인공위성 가뭄 실시간 감시 기사입력 2020년 12월 28일 오후 5:51 기사원문 스크랩 공감2 요약 봇 글자크기 변경
울산과학기술원 이명인 교수(왼쪽)와 조지메이슨대 소운교 연구원이 인공위성 토양 수분 자료를 분석하고 있다. 울산과학기술원의 제공 인공위성 관측에 시뮬레이션을 결합해 지구 곳곳의 가뭄을 감시하는 기술이 개발됐다.
울산과학기술원(UNIST) 도시환경공학과 이명인 교수와 미국항공우주국(NASA) 공동연구팀은 인공위성으로 관측이 어려웠던 식물 뿌리층의 토양수분 정보를 시뮬레이션 모델을 결합하는 방식으로 보완해 관측 정확도를 높이는 기술을 개발했다고 28일 밝혔다.
기후변화로 가뭄 주기가 짧아지고 그 정도도 심각해져 세계적으로 피해가 늘고 있다. 가뭄에 미리 대응하기 위해, 미국이나 유럽 등은 인공위성으로 토양의 수분 상태를 감시한다. 그러나 인공위성이 수분 관측에 사용하는 마이크로미터(㎛100만분의 1m) 파장대는 지표 아래 5cm 정도밖에 관측할 수 없다. 식물이 뿌리내리는 뿌리층인 지표면에는 수십 cm 아래의 토양은 보이지 않는다.
연구팀은 강수량과 방사열, 지표온도, 바람 등을 결합한 시뮬레이션 모델로 토양수분을 추정한 뒤 실제 관측 결과와 혼합하는 방식을 취했다. 인공위성 데이터에 모델을 더해 50%였던 정확도를 5% 이상 높인 것이다. 그 결과 인공위성 관측과는 달리 북미 전역의 가뭄 상태를 정확히 예측하고 있음이 확인됐다. 논문의 제1저자인 조지메이슨대 소운교 연구원은 인공위성과 모델 시뮬레이션 자료를 반영하는 데 필요한 최적의 비율을 계산해 정확도를 높였다고 말했다.
이 교수는 가뭄 감시뿐 아니라 시뮬레이션의 정확도를 높이면 가뭄을 중장기적으로 예측하는 기술 개발에도 쓰일 것으로 기대한다고 말했다. 이 연구결과는 9일 국제학술지 리모트센싱 오브 인바이런먼트에 게재됐다.
(a)토(b)에서 자료 동화를 거치지 않은 경우(회색)보다 자료 동화를 거친 위성 자료의 정확도가 높다. (c)와(d)는 각기 다른 위성자료의 토양수분정보 성능 개선도다. 붉은색 점이 많을수록 자료 동화를 거친 위성 자료의 품질이 높아졌음을 나타낸다. 울산과학기술원 제공
[조승한 기자, 이수훈 인턴기자 [email protected], [email protected]