• 한국항해항만학회지
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• 제46권6호
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• pp.517-524
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• 2022

본 논문은 X-밴드 항해용(선박용) 레이더를 이용한 파랑 계측시, 강설 및 강수에 의한 레이더 신호 변화 및 파랑 계측 저해 요소를 분석한다. 사용된 자료는 속초해수욕장 행정지원센터에 설치된 레이더를 활용하였으며, 비교 검증에 필요한 기상자료는 기상청과 국립해양조사원의 공공자료를 사용하였다. 기상청 공공자료는 레이더로부터 약 7km 떨어진 속초기상대에서 측정한 자료이며, 국립해양조사원 공공자료는 레이더로부터 약 3km 떨어진 해양관측부이에서 계측된다. 지금까지 강우나 강설에 의한 레이더 신호 변화는 경험적으로 전해졌을 뿐, 실제 기상데이터와 비교하여 분석한 사례는 전무하다. 이에 본 논문에서는 기상청의 강수, 강설 자료, CCTV, 레이더 신호를 시계열에서 종합적으로 분석하였다. 그 결과 강설 및 강우에 따라 레이더에서 계측된 파고의 경우 실제 파고 대비 감소되는 것을 확인하였으며, 거리에 따른 레이더 신호강도의 감소 현상도 확인되었다. 본 논문은 강설 및 강우에 따라 레이더의 신호강도 감소 현상을 다각적으로 분석한 것에 그 의의가 있다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권4호
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• pp.457-464
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• 2021

카페리 선박의 안전 운항을 위한 요소 중 화물 고박안전성 분야는 2015년 이후 화물고박기준이 적용되어 파랑에 의해 발생하는 선체운동과 고박력을 상호 비교하여 평가하고 있다. 항해 중 카페리 선박의 안전 운항을 담보하기 위해서는 운항해역의 기상정보를 바탕으로 선체운동을 해석하여 화물의 이동을 방지할 수 있는 고박력을 결정하는 것이 중요하다. 이 연구에서는 부산-제주를 항행하는 총톤수 3,700톤급 카페리 선박을 대상으로 기상청이 운용하는 해상파고부이 3기의 최근 5년간 기상정보를 분석하였으며, 실제 해상에서 선체운동을 계측하고 수치시뮬레이션을 수행하여 선체가속도를 비교하였다. 태풍기간을 제외한 2~3월의 유의파고를 입력조건으로 선체운동을 해석한 결과, 유의파고 2.5 m 조건에서 횡방향 가속도가 실선계측에서는 1.5 m/s², 수치계산에서는 1.8 m/s²로 이론적 수치시뮬레이션의 결과가 크게 나타났다. 파고별 선체운동을 추정하는 가속도를 실선결과 기반으로 보정하는 근사식을 제안하여, 운송화물의 고박안전성 평가에 적용한 결과 풍랑경보 대비 일반 기상조건에서는 40 % 이하로 분석되었다. 운항해역의 기상정보를 바탕으로 실선계측에 따른 정량적인 가속도 결과를 활용하는 고박안전성 평가 기법이 널리 보급되어 국내 연안 카페리선박의 안전 운항 지침에 적용되기를 기대한다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.303-314
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• 2022

해양 물리 환경 인자의 지속시간 분석은 작업시간, 설계와 같은 해안공학적 관점에서 요구되는 분석으로 해역 이용에 필수로 선행되어야하는 기초 분석이다. 본 연구에서는 기상청 해양기상관측부이 중 우리나라 서남해안 4개 관측 지점(덕적도, 외연도, 거문도, 거제도)의 풍속 및 유의파고 자료의 지속시간 분석을 수행하였다. 기준풍속은 1~15 m/s, 기준유의파고는 0.25~3.0 m의 범위를 설정하고 관측자료가 이를 넘어서 지속되는 시간을 산정했다. 분석결과, 풍속과 유의파고의 지속시간은 기준값이 높아질수록 급격히 감소했으며, 최대 기준 조건에서 지속시간의 중간값은 풍속이 최대 5시간, 유의파고는 최대 8시간으로 계산되었다. 1% 미만의 확률로 발생하는 지속시간은 기준풍속이 15 m/s일 때 최대 52시간, 기준유의파고가 3m일 때 최대 56시간으로 나타났다. 향후 우리나라 전 해역을 대상으로 해양기상 자료의 지속시간 분석을 수행할 수 있으며, 다양한 공학적 활용이 기대된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제30권2호
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• pp.84-94
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• 2018

해양파랑 예측에 있어 단일 수치모델의 불확실성을 보완하기 위하여 앙상블 기법을 적용한 지역 파랑예측시스템을 구축하였다. 기상청 전지구 대기 수치모델의 확률예측시스템에서 생산되는 24개 앙상블 해상풍을 입력자료로 이용, 87시간까지 파랑 예측자료를 생산하였으며, 기상청 계류부이 관측자료와 다양한 통계방법을 적용하여 검증을 수행하였다. 2일예측 이후의 앙상블 예측평균의 평균제곱근오차(RMSE)는 단일모델예측에 비하여 향상된 결과를 보였으며, 특히 3일예측의 경우 단일모델예측 대비 RMSE가 약 15% 정도 향상되었다. 이것은 앙상블 기법이 수치모델의 불확실성을 감소시켜 예측정확도 향상에 크게 기여한 것으로 보인다. ROC(Relative Operating Characteristic) 분석결과, 전체 예측시간에 대하여 ROC 영역이 모두 0.9 이상을 보여 확률예측 성능이 뛰어남을 보였으며, 앙상블 파랑예측 결과가 해상 확률예보에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제21권5호
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• pp.571-576
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• 2015

본 논문은 X-band 레이더 기반 파고추정 방법의 비교연구에 대한 내용으로, 신호 대 잡음비 및 음영비를 이용하였다. 신호대 잡음비의 경우 기존 파고 추정을 위한 방법으로 널리 사용되고 있으며, 음영비의 경우 새로이 제시되는 방법이다. 본 연구에 사용된 레이더 영상의 경우 울산 주전해안에서 계측된 자료이며, 기상청 등표에서 계측된 해양기상정보와 비교하였다. 자료는 약 34일동안 계측된 자료를 비교하였으며, 동해안 태풍 진출 기간 자료를 확보하여 다양한 파고분포에 대한 결과를 검증하였다. 분석 결과 음영비를 이용한 파고추정의 경우, 부이와의 보정이 필요 없는 장점과 실시간 파고 계측의 가능성을 확인하였으며, 일부 풍속, 타 물체 탐지 등 레이더 영상의 외적 요소에 의한 오차 발생의 요인을 파악하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제13권3호
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• pp.127-134
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• 2010

본 연구는 2007년의 태풍 Manyi와 Usagi 기간 동안에 대기모델에 의해 예측된 한반도 주변의 해면기압의 정확도를 비교하였다. 중규모 지역 모델인 RDAPS, KWRF와 본 연구에서 개발된 9 km, 3 km 수평해상도의 고해상도 WRF 모델 결과가 활용되었다. 모델로 예측된 해면기압은 한반도 주변의 AWS와 해양기상 부이 등 연안지역에 총35개 지점 관측자료와 비교하였다. 비록 4개의 모델이 태풍 기간 동안 해면기압을 잘 모의하였지만 3 km WRF가가장 좋은 예측 결과를 보였으며 지역 모델인 RDAPS와 KWRF와 비교하여 최대 69%와 60% 정확도 향상을 보였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권5호
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• pp.508-520
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• 2016

본 연구에서는 7년(2009-2015)간 한반도 주변을 통과한 태풍의 이동 경로에 따른 수온의 변동을 분석하였다. 자료는 위성관측 수온영상, 동해 연안의 양양, 강릉, 삼척, 영덕에서 실시간 계류부이에서 관측한 수온과 기상청에서 제공한 바람을 분석하였다. 위성 영상을 이용한 태풍 통과 전후의 근해 수온의 차이는 태풍의 이동 경로에 따른 바람의 방향뿐만 아니라 해면 가열과 해면 상승의 시기와도 관계가 깊게 나타났다. Muifa, Chanhom, Nakri, Tembin과 같은 태풍들의 오른쪽에 위치한 동해 연안의 수온은 남풍계열의 바람에 의한 연안용승으로 표층뿐만 아니라 15m, 25m의 수온까지 하강하는 것을 알았다. 특히, 태풍 Chanhom과 Tembin에 의한 수온의 하강은 각각 $8-11^{\circ}C$와 $16^{\circ}C$ 하강하였다. 한편 그 반대편에 태풍이 위치할 때는 외해쪽에 있는 고온의 해수를 연안쪽으로 이동하여 침강시킴으로서 중층과 저층의 수온이 상승하였다. 또한, 태풍 통과 이후에 동해 연안에서 남풍(북풍)계열의 바람에 의한 하강(상승)된 수온의 혼합은 1-2일 및 4일간 지속되었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권7호
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• pp.869-875
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• 2016

본 연구에서는 파랑후측모델링을 통해 우리나라 연안에서의 장기 파랑경향성을 분석하였다. 파랑경향성 분석시 사용한 바람자료는 1979년부터 현재까지 제공하고 있는 ECMWF 바람자료를 사용하였으며, 모델수행 기간은 2001년~2014년으로 14년 동안 수행하였다. 생산된 파랑후측모델링 결과는 국립해양조사원 및 기상청에서 설치한 파랑관측부이 자료를 이용하여 검증하였다. 검증 결과, 태풍 및 폭풍이 발생한 이벤트 상황을 모델이 잘 재현하고 있으며, 정량적인 RMSE 값은 0.5 m로 유의한 결과 값을 보였다. 파랑후측모델링을 통한 최근 14년 동안의 파랑 경향성 분석 결과, 과거에 비해 권역별 파고 2 m 이상 출현율은 전해역 평균 0.082 %/year로 증가하고 있으며, 이는 고파랑이 지속적으로 심화되고 있음을 뜻한다. 이러한 연안 파랑경향성 분석자료는 최근 기후변화에 따른 연안의 취약성평가 및 연안역에서의 침식방지구조물의 방재 설계를 위한 기초자료로 사용 가능하다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제34권6_3호
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• pp.1383-1398
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• 2018

해상풍은 복잡한 해양 현상을 이해하는 데 가장 기초 요소 중 하나이다. 1990년대 초부터 산란계를 활용하여 전세계 바람장 자료를 생산해왔지만, 낮은 해상도로 인해 해양 연구에 제한적으로 사용되었다. Synthetic Aperture Radar(SAR)는 이러한 한계점을 보완하여 고해상도의 바람장 자료 생산이 가능하다. KOMPSAT-5는 한반도 최초의 X-band SAR 탑재 인공위성으로 고해상도 해상풍 산출이 가능하다. 본 연구는 KOMPSAT-5 후방산란계수 자료를 활용하여 산출한 해상풍의 검증 결과를 최초로 제시하였다. 18장의 KOMPSAT-5 ES 모드 자료를 수집하여 해양 부이와의 일치점 데이터베이스를 생산하였다. 정확한 해상풍 산출을 위해 육지 화소, 스페클 잡음, 선박 화소를 제거하는 전처리 과정을 거쳤고, 해양 부이 실측 자료에 Liu-Katsaros-Businger (LKB) 모델을 통해 10-m 중성 바람으로 변환하여 기준 자료로 활용하였다. XMOD2를 활용하여 산출한 해상풍은 후방산란계수 산출식에 따라 $2.41-2.74m\;s^{-1}$의 평균 제곱근 오차를 보였다. 분석 결과 KOMPSAT-5 후방산란계수 자료를 활용하여 해상풍을 산출하는 경우, 대기 중력파, 파랑, 내부파를 포함한 해양 기상 환경과 레인지 모호성(range ambiguity), 입사각의 이산적 불연속적 분포를 포함한 영상 품질에 의한 잠재적 오차 요인이 존재함을 규명하였다.

• 수산해양교육연구
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• 제26권5호
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• pp.1013-1025
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• 2014

Marine meterological characteristics off the coast in the East Sea between 2006 and 2013 were investigated by comparing the high wind-wave alert and moored-measured significant wave high. Monthly and yearly variations of the high wind-wave alert duration off the coast in the central part of the East Sea are correlated with those of the significant wave height measurement with their minima in June and 2008 and maxima in December and 2012. Both the high wind-wave alert duration and significant wave height increase remarkably during 2010-2013 when compared with during 2006-2009. The remarkable increase, occurring dominantly in December, seems to be related with Arctic oscillation variability. However, the comparisons reveal that only about a half of high wind-wave alerts satisfy the criteria for issuing the high wind-wave alert. To issue the high wind-wave alert, the wind speed at the sea should exceed 14 m/s or the significant wave height should be higher than 3 m. The high wind-wave alerts unsatisfying the significant wave height criteria are issued mainly during spring and summer. These results imply that additional surface buoy moorings in the open basin of the East Sea are necessary for more accurate issue of the high wind-wave alert.