Pre-study for Polar Routes Space Radiation Forecast Model Development

In this study, we summarized the results of "Pre-study for the development of Polar route space radiation forecast model", funded by National Meteorological Satellite Center, Korea Meteorological Administration. We investigated the aviation space weather-related literature and the airline companies's operation manual associated with the space weather. We also identify the strengths and weaknesses of many pre-existing space radiation calculation programs, and find the potential to be improved. Until now, we don's have our own space radiation calculation program, so we need more improved space radiation calculation program which will be developed by ourselves. Currently most space radiation calculation programs cannot reflect temporary variations in the solar activities and the space weather. Here we analyzed the strengths and weaknesses of those programs, which are widely used in typical space radiation calculations. Finally to reflect the real-time space weather effects in the forecast model, we need to develop more precise forecast model. For that purpose, we suggest the following four steps: (1) at first, we have to choose the ground-based radiation dose calculation program, (2) we have to select a proper atmospheric model in aircraft altitude, (3) we combine the selected ground cosmic radiation dose calculation program and the selected atmospheric model, and finally (4)we have to reflect the real time space weather information and space weather forecast into the newly combined model.

극항로 우주방사선 예보 모델 개발을 위한 사전 연구

본 연구는 "극항로 우주방사선 예보 모델 개발을 위한 사전연구"로서 2013년부터 본격적으로 개발하게 될 기상청의 극항로 우주방사선 예보 모델의 개발 방안 마련을 위한 사전 조사에 초점을 맞추고 있다. 자료 조사는 주로 항공기 운항과 우주기상 관련 문헌 및 법령 조사, 국내 항공사들의 우주기상 관련 운영지침 및 실태 조사를 통해서 이루어졌다. 또한 주요 선진국들이 현재 사용하고 있는 우주 방사선 계산 프로그램들의 장단점을 파악하고 개선할 수 있는 가능성을 찾는데 주력하였다. 조사 결과 국내에서는 아직 극항로 우주방사선을 예보하는 독자적인 모델이 전무한 상황으로 극항로 우주방사선 예보 모델의 국내 개발의 필요성이 절실함을 파악하였다. 현재 주요 선진국에서 사용하고 있는 대부분의 우주방사선 계산 프로그램들이 태양활동 및 우주기상의 변화를 제대로 반영하지 못하고 있다는 사실도 파악하였다. 본 연구에서는 현재 일반적으로 널리 사용되고 있는 우주방사선 계산 프로그램들의 장단점을 비교 분석하였다. 최종적으로 현재의 우주방사선 계산 모델들이 반영하지 못한 실시간 우주기상 효과를 반영하고, 보다 정밀한 우주방사선 예보 모델을 개발하고자 하는 목적으로 다음의 4가지 방안을 최종 제시하였다. (1) 우주방사선 예보 모델의 기반이 될 지상 방사선량 계산 프로그램의 후보 선정, (2) 항공기 고도에서 적용 가능한 정밀한 대기 모델 개선 및 결정, (3) 지상 방사선량 계산 프로그램과 항공기 고도에서의 대기 모델과 결합, (4) 최종적으로 결합된 우주방사사선 모델에 우주기상 예보 정보 반영.