국가위성센터

가시영상

가시영상은 구름과 지표면에서 반사된 태양광의 강약을 나타내며 반사광이 강할수록 영상에서 밝게 보인다. 일반적으로 바다는 어둡게, 육지는 그보다 약간 밝게, 구름은 매우 밝게 보인다. 단, 같은 물체라도 태양의 고도에 따라 보이는 모양이 다르기 때문에 주의해야 한다. 아침이나 저녁시간, 그리고 고위도에서는 태양광이 비스듬하게 들어오기 때문에 입사광이 적으며 그만큼 반사광도 적어져서 어둡게 보인다. 또한 야간에는 지구가 태양광을 받지 못하므로 가시영상을 이용할 수 없다.

구름에 의한 태양광의 반사강도는 구름의 두께에 따라 변한다. 얇은 구름에서는 입사광의 일부는 구름을 투과하고 일부만 반사된다. 한편 두꺼운 구름에서는 태양광의 대부분이 반사되기 때문에, 두꺼운 구름일수록 반사강도가 강하고 밝게 보인다. 일반적으로 태양광은 상층운을 통과하므로 상층운을 통해서 그 아래에 있는 지표면을 볼 수 있다. 또한 고도가 높고 두터운 구름의 그림자가 주변의 고도가 낮은 구름이나 지표면에 투영되는 것을 볼 수 있는 경우가 있다. 아래 그림과 같이 가시영상을 이용하여 적설, 해빙, 산불과 연기 등 다양한 기상현상을 관측할 수 있다.

적외영상

적외영상은 물체가 방출하는 적외선 에너지량의 많고 적음을 나타낸다. 물체가 방출하는 적외선 에너지량은 물체의 온도에 따라 결정되며, 온도가 높을수록 많다. 따라서 적외영 상 관측으로부터 물체의 온도를 추정할 수 있으며 이렇게 추정된 온도를 휘도온도라고 한다. 적외영상은 물체가 방출하는 적외선 에너지량에 의해 영상을 표출하므로 주·야간 관계없이 24시간 관측이 가능하다. 따라서 연속적으로 기상감시를 할 수 있다. 특히 집중호우 및 태풍 등의 악기상 감시에 유용하다.

일반적으로 대류권에서는 고도가 높을수록 온도가 낮다. 따라서 적외영상으로 관측한 구름 표면의 온도를 이용하여 구름 표면의 고도를 알 수가 있다. 적외영상에서는 온도가 높은 구름은 어둡게, 낮은 구름은 밝게 보인다. 따라서 고도가 높은 구름은 밝게 보이고 낮은 구름은 어둡게 보인다.단, 엷은 상층운이 있을 때에는 구름 아래로부터 방출되는 에너지가 위성에서 관측되므로 적외영상에서는 실제 구름의 온도보다 따뜻하게 관측되므로 실제보다 낮은 구름으로 보인다.

수증기 영상

상층의 구름에서 방출된 에너지는 그보다 상공에 수증기가 거의 없기 때문에 거의 대부분 위성에 도달한다. 따라서 상층운은 적외영상에서와 같이 보인다.

이와 같은 원리로 수증기영상에서 대기의 상층과 중층 수증기의 수평적인 분포를 알 수 있으며, 이보다 중요한 것은 수증기영상의 명암의 형태와 그 움직임으로부터 대기의 상층과 중층의 흐름을 알 수 있다는 점이다. 수증기의 분포는 고도장보다 바람장에 잘 대응된다. 적외영상과 가시영상에서도 구름의 움직임을 추적해 대기의 흐름을 알 수 있지만, 수증기영상에서는 구름이 없는 곳에서도 수증기의 이동으로부터 대기의 흐름을 파악할 수 있어 중·상층의 기압골, 소용돌이, 제트기류 위치파악에 유용하다. 수증기영상에서 흐름을 추정할 수 있는 대기층의 고도는 계절과 장소에 따라 다르지만, 평균적인 대기의 에너지 방출 특성을 고려하면 약 4∼5km 정도라고 생각할 수 있다.

주야간 합성영상

합성영상은 인위적으로 가시영상을 붉은색으로 처리하고 두 개의 적외영상을 각각 초록색과 푸른색으로 처리하여 합성한 영상이다. 주간의 합성영상을 층별로 구별하는 방법은 진한 분홍색이 하층운을 나타내며 약간 투명하게 푸른색이 권운, 즉 상층운을 나타낸다. 탁하면서 흰색 또는 흰색을 섞은 분홍색은 하층부터 상층까지 발달한 구름이다. 야간에는 단파적외영상으로 가시영상을 대체하고 있다.