Improving Usage of the Korea Meteorological Administration's Digital Forecasts in Agriculture: I. Correction for Local Temperature under the Inversion Condition

An adequate downscaling of the official forecasts of Korea Meteorological Administration (KMA) is a prerequisite to improving the value and utility of agrometeorological information in rural areas, where complex terrain and small farms constitute major features of the landscape. In this study, we suggest a simple correction scheme for scaling down the KMA temperature forecasts from mesoscale (5 km by 5 km) to the local scale (30 m by 30 m) across a rural catchment, especially under temperature inversion conditions. The study area is a rural catchment of $50km^2$ area with complex terrain and located on a southern slope of Mountain Jiri National Park. Temperature forecasts for 0600 LST on 62 days with temperature inversion were selected from the fall 2011-spring 2012 KMA data archive. A geospatial correction scheme which can simulate both cold air drainage and the so-called 'thermal belt' was used to derive the site-specific temperature deviation across the study area at a 30 m by 30 m resolution from the original 5 km by 5 km forecast grids. The observed temperature data at 12 validation sites within the study area showed a substantial reduction in forecast error: from ${\pm}2^{\circ}C$ to ${\pm}1^{\circ}C$ in the mean error range and from $1.9^{\circ}C$ to $1.6^{\circ}C$ in the root mean square error. Improvement was most remarkable at low lying locations showing frequent cold pooling events. Temperature prediction error was less than $2^{\circ}C$ for more than 80% of the observed inversion cases and less than $1^{\circ}C$ for half of the cases. Temperature forecasts corrected by this scheme may accelerate implementation of the freeze and frost early warning service for major fruits growing regions in Korea.

기상청 동네예보의 영농활용도 증진을 위한 방안: I. 기온역전조건의 국지기온 보정

기상청 동네예보의 공간규모를 농촌현실에 맞게 상세화 하는 일은 농업기상정보의 가치를 높이기 위한 전제조건이다. 이 연구에서는 기온역전조건에서 기상청의 중규모 기온예보를 집수역 내 지형특성이 반영된 국지기온예보로 상세화 할 수 있는 간단한 기법을 제시하였다. 지리산 남사면에 위치한 전형적인 복잡지형의 농촌 집수역($50km^2$)을 대상지역으로 선정하고, 2011년 10월부터 2012년 4월 기간 중 기온역전에 의한 냉기집적이 의심되는 62일에 대해 동네예보 0600기온자료($5km{\times}5km$ 격자)를 수집하였다. 여기에 단일집수역의 냉기호 및 온난대효과를 모의할 수 있는 소기후모형을 적용하여 상세격자($30m{\times}30m$) 단위로 표출하였다. 연구대상지역에 설치된 무인기상관측기 12지점 자료를 이용, 보정된 0600 기온예보값을 검증한 결과, 기온역전일의 평균 ME는 ${\pm}1^{\circ}C$, RMSE는 $1.6^{\circ}C$를 보였다. 이 결과는 동네예보 경우(ME ${\pm}2^{\circ}C$, RMSE $1.9^{\circ}C$)에 비하여 지역적 편기성이 크게 개선된 것으로서, 찬 공기가 집적되는 저지대에서 더욱 개선효과가 컸다. 보정된 예보기온의 추정오차가 $2^{\circ}C$ 미만인 경우는 전체 기온역전일 중 80%에 해당하였으며, 절반 정도는 추정오차가 $1^{\circ}C$ 이내였다. 동상해 위험이 큰 기상조건에서 소기후모형에 의해 보정된 동네예보를 지역 내 각 농장에 제공할 경우 무보정 동네예보를 제공하는 것에 비해 신뢰도를 크게 높일 수 있어 동상해 위험의 조기경보시스템 실용화에 기여할 것으로 기대된다.