[자격증] 기상기사 필기: 1과목 라이더(Lidar) 및 소다(Sodar)

 정보

• 업무명     : 기상기사 핵심이론 소개

• 작성자     : 박진만

• 작성일     : 2019-12-06

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 내용

[핵심이론 01] 라이더(Lidar - Light Detection and Range)

• 라이더의 원리

  • 레이저를 발사하여 목표물로부터 반사된 전파를 수신 함으로써 목표물의 방위와 거리를 측정

  • 기상 레이더처럼 마이크로파가 아닌 레이저를 이용한 레이더이기 때문에 레이저 레이더(Laser Rader)라고 도 함

• 라이더의 종류

  • 레일리 라이더(Rayleigh Lidar)

    • 레일리산란을 이용한 라이더. 산란된 파장은 송신된 파장과 같으며 25~35km 이상에서는 에어로졸에 서의 미산란은 무시할 수 있기 때문에 이 고도 이상에 서는 레일리산란만 고려하면 된다.

    • 대기분자의 레일리산란만을 고려한 것으로 레일리 산란을 이용한 고층대기관측은 대기 밀도와 기온 관측이 가능하다.

  • 미 라이더(Mie Lidar)

    • 미 라이더는 미산란을 이용한 라이더이며 대기관측 에 활용도는 매우 낮다.

    • 그 이유는 미 라이더의 측정 대상인 구름 또는 에어로졸 등은 직접적인 관측 대상 이 아니며 지상에서의 구름 관측은 저층운의 운저고 도 관측만 가능하기 때문이다.

    • 그러나 운저고도와 미 라이더 측정에서 도출되는 시정 정보는 항공기 등 교통기관의 안전에서 유익하게 활용된다.

• 라이더의 활용

  • 라이더는 대류권의 에어로졸, 특히 황사 관측에 활용되고 있다. 황사 관측을 위해 532nm 파장을 사용하며 황사의 이동 고도 및 황사층 두께 측정이 가능하다.

[핵심이론 02] 소다(SODAR, SOund Detection And Ranging) 의 원리

• 소다의 원리

  • 음파의 도플러 효과를 이용한 능동형 원격탐사(Active Remote Sensing)로 고정주파수의 음향 펄스를 대기 중 에 발신하고 대기에서 산란하여 되돌아오는 음파의 도플 러 효과에 의한 주파수편이를 측정해서 속도로 변환하는 원리

• 소다의 활용

  • 풍향ㆍ풍속 측정

    • 음파를 이용하여 상층대기의 풍향과 풍속을 측정할 수 있으며 연속 관측이 불가능하고 인력소모가 있는 존데의 결점을 보완할 수 있다.

    • 또한 내구성이 좋고 관리가 쉬우며 관측타워에 비해 경제적이라는 장점이 있다.

  • 대기경계층 분석

    • 도플러소다는 대기경계층 내의 온도성층 상태와 3차 원 풍속성분과 그 교란 성분의 연직분포가 직접 계측 가능한데 이 자료를 이용하여 난류에 의한 운동에너지 플럭스나 소산율 등의 양을 간접적으로 구할 수 있어 대기경계층 분석에 유용하다.