The Estimation of Monthly Average Solar Radiation using Sunshine Duration and Precipitation Observation Data in Gangneung Region

In this study, we estimated solar radiation by multiple regression analysis using sunshine duration and precipitation data, which are highly correlated to solar radiation. We found the regression equation using data obtained from GROM (Gangwon Regional Office of Metrology, station 105, 1980-2007) located in Gangneung, South Korea and validated the equation by applying data obtained from new GROM (newly relocated, station 104, 2009-2014) and data obtained from GWNU (Gangneung-Wonju National University, 2013-2014) located between stations 104 and 105. By using sunshine duration data alone, the estimation using data from station 104 resulted in a correlation coefficient of 0.96 and a standard error of $1.16MJm^{-2}$, which was similar to the previous results; the estimation using data from GWNU yielded better results with a correlation coefficient of 0.99 and a standard error of $0.57MJm^{-2}$. By using sunshine duration and precipitation data, the estimation (using data from station 104) yielded a correlation coefficient of 0.96 and a standard error of $0.99MJm^{-2}$, resulting in a lower standard error compared to what was obtained using sunshine duration data alone. The maximum solar radiation bias increased from -26.6% (March 2013) to -31.0% (February 2011) when both sunshine duration and precipitation data were incorporated into the estimation rather than when sunshine duration data alone was incorporated. This was attributed to the concentrated precipitation found during May and July-September, which resulted in negative coefficients of the estimating equation in other months. Therefore, the monthly average solar radiation should be estimated carefully when employing the monthly average precipitation for those places where precipitation is concentrated during summer, such as the Korean peninsula.

강릉지역의 일조시간과 강수량 관측자료를 이용한 월평균 일사량 추정

본 연구는 일조시간과 강수량 자료를 이용하여 다중회귀 방법을 통해 일사량을 추정하였다. 연구에 사용된 자료들은 강릉지역에 위치한 강원지방기상청(105 관측소, 1980-2007)과 신강원지방기상청(104 관측소, 2009-2014) 그리고 강릉원주대학교(GWNU 관측소, 2013-2014)이며, 105 관측소 자료를 통해 산출된 회귀식을 104 관측소와 GWNU 관측소에 적용하여 비교분석하였다. 먼저, 일조시간만을 이용하였을 때 104 관측소는 기존 연구들과 유사한 상관계수(0.96)와 표준오차($1.16MJm^{-2}$)가 나타났고, GWNU 관측소에서는 높은 상관계수(0.99)와 낮은 표준오차($0.57MJm^{-2}$)로 분석되었다. 그리고 일조시간과 강수량 자료를 104 관측소에 적용하였을 때 상관계수 0.96과 표준오차 $0.99MJm^{-2}$로 일조시간만을 적용했을 때보다 표준오차가 감소되었다. 일조시간만을 이용한 방법보다 강수량이 추가된 방법은 관측 일사량과 편차의 극값이 -26.6%(2010년 3월)에서 -31.0%(2011년 2월)로 증가되었다. 이는 강수량이 5월과 7-9월에 집중되어 나타나 이외의 월에서 추정식의 계수가 음으로 계산되었기 때문으로 분석된다. 따라서 한반도와 같이 강수량이 여름철에 집중되는 지역에서는 월평균 강수량을 일사량 추정에 이용할 때 주의를 기울여야 할 것이다.