Monthly Ice Mass Changes on the Greenlandobserved by Satellite Gravity Data

Abstract

그레이스(Gravity Recovery and Climate Experiment, GRACE)는 2002년부터 지금까지 지표면의 질량 변동을 한 달 간격으로 제공하고 있다. 이들 자료에는 조수, 해양 동역학 그리고 대기압에 의한 중력 효과가 제거되어 있다. 그러나 이때 사용된 수치 모델들이 완전하지 않기 때문에, 미처 제거되지 않은 중력 효과들이 알리아싱(aliasing)을 일으킨다. 이 알리아싱 잡음은 그레이스의 궤도 방향으로 인해 남북방향의 띠 모양으로 나타나며, 그레이스 자료를 다루는 데 있어서 반드시 보정해야할 잡음 중 하나이다. 일반적으로 알리아싱 잡음은 다른 측정 잡음들과 함께 공간평활필터에 의해 제거되어 왔으나, 실제 질량 변동 신호도 함께 손실되는 문제를 가지고 있다. 특히 그린란드와 같이 얼음 질량 변동이 해안선을 따라 남북방향으로 일어나는 지역에서는 실제 신호를 알리아싱 잡음과 구분하기 매우 어렵다. 본 연구에서는 알리아싱 잡음을 신호의 손실 없이 효과적으로 제거하기 위해 확장경험직교함수(extended empirical orthogonal function, EEOF)를 사용하였다. EEOF는 자료상에 존재하는 시간과 공간의 상관관계를 동시에 분석하는 방법으로서, 시간과 공간에 대한 변화 양상이 상이한 신호들을 분리하는 데 주로 사용 된다. 이러한 EEOF의 특성은 시간과 공간에 대해 점진적으로 변하는 그린란드의 얼음 질량 신호와 이 지역에서 무작위로 분포하는 알리아싱 잡음을 분리해내는 데 이용되었다. 이를 통해, 그 이전 필터링으로는 얻을 수 없었던, 그린란드의 계절적 얼음 질량 변동 양상을 확인할 수 있게 되었다. 그 결과 지난 십여 년간 그린란드에서 일어났던 막대한 양의 얼음 손실은 서쪽과 남서쪽 해안지역에서 집중되어 있었으며, 특징적인 계절적인 변동도 가지고 있음을 알 수 있었다. 또한 그린란드의 중심부에 존재하는 얼음 질량의 증가도 함께 확인할 수 있게 되었다.