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주성분분석방법을 이용한 복사휘도 시뮬레이션 기반 산출 파장구간 변화에 따른 화산지역 고농도 이산화황 원격측정 정확도 조사 연구

Investigation of the Effect of Spectral Fitting Windows on the SO₂ Retrieval Based on the Radiance Simulation Using Principle Component Analysis
한국대기환경학회지 제34권 제6호, 2018.12, 792-805 (14 pages)
DOI :10.5572/KOSAE.2018.34.6.792
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초록
In order to quantify the SO₂ retrieval error induced by the spectral fitting windows, we, for the first time, carried out the retrieval of high level SO₂ emitted from volcanic site based on the synthetic hyperspectral radiances and Principle component analysis (PCA). Multiple spectral windows with various centers of wavelengths have been used to investigate the optimized spectral fitting window for the PCA method. Synthetic radiances were generated using the radiative transfer model with the inputs of the column information of SO₂ and O₃ as well as aerosol optical depth (AOD) obtained from the real OMI measurements. The slant column retrieval errors tend to decrease with increasing the interval of spectral fitting windows from 10 to 20 nm due to the effects of various effective absorption light path lengths. The relationship between central wavelengths and retrieval errors is found to be negligible compared to the effect of the spectral fitting window length. It is revealed that the spectral fitting range from 325 to 337 nm is optimal for the slant column density (SCD) retrieval of high level SO₂ using the PCA method. The SCD retrieval error is found to be 18% in the optimal fitting range from 325 to 337 nm, which is lower than 22% to 31% found in other spectral fitting windows. When the optimal fitting range is used, the linear regression between true SO₂ SCD and those retrieved shows the correlation coefficient of 1.00 and the slope of 0.97. The optimal spectral fitting range, found in this present study, is expected to be useful for the high SO₂ SCD retrieval, especially, from the many volcanic sites using the recently launched TROPOspheric Monitoring Instrument (TROPOMI) as well as other future GEO sensors such as Geostationary Environment Monitoring Spectrometer (GEMS), Sentinel-4, and Tropospheric Emissions: Monitoring of Pollution (TEMPO).

목차
Abstract
1. 서론
2. 연구 방법
3. 결과
4. 결론
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