세계환경광학노트

빛으로 읽어낸 지구환경 데이터,
생태환경과 인공환경 관리의 기초로 활용

인간이 물질을 본다는 건 전자기복사와 물질 간의 상호작용에 의해 사람의 눈으로 반사되어 들어온 빛의 양을 보는 것이다. 그런데 전자기복사와 물질 간의 상호작용으로 반사된 빛에는 인간의 눈으로 볼 수 있는 시각 정보만 있는 것은 아니다. 이 상호작용의 정도를 수치로 나타낼 수 있다면 물질의 특성까지 밝힐 수 있다. '환경광학'은 이 상호작용인 에너지의 흐름을 측정하고 그 원리를 규명하는 학문이다.
『세계환경광학노트』는 '환경광학' 분야의 기본 개념과 개념 간의 관계를 설명하고 광학 데이터를 측정하여 계산하는 관련 식으로 직접 우리 일상의 환경에 대입하도록 하여 활용을 도왔다. 광범위한 지역의 다양한 광학정보를 측정하고 분석하여 생태환경과 인공환경의 관리 기술은 물론 환경광학 개념들이 연관된 지도학, 원격 탐사, 기후학, 자연지리학, 도시지리학 등 여러 학문의 이해를 돕는다.

기본 개념 정리한 '광학'의 기초

기초적인 전자기복사, 전자기파. 전자기스펙트럼 개념과 전기파의 진행 형태인 파장, 주파수, 진폭 등은 물론 전자기복사와 사물과의 작용에 관련되는 굴절, 간섭 등의 전자기복사의 일반 개념들을 설명했다. '광학' 정보의 측정에 기준이 되는 강력한 전자기 복사체인 태양의 위치와 관련된 개념과 정의도 설명했는데 매시간, 매일, 연중으로 변하는 태양의 위치를 구하는 방법도 실었다. 복사속, 복사속밀도, 입체각, 복사강도, 복사휘도, 분광복사휘도 등 전자기 복사에너지 개념과 표기, 단위도 설명했다.

환경광학의 측정과 분석의 실제

전자기복사량의 측정에 필요한 '환경광학' 이론의 개념들도 다루었다. 전자기 복사와 물질 사이의 상호작용을 분석하는 데 필요한 람베르트 코사인법칙과 람베르트면, 방출, 방출률, 키르히호프 법칙, 반사율, 양방향반사도분포함수, 태양복사스펙트럼, 흡수작용, 전자기파 흡수 정도, 편광, 프레넬 방정식, 위상과 간섭, 회절 등을 설명했다. 그리고 전자기파와 상호작용을 하는 대기와 여러 현상과 개념, 관련 식도 설명했다. 또한, 지표면 에너지수지에 관련된 순복사속밀도, 토양열속밀도, 현열속밀도, 잠열속밀도, 보웬비, 지표면별 에너지수지 등을 다루었으며 책에서 다룬 개념들의 이해와 정리를 위한 문제도 수록했다.

머리말

1장 전자기복사 개관
1. 전자기복사
2. 전자기파의 진행 형태
3. 전자기스펙트럼
4. 전자기복사와 사물과의 작용

2장 태양의 위치
1. 지구 공전 및 자전
2. 태양경도
3. 태양천정각과 태양방위각

3장 복사에너지 표기
1. 복사에너지
2. 복사속
3. 복사속밀도
4. 입체각
5. 복사강도
6. 복사휘도
7. 분광복사휘도

4장 전자기복사와 물질
1. 람베르트 코사인법칙과 람베르트면
2. 방출
3. 물체의 온도
4. 방출률
5. 키르히호프 법칙
6. 반사율
7. 양방향반사도분포함수
8. 태양복사스펙트럼
9. 흡수작용
10. 굴절
11. 전자기파 흡수 정도
12. 편광
13. 프레넬 방정식
14. 위상과 간섭
15. 회절

5장 전자기파와 대기
1. 대기 입자와 산란
2. 높이척도
3. 광학적 깊이
4. 랭글리 도표
5. 복사전달
6. 양자화

6장 지표면 에너지수지
1. 순복사속밀도
2. 토양열속밀도
3. 현열속밀도
4. 잠열속밀도
5. 보웬비
6. 지표면별 에너지수지

7장 혼합화소

8장 정리하기 위한 문제 풀기

참고문헌 및 읽을 거리들
사진 상세보기

한주엽 ㆍ한국교원대학교 교육학사 및 교육학석사
ㆍ미국 유타대학교 철학박사

카투사로 미8군 18의무사령부 본부중대/121후송병원에서 복무하면서 우리나라의 처지를 나름대로 뼈저리게 배웠다. 훈련 중 미군 동료들이 보여준 인공위성 사진은 제대로 배우고 싶은 분야가 무엇인지 깨닫게 하였다. 유타대학교 도서관에서 우리나라에서 볼 수 없었던 영어원서들을 아침부터 밤늦게까지 본 시절이 가장 즐거웠던 때였다. 커리 교수의 미국 서부 자연환경답사 중 교수가 직접 지구의 소리를 확인해 주셨다! 지도교수 포오스터 교수 및 샐로몬손 연구교수를 통해 배우고자 하는 자는 열심히 공부하고 앞서 있는 자들과 자주 대화해야 크게 깨닫는다는 것을 배웠다. 교통사고 이후, 최소한 6개월 이상 아무것도 하지 말고 안정을 취해야 한다는 여러 의사들의 간곡한 충고를 무시한 결과, 2017년에 나올 『세계환경광학노트』가 이제야 나오게 되었다. 의사 선생님들의 말씀을 잘 따라야 한다는 것을 늦게나마 깨닫고 현재는 잘 따르는 중이다.