UHF 센서 탑재 UAV를 이용한 지표층 열 플럭스 산출

Estimation of Surface Layer Heat Flux Using the UHF Sensor Installed on UAV

지상에 고정된 기기로 감시하기 어려운 대기 하층의 관측 사각 지역에서 유용한 관측 및 자료 분석 기술을 개발하였다. 상층 기상 관측에 사용되는 UHF 라디오존데를 UAV에 탑재하여 기온과 상대습도의 연직 자료를 원격 수집하여 10 m 기상 타워에서 측정한 자료와 비교하였다. 검증된 연직 분포로부터 외삽된 지표 기온과 총체 전달 방법을 이용하여 대기 안정도 변화에 따른 현열 플럭스를 추정하였다. 지상에서 3차원 초음파 풍속계로 측정한 현열 플럭스와 비교한 결과는 원격탐사로 산출되는 현열 플럭스에 허용되는 오차 범위 30%보다 작은 23% 이내의 오차를 보였다. UAV 관측 현열 플럭스로부터 추정한 대기경계층 고도는 대기 오염 확산 모델에 유용한 자료를 실시간, 경제적으로 제공할 수 있다.

Observation and data analysis techniques have been developed for observational blind areas in the lower atmosphere that are difficult to be monitored with fixed equipment on the ground. The vertical data of temperature and relative humidity are remotely collected by the UHF radiosonde installed on UAV and compared with the data measured in the 10 m weather tower. From the validated vertical profile, extrapolated surface temperature and the bulk transfer method were used to estimate the sensible heat flux depending on the atmospheric stability. Compared with the sensible heat flux measured by the 3-dimensional ultrasonic anemometer on the ground, the error of the sensible heat flux estimated was 23% that is less than the range of 30% allowed in the remote sensing. Estimated atmospheric boundary layer height from UAV sensible heat fluxes can provide useful data for air pollution diffusion models in real time and economically.