열대지역에서 나타나는 대류 시스템(convective system)은 적란운과 그 주변의 층운형 구름으로 이루어진 구름의 집합체로 불안정한 대기 조건에서 지표면 근처의 습윤한 공기가 국지적으로 급격히 상승하면서 발생한다. 수증기가 응결하면서 발생하는 숨은열이 공기를 가열시키는데 사용되어 구름 내 상승기류를 더욱 더 강화시키고, 더 많은 양의 하층 수증기를 상승시켜 대류 시스템이 발달하게 된다. 대류권계면까지 도달한 공기는 매우 안정한 성층권까지는 상승할 수 없기 때문에 대류권 상부에서 수평으로 퍼지면서 모루구름(anvil cloud)을 형성하게 된다. 잘 발달한 적락운에서는 많은 양의 수증기가 짧은 시간 내에 하층으로부터 상층으로 전달되고 응결됨으로써 강한 강수가 나타나게 된다.

이러한 대류 시스템은 지표면에 도달하는 태양복사에너지의 시간에 따른 변화에 의해 특징적인 시간규모가 1일인 일변화(diurnal variation)를 나타낸다. 열대지역의 대류활동과 연관되어 나타나는 강수와 구름의 변동이 지표면과 대기의 에너지 수지에 큰 영향을 미치기 때문에 강수, 구름, 그리고 대기 상한에서 우주로 방출되는 장파복사에너지의 하루 중 시간에 따른 변화 양상에 대한 관측 및 모델 연구가 다양하게 진행되어 왔다. 대류 시스템의 일변화에 대한 관측 연구는 지상에서 관측한 강수량 자료와 인공위성에 탑재된 적외선 센서와 마이크로파 센서로부터 추정된 구름양, 강수량, 그리고 지구장파복사에너지 자료 등을 통해 수행되어 왔다.

해양지역에서는 강수와 대류 시스템이 주로 새벽이나 오전에 최대값을 보이고, 육지에서는 오후나 이른 저녁에 극대가 나타나는 일변화 경향이 있다고 보고되었다. 그러나 시간과 지역의 차이, 그리고 구름계의 발달 정도에 따라 다른 시각에 극대가 나타나기도 하기 때문에 대류 시스템의 일변화에 대한 계속적인 연구가 필요하다.

한편, 대류 활동과 관련되어 있고 지구복사수지에 있어서 중요한 대류권 상층 수증기(upper tropospheric relative humidity)의 일변화에 대한 연구는 라디오존데 관측의 시간과 공간적인 제약으로 인해 거의 이루어지지 않았다. 따라서 대류권 상층 수증기에 민감한 센서를 탑재하고 있는 정지궤도위성 관측을 이용한 수증기의 일변화 연구가 필요하며, 이를 통해 구름과 강수, 그리고 대류권 상층 수증기의 일변화 사이의 관계를 도출할 수 있을 것으로 생각된다. 본 연구에서는 아프리카 대륙과 대서양 지역에서의 대류 활동의 일변화 경향을 조사하고자 한다.

대류 활동과 관련된 강수, 구름, 그리고 대류권 상층 수증기의 일변화를 분석하고,이들 요소 사이의 관련성을 조사하기 위해서는 시간과 공간적으로 분해능이 뛰어난 동시에 구름과 대류권 상층 수증기에 대한 정보를 함께 제공할 수 있는 정지궤도위성 관측자료를 사용하여야 한다.

Meteosat-8은 EUMETSAT(European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites)에서 운용하고 있는 정지궤도위성으로 아프리카 대륙과 대서양 지역을 15분 간격으로 관측하고 있다. Meteosat-8은 가시영역과 적외영역의 12개 채널로 이루어진 SEVIRI(Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager) 센서를 탑재하고 있다 (Table 1). 12개 채널 중에서 IR10.8은 대기창 영역의 채널로 지표면 온도 또는 구름의 운정 온도에 대한 정보를 제공한다. 대류권 상층 수증기에 대한 정보는 수증기 흡수 밴드의 중심에 위치한 WV6.2 채널 관측자료로부터 얻을 수 있다.