• 제목/요약/키워드: Mesoscale circulation

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지표면 변화와 인공열이 바람장에 미치는 영향에 관한 수치 시뮬레이션 (Numerical Simulation of Effect of Urban Land-use Type and Anthropogenic Heat on Wind Field)

  • 홍정혜;김유근
    • 한국대기환경학회지
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    • 제16권5호
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    • pp.511-520
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    • 2000
  • The urban atmosphere is characterized by th difference in surface and atmospheric environment between urban and more natural area. To investigate th climatic effect of land use type and anthropogenic heat of urban on wind field, numerical simulations were carried out under typical summer synoptic condition. The wind model PNU_MCM(Pusan National University Mesoscale Circulation Model) is based on the three-dimensional Boussinesq equations, taking into account the hydrostatic assumption . Since lane-use differs over every subdivision on Pusan the surface energy budget model includes sub0grid parameterization scheme which can calculate the total heat flux over a grid surface composed of different surfaces. The simulated surface wind agrees well with the observed value, and average over 6 days which represent typical summer lan-sea breeze days, August 1998, i.e. negligible gradient winds and almost clear skies. Urbanization makes sea-breeze enhance at day and reduce land-breeze at night. The results show that contribution of land-use type is much larger than that of anthropogenic heat in Pusan.

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부산지역 빌딩 분포 상세화에 따른 중규모 순환 특성 (Characteristics of Mesoscale Circulation with the Detailed Building Distribution in Busan Metropolitan Area)

  • 손정옥;이화운;이순환
    • 한국환경과학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.203-215
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    • 2012
  • In order to clarify the impacts of thermal difference in atmospheric boundary layer due to the different sophistication of building information in Busan metropolitan areas, several numerical simulations were carried out. ACM (Albedo Calculation Model) and WRF (Weather Research and Forecasting) was applied for estimating albedo and meteorological elements in urban area, respectively. In comparison with coarse aggregated and small buildings, diurnal variation of albedo is highly frequent and its total value tend to be smaller in densely aggregated and tall buildings. Estimated TKE and sensible heat flux with sophisticatedly urban building parameterization is more resonable and valid values are mainly induced by urban building sophistication. The simulation results suggest that decreased albedo and increased roughness due to skyscraper plays an important role in the result of thermal change in atmospheric boundary layer.

세격자체계의 황해 및 동지나해 조석모형의 개발 (Development of Fine-grid Numerical Tidal Models of the Yellow Sea and the East China Sea)

  • 최병호
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제2권4호
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    • pp.231-244
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    • 1990
  • 본 연구의 장기적인 목적은 황해와 동지나해 육붕에서의 중규모적 순환 역학을 조사하는 데 있다. 슈퍼콤의 등장과 흐름의 해상력을 제고시키기 위해 전 육붕해역을 위도상 1/15도, 경도상 1/12도 격자간격을 갖는 수치해석모형을 수립하였다. 첫 단계로서 육붕해의 우세한 조석현상인 주태음양일주조의 조석체계를 산정하였다. 초기결과가 제시되었으며 추후의 모형개선을 위한 토의를 하였다.

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중규모 순환과 입자오염물질의 침적에 관한 수치연구(1) - 입자상 물질의 입경별 침적양 추정 - (The numerical study on relationship between mesoscale circulation and deposition of air pollutant (1) - particle dry deposition according to diameter -)

  • 이화운;이순환;반수진
    • 한국대기환경학회:학술대회논문집
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    • 한국대기환경학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.399-400
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    • 2002
  • 오염물질의 지표농도 결정에 있어 침적과정은 아주 중요하다. 이전의 연구들에서 가스상 물질 중 특히 SO$_2$의 경우 대기중으로부터 건성침적 과정에 의해서 제거되는 양이 대기로의 총 방출량의 약 1/3배정도 됨을 나타내었다(Arritt et al. 1988; Hicks et al., 1991). 입자상 물질의 침적 역시 오염물질의 장거리 수송의 중요한 부분을 차지하고 있다. 특히 황사기간중의 침적과정은 물질의 국가간이동으로 매우 중요시되면서, 건성침적량 및 영향에 대한 연구가 수행되어져 왔다(Kim et al.,1991). (중략)

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인공위성 고도계 자료(1993-2017년)를 이용하여 탐지‧추적‧분류한 동해 중규모 소용돌이의 통계적 특성 (Statistical Characteristics of East Sea Mesoscale Eddies Detected, Tracked, and Grouped Using Satellite Altimeter Data from 1993 to 2017)

  • 이경재;남성현;김영규
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제24권2호
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    • pp.267-281
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    • 2019
  • 활발한 중규모 변동성으로 인해 해양 환경과 순환의 극심한 변화를 초래하는 동해 전역에서 장기간(1993-2017년) 수집된 인공위성 고도계 자료와 2015-2017년 기간의 4차례 승선 조사로 수집된 현장 관측 자료를 분석하여 중규모 소용돌이의 통계적 특성을 규명하였다. 동해 전역에서 해당 기간 동안 총 1,008개의 중규모 소용돌이를 탐지 추적 정의하고, 이를 27개의 그룹으로 분류하여, 전체 평균 및 각 그룹별 평균 지속기간(L, 일), 진폭(H, m), 반경(R, km), 단위 면적당 강도(EI, $cm^2/s^2/km^2$), 타원율(e), 운동에너지(EKE, TJ), 가용위치에너지(APE, TJ) 및 전파 방향을 산출하였다. 인공위성 고도계 자료로부터 산출된 소용돌이의 중심, 경계, H 각각을 현장 관측 자료로부터 산출된 해당 수치와 비교하여 각각에 대한 불확실성을 중심 오차 2-10 km, 경계 오차 10-20 km, 진폭 오차 0.6-5.9 cm로 추정하였다. 정의된 모든 소용돌이들의 전기간 평균 L, H, R, EI, e, EKE, APE는 각각 $95{\pm}104$일, $3.5{\pm}1.5cm$, $39{\pm}6km$, $0.023{\pm}0.017cm^2/s^2/km^2$, $0.72{\pm}0.07$, $23{\pm}21TJ$, $588{\pm}250TJ$로서 대양에 비해 전반적으로 L이 짧고, H, R은 작으며, EI는 강하고, EKE는 낮게, APE는 높게 나타났다. 또, 대양에서와 같은 뚜렷한 서향 전파 특성을 보이지 않고, 대체로 해류를 따라 이동하는 특성을 보였다. 아극전선(subpolar front)을 기준으로 남부 소용돌이 그룹의 L, H, R, EI, EKE, APE가 북부 그룹에 비해 더 길고, 크고, 강하며, 높고, 평균 해류 방향으로 더 멀리 이동하는 특성을 보였다. 뿐만 아니라 특정 방향으로의 이동이 뚜렷하지 않은 4개 그룹들(Wonsan Warm Eddy, Wonsan Cold Eddy, Western Japan Basin Warm Eddy, Northern Subpolar Frontal Cold Eddy groups)과 상대적으로 크고, 강하며, 높은 H, EI, EKE, APE에도 불구하고 오래 지속되지 않는(짧은 L) 특성을 보이는 3개 그룹들(Yamato Coastal Warm Eddy, Central Yamato Warm Eddy, Eastern Japan Basin Coastal Warm Eddy groups)도 제시하였다. 인공위성 고도계만으로는 잘 탐지되기 어려운 작은 규모의 소용돌이가 존재하는 동해 북부 해역에서는 소용돌이 그룹이 정의되지 않았으며, 본 연구에서 제시된 동해 평균 소용돌이 특성치의 과대추정 가능성이 토의되었다. 본 연구를 통해 1) 기존에 비교적 잘 알려진 울릉 난수성 소용돌이(Ulleung Warm Eddy)와 독냉수성 소용돌이(Dok Cold Eddy) 그룹 외에도 Hokkaido Warm Eddy, Yamato Rise Warm Eddy와 같은 그룹들을 새로 정의하였고, 2) 대양의 중규모 소용돌이에 비해 전반적으로 그 L이 짧고, H, R은 작고, EKE는 낮으나, EI는 강하고, APE는 높으며, 서향 전파가 뚜렷하지 않은 동해의 중규모 소용돌이 특성을 규명했으며, 3) 동해 내에 그룹별로 상이한 중규모 소용돌이 그룹의 특성을 제시하였다.

Kuroshio Observation Program: Towards Real-Time Monitoring the Japanese Coastal Waters

  • Ostrovskii, Alexander;Kaneko, Arata;Stuart-Menteth, Alice;Takeuchi, Kensuke;Yamagata, Toshio;Park, Jae-Hun;Zhu, Xiao Hua;Gohda, Noriaki;Ichikawa, Hiroshi;Ichikawa, Kaoru;Isobe, Atsuhiko;Konda, Masanori;Umatani, Shin-Ichiro
    • Ocean and Polar Research
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    • 제23권2호
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    • pp.141-160
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    • 2001
  • The challenge of predicting the Japanese coastal ocean motivated Frontier Observational Research System for Global Change (FORSGC) and the Japan Marine Science and Technology Center (JAMSTEC) to start a multiyear observational programme in the upstream Kuroshio in November 2000. This field effort, the Kuroshio Observation Program (KOP), should enable us to determine the barotropic and baroclinic components of the western boundary current system, thus, to better understand interactions of the currents with mesoscale eddies, the Kuroshio instabilities, and path bimodality. We, then, will be able to improve modeling predictability of the mesoscale, seasonal, and inter-annual processes in the midstream Kuroshio near the Japanese main islands by using this knowledge. The KOP is focused on an enhanced regional coverage of the sea surface height variability and the baroclinic structure of the mainstream Kuroshio in the East China Sea, the Ryukyu Current east of the Ryukyu's, and the Kuroshio recirculation. An attractive approach of the KOP is a development of a new data acquisition system via acoustic telemetry of the observational data. The monitoring system will provide observations for assimilation into extensive numerical models of the ocean circulation, targeting the real-time monitoring of the Japanese coastal waters.

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복잡 해안지역 해상풍 모의의 정확도 개선-II: LAPS를 사용한 자료동화 (Improvements in the Simulation of Sea Surface Wind Over the Complex Coastal Area-II: Data Assimilation Using LAPS)

  • 배주현;김유근;정주희;권지혜;서장원;김용상
    • 한국환경과학회지
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    • 제15권8호
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    • pp.745-757
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    • 2006
  • We focus on the improvement of accuracy of sea surface wind over complex coastal area doling the warm season. Local Analysis Prediction System (LAPS) was used to improve the initial values in Mesoscale Meteorological model (MM5). During the clear summer days with weak wind speed, sea surface wind simulated with LAPS was compared with the case without LAPS. The results of modeling with LAPS has a good agreement mesoscale circulation such as mountain and valley winds on land and in case of modeling without LAPS, wind speed overestimated over the sea in the daytime. And the results of simulation with LAPS indicated similar wind speed values to observational data over the sea under influence of data assimilation using BUOY, QuikSCAT, and AMEBAS. The present study suggests that MM5 modelling with LAPS showed more improved results than that of without LAPS to simulate sea surface wind over the complex coastal area.

수치모델 해상도가 중규모 와동 근처의 난류구조에 미치는 영향 (Effect of Model Resolution on The Flow Structures Near Mesoscale Eddies)

  • 장연식;안경모;박영규
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제27권2호
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    • pp.79-93
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    • 2015
  • Gulf Stream 인근해역에서 해양 중규모 와동의 삼차원 구조분석을 HYCOM 수치모델을 사용하여 수행하였다. 시계방향 및 반시계 방향으로 회전하는 와동들의 구조를$1/12^{\circ}$$1/48^{\circ}$ 두개의 모델 해상도를 사용하여 비교하였다. 라그랑지안 모수인 Finite Size Lyapunov Exponent (FSLE) 와 Okubo-Weiss parameter(OW) 분포를 분석한 결과 표층의 와동구조가 수심 깊은 곳까지 영향을 미치는 것으로 나타났는데, 이는 와동에 의한 수평방향 해수운동이 수직방향 해수운동보다 크기 때문인 것으로 해석되었다. 고해상도 모델의 경우 와동근처에서 10 km 미만의 미세난류구조 들이 많이 발견되었으며, 이러한 미세난류구조들은 고해상도 모델의 와동근처에서 해수의 움직임을 저해상도 모델보다 불규칙하게 만드는 것으로 나타났다. 이러한 미세난류구조에 의한 해수의 불규칙한 움직임은 분산계수 (dispersion coefficient)에도 영향을 미치는데, 수평 분산계수의 경우 해수운동이 자유로운 고해상도 모델이 저해상도 모델보다 그 값이 더 크게 나타났다. 수직 분산계수의 값은 저해상도 모델에서 더 크게 나왔는데, 이는 와동의 경사진 궤도를 따라 움직이는 저해상도 모델의 해수운동이 수직 분산계수값을 증가시키기 때문인 것으로 들어났다. 상대 수직 분산계수의 경우 이러한 궤도의 영향이 줄어들기 때문에 해수의 수직운동을 측정하는데 있어 절대 수직 분산계수 보다 더 적합한 것으로 판명되었다.

기후변화를 고려한 한반도 미래 풍력자원 지도 생산 (Production of Future Wind Resource Map under Climate Change over Korea)

  • 김진영;김도용
    • 대한공간정보학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.3-8
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    • 2017
  • 본 연구에서는 앙상블 중규모기후모델 weather research and forecasting(WRF)를 이용하여 2045년부터 2054년까지 21세기 중반의 기후변화에 대한 우리나라 미래 풍력자원 지도를 제작하였고 월별, 시간대별 자원변화를 검토하였다. 분석결과, 한반도상에서 강한 몬순 순환으로 인해 뚜렷한 월별 시공간 변동성이 해륙풍에 의한 시간대별 변동성보다 컸다. 풍력자원이 큰 강풍지역은 월마다 지역마다 다르게 나타났다. 즉 겨울철 북서계절풍(여름철 남서계절풍)이 주풍일 때 각각 강원산간과 해상 그리고 남서해안에서 자원이 많을 것으로 전망되었다. 최대풍과 최소풍은 1월, 9월에 각각 나타날 것으로 전망되었고, 시간대별로 내륙과 산간은 일중편차가 컸지만 연안지역은 편차가 작을 것으로 전망되었다. 이는 현재기후에 대한 기존분석결과와는 다소 차이가 있는 것으로, 이 연구에서 생산된 미래 풍력자원 지도는 향후 기후 변화 가능성이 큰 지역의 시공간적 풍황을 감안하여 풍력단지 입지 선정 및 풍력운영을 위한 장기계획 마련에 있어서 유용한 자료가 되리라 기대된다.

남한 지역에서 여름철 맑은 날의 대기 오염물 확산에 대한 수치적 연구 (A Numerical Study of Atmospheric Pollutant Dispersionon over South Korea on Sunny Summer Days)

  • 이태영;김승범
    • 한국환경과학회지
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    • 제5권4호
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    • pp.411-427
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    • 1996
  • A Lagrangian dispersion model has been developed to study the transport of atmospheric pollutants over the southern Korean peninsula on sunny summer days. A mesoscale atmospheric model has been employed to provide the wind fields and information for turbulent diffusion for the calculation of trajectories using a conditioned particle technique. The model has been applied to the simulation of the transport of atmospheric pollutants emitted from five sources in the coastal locations under various synoptic scale winds. Under calm synoptic scale condition, the particles emitted during daytime are mixed vertically and transported toward inland by sea-breeze, according to the model simulation. The particles are then transported upward at she sea-breeze front or by the upward motion over the mountain, and some particles show tendency of returning toward the coast by the return flow of the sea-breeze circulation. The particles are found to remain over the peninsula throughout the integration period under calm synoptic scale condition. When there is westerly synoptic scale winds the particles emitted in the west coast can reach the east coast within a day of faster depending on the speed. With a synoptic scale southerly wind of 5 m/s, most of the particles from the fine sources are advected toward inland during daytime. During nighttime, significant portion of particles released in the west coast remains over the land, while most particles released in the east coast move toward the sea to the east of the middle peninsula.

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