산정하였다. 그결과상층 CT센서는 2.8 m(2015년 5월 10일기준 ), 중층 CT센서는 13.9 m(2015년 5월 10일과 5월 14일의평균값기준 ), 하층 CT센서는 31.8 m(2015년 5월 14일기준 ) 수심으로각각결정되었다. 결정된각수심에서의기록된 CT 센서의수온값을단순외삽할경우혼합층 / 수온약층발달수심에따라과대추정또는과소추정이발생될수있으므로추가적으로풍속과의회귀분석을통해보정된외삽기법을적용하여해수면온도로추정하였다. Fig. 5는 CT센서로부터외삽하여추정된해수면온도와열적외선관측시스템으로부터산출된해수면온도와의차이를풍속에따라나타낸것이다. 풍속이강할수록수온차이가커지는것을확인할수있으며, 이는풍속이강할수록혼합층의깊이가깊어져수중센서에기록된수

64 The Sea Journal of the Korean Society of Oceanography Vol. 22, No. 3, 2017 온을외삽할때과대또는과소추정되는것으로해석된다. CT센서로부터외삽후최종보정된해수면온도와열적외선관측시스템으로부터산출된해수면온도와의시계열비교는 Fig. 6과같다. 이자료는 12시간저주파필터 (lowpass filter) 를적용한그래프이며, 그결과상호상관계수 0.72, 평균제곱근편차 0.9 C의정확도를보였다. Fig. 5. Differences between the extrapolated SST and TIR estimated SST with respect to wind speed. Fig. 6. Comparison between the extrapolated SST and TIR estimated SST (after applying 12 h lowpass filter). 두번째비교자료는 2016년 7월 15일부터 7월 18일까지이어도기지체류를통해획득한현장실측해수면온도자료이다. 열적외선센서가촬영하고있는해역에앞에기술된방법으로 3개의수온계가설치된튜브를하여동시에해수면온도를측정한자료와비교한결과앞의첫번째비교보다더양호한결과를얻을수있었다. 단, 3개의수온계에서각각측정한온도를서로비교하여대기온도를기록한것으로판단되는수치는제외하였다. Fig. 7은튜브관측해수면온도와열적외선관측시스템으로부터산출된해수면온도와의시계열비교그림이다. 7월 17일 12:00 이후오후시간대에 HOBO 수온센서의해수면온도가열적외선으로관측된해수면온도보다높게나타나는것은기온에의한효과를표준편차에서많이벗어나는값을제거하였음에도불고하고오차가다소남아있는것으로추정해볼수있다. 비록 3일정도의짧은기간이긴하지만두자료들사이의상호상관계수는 0.85, 평균제곱근편차는 0.37 C의높은정확도를보이고있다 (Fig. 8). 또한통계적인분석을위해두자료의히스토그램을 Fig. 9에나타내었다. 두자료들의차이는평균 0.01 C, 중앙값 0.07 의결과를보이고있다. 이때사용된자료는 1분주기의자료총 3960개중오차범위를초과하는자료 360개를제외한 3600개자료가사용되었다. 계절별장기간현장관측을통한다양한풍속, 대기온도 / 습도조건에따른분석이필요할것으로보인다.

강기묵외 / 시계열해수면온도산출을위한이어도종합해양과학기지열적외선관측시스템구축 65 Fig. 7. Comparison between the tube-mounted thermistor SST and TIR estimated SST. Fig. 8. Comparison between the tube-mounted thermistor SST and TIR estimated SST. Fig. 9. Histogram of SST differences between the tube-mounted thermistor SST and TIR estimated SST. 2016년 7월 16일부터 9월 7일까지보다장기간동안열적외선관측시스템으로부터산출된해수면온도와동일한기간에측정된수심별 CT센서의수온을비교하여 Fig. 10에나타내었다. 1분간격의이동평균필터 (Moving average filter) 가적용된자료가사용되었다. 열적외선관측시스템으로부터산출된해수면온도가수심 5 m의 CT센서수온보다일관성있게높거나비슷하게관측되고있는것을확인할수있었다. 8월 28일경부터해수면온도가수심 5 m의수온과비슷해지는경향을확

66 The Sea Journal of the Korean Society of Oceanography Vol. 22, No. 3, 2017 인할수있는데, 이는 8월 28일경부터일주일이상풍속 20 m/s 이상의강풍이불어상층 5 m 이내수온은감소하고, 20 m 수심의수온은증가하며 ( 단, 반일주기변동성이크다 ), 동시에혼합층의두께가두꺼워져발생한현상으로해석된다. 현장관측기간이상대적으로짧았기때문에보다정밀한해수면온도산출을위한보정에는어려움이따른다. 따라서추후정밀해수면온도산출을위해서는추후장기간의해수면온도현장관측및 CT자료와의비교가이루어져야할것이다. 장기간관측을통한다양한풍향 / 풍속, 대기온도 / 습도조건에따른해수면온도현장관측및 CT 자료가획득된다면보다엄밀한방사율보정및대기보정이가능하기때문에열화상카메라를이용한해수면온도의정확도가더욱향상될것으로보인다. 추가적으로비, 안개, 강한바람등에의한대기중의입자들의산란에의해오차가발생할수있을것으로보인다. 추후기상상황에따른보정도이루어져야할것으로보인다. Fig. 10. Water temperatures measured in different depths (black: TIR SST, blue: 5 m CT, green: 20 m CT, and red: 40 m CT).

강기묵외 / 시계열해수면온도산출을위한이어도종합해양과학기지열적외선관측시스템구축 67 6. 결론 이어도주변은강한파도와조류로인한해양환경변화가심하여지속적인해수면온도자료의측정이요구되는해역이다. 기존 CT 센서를이용한표층에해당하는 µm-mm 수심의수온을관측하기는거의불가능에가깝기때문에, 이논문에서는이어도종합해양과학기지에부착된열적외선센서를이용하여해수면온도를산출하기위한연구결과를소개하였다. 이어도해역의해수면온도산출을위해실시간대기보정및방사율계산이포함된알고리즘을개발하였으며, 이로부터산출된해수면온도를기지부착수심별 CT 센서들로부터외삽된해수면온도및튜브부착수온계자료와비교분석하였다. 그결과외삽한해수면온도와는상호상관계수 0.72, 평균제곱근편차 0.9 C의정확도를, 현장관측된튜브부착수온계자료와는상호상관계수 0.85, 평균제곱근편차 0.37 C의정확도를보였다. 추후보다장기간에걸친수심별 CT자료와의비교를통해보다다양한해양환경조건에서의신뢰할만한해수면온도산출정확도가평가될수있을것으로기대된다. 특히, 인공위성과달리해수면에근접하여설치된열적외선센서라는측면과실시간대기보정및방사율보정이반영된수온추출알고리즘이적용되었다는점에서, 향후발사될새로운인공위성의해수면온도산출을위한알고리즘개발이나검보정에유용하게활용될수있을것으로판단된다. 이런측면에서열적외선관측시스템이이어도뿐만아니라, 신안가거초, 옹진소청초등의종합해양과학기지에서도구축 운영될필요가있다고보인다. 사사 이연구는해양수산부국립해양조사원이어도해양과학기지활용학술연구사업 ( 이어도종합해양과학기지마이크로파다항목관측원형기술개발및열화상카메라표면수온관측체계고도화 ) 의지원을받았습니다. 연구수행에도움을주신국립해양조사원, 오션테크, MDS테크놀로지관계자분들께감사드립니다. 참고문헌 (References) Cho, Y., 2015. Research of tidal current, physical properties, and influence of sea surface on microwave near IEODO Ocean Research Station. Korea Hydrographic and Oceanographic Agency. Donlon C.J., M. Martin, J. Stark, J. Roberts-Jones, E. Fiedler and W. Wimmer, 2012, The Operational Sea Surface Temperature and Sea Ice analysis (OSTIA), Remote Sensing of Environment, 116: 140-158. FLIR Systems, The Ultimate Infrared Handbook for R&D Professionals, 1-55. Gentemann, C.L., C.J. Donlon, A. Stuart Menteth and F.J. Wentz, 2003. Diurnal signals in satellite sea surface temperature measurements. Geophysical Research Letters, 30(3). Graber, J., 2011. Land-based infrared imagery for marine mammal detection (Doctoral dissertation, University of Washington). Jeong, J., 2011. The change detection of SST of Saemangeum coastral area using Landsat and MODIS. Korean Society of Environmental Impact Assessment, 20(2): 199-205. Jeong, J. and S. Yoo, 1999. The Analysis Errors of Surface Water Temperature Using Landsat TM. Korean Journal of Remote Sensing, 15(1): 1-8. Kang, K., D. Kim, S.H. Kim, Y.K. Cho and S.H. Lee, 2014. Extraction of sea surface temperature in coastal area using ground-based thermal infrared sensor on-boarded to Aircraft. Korean Journal of Remote Sensing, 30(6): 797-807. Kim D., Y. Cho, K. Kang, J. Kim and S. Kim, 2013. Development of airborne remote sensing systime for monitoring marine

68 The Sea Journal of the Korean Society of Oceanography Vol. 22, No. 3, 2017 meteorology (sea surface wind and temperature), The Sea: Journal of the Korean Socieity of Oceanography, 18(1): 32-39. Kim, D., 2016. Development of monitoring sea surface temperature using thermal infrared camera system and measuring various parameter using microwave system at IEODO Ocean Research Station. Korea Hydrographic and Oceanographic Agency. Kim, D., J. Jung, K. Kang, S. H. Kim, Z. Xu, S. Hensley, A. Swan and M. Duersch, 2015. Development of a cost-effective airborne remote sensing system for coastal monitoring. Sensors, 15(10): 25366-25384. Masuda, K., T. Takashima and Y. Takayama, 1988. Emissivity of pure and sea waters for the model sea surface in the infrared window regions, Remote Sensing of Environment, 24(2): 313-329. Park, K., S. Futoki and K. Hiroshi, 2008. Oceanic skin-bulk temperature difference through the comparison of satellite-observed sea surface temperature and in-situ measurements. Korean Journal of Remote Sensing, 24(4): 273-287. Yoon, S., J.H. Ryu, J.E. Min, Y.H. Ahn, S. Lee and J.S. Won, 2009. Monitoring of the sea surface temperature in the Saemangeum Sea Area using the thermal infrared satellite data. Korean Journal of Remote Sensing, 25(4): 339-357. Yoon, S., J.H. Ryu, Y.H. Ahn and J.S. Won, 2007. Validation of SST using IR sensor at IEODO Ocean Research Station with AVHRR satellite data. 2007 The Korean Society of Economic and Environmental Geology proceedings, 538-540.