• 대기
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• 제32권4호
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• pp.353-365
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• 2022

This paper evaluates precipitation forecast skill of Global/Regional Integrated Model system (GRIMs) over South Korea in a boreal winter from December 2013 to February 2014. Three types of precipitation are classified based on development mechanism: 1) convection type (C type), 2) low pressure type (L type), and 3) orographic type (O type), in which their frequencies are 44.4%, 25.0%, and 30.6%, respectively. It appears that the model significantly overestimates precipitation occurrence (0.1 mm d^-1) for all types of winter precipitation. Objective measured skill scores of GRIMs are comparably high for L type and O type. Except for precipitation occurrence, the model shows high predictability for L type precipitation with the most unbiased prediction. It is noted that Equitable Threat Score (ETS) is inappropriate for measuring rare events due to its high dependency on the sample size, as in the case of Critical Success Index as well. The Symmetric Extreme Dependency Score (SEDS) demonstrates less sensitivity on the number of samples. Thus, SEDS is used for the evaluation of prediction skill to supplement the limit of ETS. The evaluation via SEDS shows that the prediction skill score for L type is the highest in the range of 5.0, 10.0 mm d^-1 and the score for O type is the highest in the range of 1.0, 20.0 mm d^-1. C type has the lowest scores in overall range. The difference in precipitation forecast skill by precipitation type can be explained by the spatial distribution and intensity of precipitation in each representative case.

• 한국수자원학회논문집
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• 제47권11호
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• pp.1039-1050
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• 2014

본 연구에서는 전지구 기후모델의 성능을 평가함에 있어 기후 요소와 평가 지표에 따른 분석 결과의 다양성에 대해 살펴보고자 하였다. 미국 남동부 지역을 대상으로 17개의 CMIP5 GCM의 강우량, 일 최대 최저기온, 풍속에 대한 과거기간(1950~2000)의 모의 결과를 같은 기간의 관측치와 비교한 오차와 상관도를 이용하여 정량적으로 평가하였다. 기후 모델 산출물을 효과적으로 분석하기 위해 격자 단위 관측 자료를 평가기준으로 사용하였으며 다양한 형태의 기상 특성에 대한 모의 성능을 다각적으로 진단하기 위해 기후 정보(평균적 기후 통계량, 시간 변동성, 극한 사상 빈도 등)를 16개 지표로 정의하여 평가에 적용하였다. 또한 산정된 오차와 상관도를 기반으로 대상지역에 대한 기후요소별 GCM 성능 순위를 도출하여 비교하였다. 연구 결과, 기온에 대한 기후 특성에 대한 모델 재현성은 전반적으로 뛰어난 반면 강우량 및 풍속에 대한 모델 성능은 일 변동성을 제외한 대부분 지표들에 대해 비교적 낮은 것으로 나타났다. 더불어 모델의 정확도 순위는 기후 요소, 평가 지표, 그리고 오차 산정 방법에 따라 다양하게 나타남을 확인하였다. 특히 IPSL-CM5A-LR 모델은 대상지역에 대한 적용성이 현저히 낮은 것으로 나타났다. 본 연구는 다양한 기후변화 영향 연구에 적합한 모델 선정과 기후 모델의 불확실성을 고려한 합리적 미래 예측을 위해서는 다각적이고 면밀한 모델 평가가 선행되어야 함을 시사한다.

• 한국지구과학회지
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• 제34권3호
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• pp.209-223
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• 2013

이 연구의 목적은 한반도에서 $CH_4$ 농도의 수치모의 검증을 통하여 $CH_4$ 배출원의 기여 농도를 추정하는 것이고, 이 수치모의에 사용된 $CH_4$ 배출량을 상자모델로부터 추정된 $CH_4$ 배출량과 비교하는 것이다. 한반도에서 2010년 4월 1일부터 8월 22일까지 $CH_4$의 평균 농도를 추정하기 위해 WRF-CMAQ 모델이 사용되었다. 모델에서 $CH_4$ 배출량은 전지구 배출량인 EDGAR와 한국에서의 온실기체 배출량인 GHG-CAPSS로부터 인위적 배출 인벤토리와 전지구 자연적 인벤토리인 MEGAN이 적용되었다. 이들 $CH_4$ 배출량은 안면도 및 울릉도에서 측정된 $CH_4$ 농도와 모델링 농도 자료를 비교함으로써 검증되었다. 울릉도에서 국내 배출원으로부터 추정된 $CH_4$의 기여 농도는 약 20%로 나타났고, 이것은 한반도 내 농장(8%), 에너지 기여 및 산업공정(6%), 일반폐기물(5%), 생체 및 토지이용(1%) 등 $CH_4$ 배출원으로부터 기원하였다. 그리고 중국으로부터 수송된 $CH_4$의 기여 농도는 약 9%였고, 나머지 배경농도는 약 70%로 나타났다. 박스모델로 추정된 $CH_4$ 배출량은 WRF-CMAQ 모델에서 사용한 $CH_4$ 배출량과 유의미한 결과를 얻었다.

• 한국기후변화학회지
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• 제2권2호
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• pp.79-91
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• 2011

본 연구에서는 기후변화와 대기환경 사이의 통합적 상호작용 연구를 위하여 전 지구규모 기후모델(CCSM3) 결과를 지역 규모 기후모델(MM5)의 초기 및 경계 조건으로 사용할 수 있도록 역학적 상세화(Downscaling) 기법을 개발하였다. 개발된 상세화 기법에서는 위 경도 좌표계로 이루어진 CCSM3 결과를 Lambert-Conformal Arakawa-B 격자 체계로, CCSM3의 hybrid-vertical coordinate를 MM5의 sigma coordinate로 대체하는 과정과 CCSM3 모델 수행 결과와 모델 수행에 필요한 변수들 간의 일치화 과정이 포함된다. 전 지구 규모 모델 결과들이 지역 규모 모델의 입력값으로 역학적 규모 축소되는 과정을 검증하기 위해 공간 분포 및 통계분석을 수행한 결과, 여름철과 겨울철의 기온 및 강수량 패턴이 동아시아 영역 및 한반도 지역에 대해 기존 관측을 이용한 결과와 매우 유사한 패턴을 보였으며, 통계 분석 결과 모델 예측지수가 기온의 경우 0.9 이상의 좋은 값이 나타났으며, 상관성 역시 0.9 수준의 결과를 보여 인터페이스 구축이 성공적으로 수행되었음을 알 수 있다.

• 한국측량학회지
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• 제28권3호
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• pp.317-328
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• 2010

본 연구는 Sandwell 및 DNSC08 해상중력모델로부터 구한 프리에어 이상으로부터 동해 지역의 완전부우게 이상을 구한 결과를 설명한 것이다. 완전부우게 보정은 부우게 보정(Bullard A), 곡률보정(Bullard B)과 지형보정(Bullard C)의 세 부분으로 구성된다. 각 보정량의 계산을 위하여 전지구 기복모델인 ETOPO1을 통해 1분 간격의 표고데이터(지형 및 수심)를 취득하여 이용하였으며, 지형(해수)의 밀도로는 $2,670kg/m^3$($1,030kg/m^3$)의 수치를 일괄적으로 적용하였다. DNSC08 모델을 이용하여 계산된 완전부우게 이상은 동해 지역에 대하여 약 -34.390~267.925mGal의 분포를 나타내었으며, Sandwell 모델의 경우 -32.446~266.967mGal의 분포를 나타내었다. 또한, 두 모델 간 완전부우게 이상의 차이는 평균 $0.036{\pm}2.373mGal$로 계산되었으며, 가장 큰 완전부우게 이상값은 가장 낮은 수심분포를 보이는 위도 $42{\sim}43^{\circ}N$ 및 경도 $137{\sim}139^{\circ}E$ 사이의 지역에서 나타났다. 이러한 수치를 통해 DNSC08과 Sandwell 모델의 중력분포가 동해 지역에 대해 매우 유사한 것을 알 수 있었으며, 위성기반의 해상중력모델이 동해 지역의 지구물리학적, 지질학적, 측지학적 특성의 해석에 효율적으로 이용될 수 있다고 판단되었다.

• 대기
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• 제17권1호
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• pp.1-15
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• 2007

A constraint based on climatology is introduced to the cost function of the three-dimensional variational assimilation (3dVar) to correct the error of the zonal mean wind structure in the global data assimilation system at Korea Meteorological Administration (KMA). The revised cost function compels the analysis fit to the chosen climatology while keeping the balance between the variables in the course of analysis. The constraint varies selectively with the vertical level and the horizontal scale of the motion. The zonally averaged wind field from European Centre for Medium-Range Weather Forecasts Re-Analysis 40 (ERA-40) is used as a climatology field in the constraint. The constraint controls only the zonally averaged stratospheric long waves with total wave number less than 20 to fix the error of the large scale wind field in the stratosphere. The constrained 3dVar successfully suppresses the erroneous westerly in the stratospheric analysis promptly, and has been applied on the operational global 3dVar system at KMA.

• 대기
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• 제28권2호
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• pp.141-151
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• 2018

The KIAPS global model and data assimilation system were extended to assimilate brightness temperature from the Sondeur $Atmosph{\acute{e}}rique$ du Profil $d^{\prime}Humidit{\acute{e}}$ Intertropicale par $Radiom{\acute{e}}trie$ (SAPHIR) passive microwave water vapor sounder on board the Megha-Tropiques satellite. Quality control procedures were developed to assess the SAPHIR data quality for assimilating clear-sky observations over the ocean, and to characterize observation biases and errors. In the global cycle, additional assimilation of SAPHIR observation shows globally significant benefits for 1.5% reduction of the humidity root-mean-square difference (RMSD) against European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) Integrated Forecast System (IFS) analysis. The positive forecast impacts for the humidity and temperature in the experiment assimilating SAPHIR were predominant at later lead times between 96- and 168-hour. Even though its spatial coverage is confined to lower latitudes of $30^{\circ}S-30^{\circ}N$ and the observable variable is humidity, the assimilation of SAPHIR has a positive impact on the other variables over the mid-latitude domain. Verification showed a 3% reduction of the humidity RMSD with assimilating SAPHIR, and moreover temperature, zonal wind and surface pressure RMSDs were reduced up to 3%, 5% and 7% near the tropical and mid-latitude regions, respectively.

• 대한원격탐사학회지
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• 제6권2호
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• pp.75-88
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• 1990

NOAA 위성의 narrow-band AVHRR(Advanced Very. High Resolution Radiometer) 적 외선 채널과 broad-band 0.2 - 50$\mu\textrm{m}$ 영역의 ERBE(Earth Radiation Budget Experiment) scanning instrument에 의하여 관측된 radiance로부터 추정된 지구의 대기 외장파복사량 (Outgoing Longwave Radiation:OLR) 이 비교조사되었다. 이를 위하여 1985년 4월, 7월, 10월과 1986년 1월에 위성에서 관측된 radiance를 각각 이용하였고 비교된 OLR은 위도와 경도가 각각 2.5$^{\circ}$ 간격으로 구분된 grid내에서 일치(collocate)시켜 지역별(zonal), 그리고 전지구(global)규모 로 비교되었다. ERBE와 AVHRR에 의하여 각각 추정된 OLR값의 차(ERBE minus AVHRR)에 의한 분석 결과는 주간의 경우 -1~2 W/m$^2$의 값과 야간의 경우 4~7 W/m$^2$의 값으로 비교적 좋은 일치를 보였지만 이들의 RMS는 하절(6월)에 12 W/m$^2$와 동절(12월)에 5 W/m$^2$의 값으로 다소 높은 차이를 보였다. 한편, 이들 OLR값을 관측지역에 따라 큰 차 이를 나타내어 사막지역과 아열대고기압(subtropical ocean)대에서는 상반된 결과를 보였다. 이들 지역에 대한 차이는 지역적 기온구조와 지표온도의 영향을 다 고려하지 못하고 OLR 측정치를 도 출하는 대기복사모델(radiation model)의 regional systematic bias에서 기인된 것으로 해석된다. 즉 사막의 지표역전층에 대한 AVHRR과 해면의 대기구조에 대한 ERBE의 OLR은 상반된 영향을 보였다.

• 대기
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• 제29권2호
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• pp.219-226
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• 2019

Generally, the weather forecast system has been run using prescribed ocean condition. As it is widely known that coupling between atmosphere and ocean process produces consistent initial condition at all-time scales to improve forecast skill, there are many trials on the application of data assimilation of coupled model. In this study, we implemented a weakly coupled data assimilation (short for WCDA) system in global NWP model with low horizontal resolution for coupled forecast with uncoupled initialization, following WCDA system at the Met Office. The experiment is carried out for a typhoon evolution forecast in 2017. Air-sea exchange process provides SST cooling and gives a substantial impact on tendency of central pressure changes in the decaying phase of the typhoon, except the underestimated central pressure. Coupled data assimilation is a challenging new area, requiring further work, but it would offer the potential for improving air-sea feedback process on NWP timescales and finally contributing forecast accuracy.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.186-186
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• 2020

본 연구에서는 IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) 6차 평가보고서(6th Assessment Report, AR6)에서 제시한 새로운 온실가스 경로(SSP, Shared Socioeconomic Pathways)에 따라 산출된 전지구 기후변화 시나리오를 이용하여 제주도의 미래 강수량 변화를 살펴보고자 한다. 기상청에서 운영하는 기후정보포털(http://www.climate.go.kr/)에서는 6가지 기상요소(평균기온, 최고기온, 최저기온, 강수량, 상대습도, 풍속 등)에 대하여 SSP 시나리오 자료를 제공하고 있다. SSP 시나리오는 SSP1-2.6 저탄소 시나리오(사회 불균형의 감소와 친환경 기술의 빠른 발달로 기후변화 완화, 적응능력이 좋은 지속성장가능 사회경제 구조)와 SSP5-8.5 고탄소 시나리오(기후정책 부재, 화석연료 기반 성장과 높은 인적 투자로 기후변화 적응능력은 좋지만 완화능력이 낮은 사회경제 구조)로 구분되어 제공되고 있다. 또한, 현재의 기후 상태를 모의하는 historical period (1850-2014) 자료와 미래의 기후상태를 모의한 future period (2015-2100) 자료가 있으며, 월별(momthly), 연간(yearly) 자료의 형태로 제공된다. 본 연구를 통하여 새로운 SSP 시나리오를 이용한 제주도 강수량의 미래 변화를 정량적으로 분석하였고, 기후변화에 능동적인 대책을 수립하는데 도움이 될 것으로 판단된다.