공중에 떠서 1mm 미만의 파장을 측정할 수 있는 복사계(radiometer)의 주요 개발목적은 육안으로 가까스로 관측되거나 거의 투명한 권운(cirrus)구름을 구성하는 얼음입자의 평균 크기, 형상 등을 측정하는데 있다. 그 외의 개발목적은 외관적으로 두꺼운 구름의 수증기 함량의 특성치를 구체적으로 정량화하는데 있다. 물과 수증기 함량측정 목적은 권운의 얼음의 함량과 형상 그리고 이들이 권운의 형성과 성장에 미치는 영향을 이해함으로써 날씨와 기후의 변화를 예측하고 이해하는데 있다.
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1mm 미만 파장(wavelength) 구름-얼음 복사계는 1995년 출판된 두 편의 학술간행물에 이론적인 근거를 두고 있다. 이 두 편의 논문은 세 가지 이론적인 배경을 제시했다.
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1. 권운(cirrus) 얼음입자는 대류권(troposphere) 하단부의 수증기에 의해 방사되는 용승(upwelling) 복사열을 분산시킨다. 마치 바닷물에서 일어나는 용승현상과 같이 수증기에 의해 구름의 상단부로 수직 방사되는 복사열을 얼음입자가 방해해 산란시킨다.
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2. 이 분산효과는 상대적으로 따뜻한 방사능에 비해 구름을 복사적으로 차갑게 보이게 한다. ? 프珦岵?복사에너지의 양은 기타 여느 구름과 차이가 없지만 산란된 복사에너지가 구름 전체에 분포돼 있어 시각적인 관측은 얼음이 포함된 권운의 온도가 마치 실제보다 낮은 것처럼 보이게 한다.
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3. 권운(cirrus) 얼음이 복사에너지를 분산시키는 효과는 구름에 포함된 얼음의 함량과 입자형상의 분포에 좌우된다. 구름 중에 포함된 얼음의 함량과 입자형상에 따라 복사에너지 분포가 다르게 측정됐다.
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따라서 1mm 미만 파장 구름-얼음 복사계는 두 상이한 주파수 대역의 1mm 미만 파장을 측정해 얻은 신호값에 근거를 두고 있다. 두 상이한 주파수 대역을 한계값으로 정하면 적어도 평균얼음 입자크기의 변화에 의해 발생한 복사에너지의 분산도의 변화와, 전체적인 얼음의 구성성분 변화에 의해 야기된 분산도 변화를 구분할 수는 있다.
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현재 개발중인 복사계가 완성되면 권운의 얼음 성분을 분석하는 이론적인 해법의 증명과 구름-얼음 복사탐지기의 원리를 시험운용할 수 있을 것이다. 개발중인 복사계는 국부 진자 주파수 영역 1GHz 내의 측정이 가능한 325GHz와 448GHz 수신기를 장착하게 된다. 새로운 복사계는 보상 연산회로의 최적화를 ! 위해 빠른 낯?속도의 수신기를 필요로 한다.
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기존에 실험됐던 복사계는 권운에 있는 얼음의 함량을 측정하는 과정에서 수증기 성분을 수정하지 못했지만, 개발중인 복사계는 수증기 성분의 수정을 포함한 훨씬 높은 정밀도를 제공할 것이다.
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아직도 인류는 대부분의 식량을 자연적인 강우에 의존하고 있다. 기상의 변화와 기후를 보다 정확하게 측정할 수 있는 장치와 이론이 발견된다면 적어도 기상이변에 따른 손실은 줄일 수 있을 것이다.
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『세상을 변화시키는 인터넷①』
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(≫≪) 미군 희생 여중생들의 죽음을 애도하며..
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