• 한국지구과학회지
• /
• 제42권5호
• /
• pp.536-555
• /
• 2021

해상풍은 해양의 표층 해류 및 순환, 혼합층, 열속의 변화를 주도하며 해양-대기 상호작용을 이해할 수 있는 중요한 변수이다. 인공위성의 발달에 따라 산란계 관측 자료를 기반으로 산출한 해상풍은 여러 목적으로 광범위하게 사용되어 왔다. 한반도 연안과 같은 복잡한 해양 환경에서 산란계 관측 해상풍은 해양 및 대기 현상 이해에 중요한 요소이다. 따라서 위성 해상풍의 정확도 검증 결과가 다양한 활용을 위하여 중요하게 활용될 수 있다. 본 연구에서는 대표적인 산란계인 MetOp-A/B (METeorological OPerational satellite-A/B)에 탑재된 ASCAT (Advanced SCATterometer) 해상풍 자료를 한반도 주변의 16개 지점에서 2020년 1월부터 12월까지 실측된 해양기상부이 해상풍 자료와 비교하여 해상풍의 정확도를 검증하였다. 해수면으로부터 4-5 m 고도에서 관측된 부이 바람은 LKB (Liu-Katsaros-Businger) 모델을 활용하여 10 m의 중립 바람으로 변환하였다. 일치점 생산 과정 결과 MetOp-A와 MetOp-B에 대하여 5,544개와 10,051개의 일치점을 만들었다. 각 위성 해상풍 풍속의 평균제곱근오차는 1.36 m s^-1와 1.28 m s^-1, 편차는 0.44 m s^-1와 0.65 m s^-1로 나타났다. 산란계의 풍향은 MetOp-A와 MetOp-B에서 각각 -8.03°와 -6.97°의 음의 편차와 32.46°와 36.06°의 평균제곱근오차를 보였다. 이러한 오차들은 해양-대기 경계층 내의 성층과 역학과 관련된 것으로 추정된다. 한반도 주변 해역에서 산란계 해상풍은 특히 풍속이 약한 구간에서 실측 풍속보다 과대추정되었다. 또한 연안으로부터의 거리가 가까워질수록 오차가 증폭되는 특성이 나타났다. 본 연구 결과는 산란계 해상풍 자료를 이용하는 해양-대기 상호작용 및 태풍 연구와 같은 한반도 연안 해역의 예측 모델 발전에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국환경과학회지
• /
• 제14권11호
• /
• pp.1015-1026
• /
• 2005

The southeastern coastal area of the Korean peninsula has a complex terrain including an irregular coastline and moderately high mountains. This implies that mesoscale circulations such as mountain-valley breeze and land-sea breeze can play an important role in wind field and ocean forcing. In this study, to improve the accuracy of complex coastal rind field(surface wind and sea surface wind), we carried out the sensitivity experiments based on PBL schemes in PSU/NCAR Mesoscale Model (MM5), which is being used in the operational system at Korea Meteorological Administration. Four widely used PBL parameterization schemes in sensitivity experiments were chosen: Medium-Range Forecast (MRF), High-resolution Blackadar, Eta, and Gayno-Seaman scheme. Thereafter, case(2004. 8. 26 - 8. 27) of weak-gradient flows was simulated, and the time series and the vertical profiles of the simulated wind speed and wind direction were compared with those of hourly surface observations (AWS, BUOY) and QuikSCAT data. In the simulated results, the strength of rind speed of all schemes was overestimated in complex coastal regions, while that of about four different schemes was underestimated in islands and over the sea. Sea surface wind using the Eta scheme showed the highest wind speed over the sea and its distribution was similar to the observational data. Horizontal distribution of the simulated wind direction was very similar to that of real observational data in case of all schemes. Simulated and observed vertical distribution of wind field was also similar under boundary layer(about 1 km), however the simulated wind speed was underestimated in upper layer.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제56권5호
• /
• pp.383-388
• /
• 2019

It is essential to reduce the Infra-red signature for increasing ship's survivability in ship design stage. However the ship's IR signature is quite sensitive to the maritime and atmosphere. Therefore, it is very important to select the marine meteorological data to be applied to the signature analysis. In this study, we selected the three meteorological sample sets from the population of the Korea Meteorological Administration's marine environment data in 2017. These samples were selected through the two-dimensional stratified sampling method, taking into account the geopolitical threats of the Korean peninsula and the effective area of the buoy. These sample sets were applied to three naval ships classified by their tonnage, and then the IR signature analysis was performed to derive the Contrast Radiant Intensity (CRI) values. Based on the CRI values, the validity of each sample set was determined by comparing Cumulative Distribution Function (CDF), and Probability Density Function (PDF). Also, we checked the degree of scattering in each sample set and determined the efficiency of analysis time and cost according to marine meteorological sample sets to confirm the possibility of a probabilistic method. Through this process, we selected the standard for optimization of marine meteorological sample for ship IR signature analysis. Based on this optimization sample, by applying probabilistic method to the management of IR signature for naval ships, the robust design is possible.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
• /
• 한국항해항만학회 2009년도 공동학술대회
• /
• pp.449-451
• /
• 2009

지구온난화에 따른 해수면 상승과 태풍 강도의 증가는 연안역에 밀집한 주거 및 산업공간을 위협하는 요소로 최근 그 연구가 활발하게 진행되어 오고 있다. 본 연구에서는 안전한 해상교통 및 폭풍해일과 파랑예측을 위해서 반드시 필요한 해상풍에 대한 연구이다. 해상풍은 연안역에서의 자연재해를 유발하는 여러 요소 중에서 중요한 연구과제이나, 현재 가상수치모델에 의한 해상풍 및 해면기압은 시 공간적으로 불충분하다. 따라서, 중규모 기상 모형인 Weather Research and Forecasting(WRF)을 사용하여 우리나라 주변해역을 모두 포함하며, 약 9km 격자로 매일 두 번씩 72시간을 예보하는 해상풍을 산출하는 시스템을 구축하였다. 이어도 해양과학기지와 황해중부부이에서 실측한 해상풍과 검증한 결과 상당히 유의할 만한 결과를 얻었으며, 자료동화을 이용하여 향후에는 보다 정확한 해상풍을 산출할 계획이다.

• 한국음향학회지
• /
• 제41권6호
• /
• pp.601-609
• /
• 2022

2007년 8월 동해 연안에서 연안용승 현상이 발생 되었고, 이에 따른 수직적인 수온과 염분 자료가 실시간 해양관측부이를 통해 획득되었다. 시계열 관측자료를 기반으로 연안용승 발생 전·중·후의 수직적인 음속구조를 산출하였고, 연안용승의 수평적인 규모와 실제 해저지형 등을 고려한 음향모델링을 통해 연안용승이 수중의 음파 전달과 탐지환경에 어떠한 영향을 미치는지 분석하였다. 포물선 방정식 모델을 이용한 저주파(500 Hz) 음파 전달손실과 심도별 표적 탐지거리를 비교·분석한 결과, 동해 연안에서 용승이 발생하면 그렇지 않은 일반적인 음탐환경에 비해 최대 약 10 dB의 탐지이득을 기대할 수 있는 것으로 분석되었다. 또한, 이번 연구를 통해 용승 전·후 약 2 ~ 3일의 짧은 기간 내에서도 음파전달 특성이 크게 달라질 수 있음을 확인하였다.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제16권4호
• /
• pp.206-211
• /
• 2011

수영만의 CTD 관측자료와 모니터링 부이의 바람, 수온, 유속자료를 이용하여 해운대 냉수대의 변동과 원인을 연구하였다. 해류는 단주기 변동이 크고 바람과는 관련이 없었다. 해안에 평행한 북동-남서 방향의 바람은 전체 분산의 96% 이상을 차지하며 수온변화의 주된 요인이었다. 수온은 풍향에 민감하여 남서풍으로 바뀌면 바로 수온이 감소하기 시작하고 반대로 북동풍으로 바뀌면 상승하였는데, 남서풍이 2일 동안만 불어도 수온이 감소하는 경우가 세 번이나 되었다. 전체적으로 2009년에는 8월부터 5일 이하의 비교적 짧은 용승이 네 번, 그리고 2010년에는 총 7차례 중에서 7일간의 용승 3번과 18일간의 용승이 l회 기록되었다. 이 중에서 2010년 8월 중순에 발생한 용승은 7일 동안 수온이 $10^{\circ}C$ 이상 감소하여 바람에 비해 매우 강력한 용승 효과를 보였다. 감포, 울산, 기장에서도 냉수대 기간에 해운대와 같은 경향으로 수온이 감소하였고 CTD 관측과 인공위성의 수온분포 또한 연안용승 해역이 해운대-부산까지 확장될 수 있음을 보여주었다. Wavelet coherence 분석에 의하면 2~8일 주기의 성분이 용승이 잦은 기간에 상관성이 높았다.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제12권4호
• /
• pp.251-261
• /
• 2007

본 연구에서는 경기만 근해 - 격렬비도와 덕적도 해역을 중심으로 - 에서 관측된 파랑 및 바람자료를 이용하여 바람과 파랑의 상호작용을 연구하였다. 2005년 1월에서 12월의 덕적도 부이 관측자료를 바탕으로 바람에 의한 파랑의 발생과 또 발생된 파랑에 의한 바람의 감쇄효과를 계산하였으며, 2005년 3월 19-26일과 5월 23-28일에 격렬비도 근해에서 관측된 자료를 이용하여 파랑이 발달할 때와 잔잔한 상태가 유지 될 때를 나누어 파랑 스펙트럼의 반응형태를 알아보았다. 또한, 시간에 따른 스펙트럼의 형태, 최대 에너지 주파수, 평형 영역의 기울기 등도 분석하였다. 관측풍속 $5-10ms^{-1}$의 범위에서 파랑에 의한 풍속의 감소는 최대 $2ms^{-1}$(응력${\sim}0.1Nm^{-2}$)를 보였고, $10-15ms^{-1}$일 때는 $3ms^{-1}$(응력${\sim}0.4Nm^{-2}$)의 차이를 보였다. 풍속과 파고의 상관분석에서도 관측풍속과 파고의 영향을 고려한 풍속(참풍속)의 경우 선형적인 상관도가 0.71에서 0.75로 약 0.04 정도 상승하였다. 잔잔한 상태에서 파랑이 발생할때 초기에는 4-5초의 단주기 파랑이 형성되고 발달과정을 거치면서 9-10초 주기의 장주기로 이동하며, 최대 에너지 주파주는 일정한 값을 유지하게 된다. 이 상태에 도달하는데 소요되는 시간은 약 6-7시간 정도였다. 또한 스펙트럼의 평형 영역 기울기는 파랑발생 초기에는 변화폭이 존재하나 풍파가 발달하면서 약 4.11의 값으로 접근하였다. 파랑 스펙트럼의 주파수대별 시간 변동과 마찰 속도와의 상관성에 있어 파랑 스펙트럼의 최대 에너지 주파수대 부근에서 높은 상관성을 보이는 경향을 보였으며 0.3 Hz와 0.35 Hz 에서 평균 0.80과 0.82 상관도를 보였다.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제16권3호
• /
• pp.211-220
• /
• 2000

위성자료를 이용하여 동해북부 원산 연근해역의 재발생 와동류에 대한 형태변동, 유속, 발생기작 등을 연구하였다. 1999년 1월 4일부터 3월 18일까지의 기간에 대한 ARGOS의 표류부이 자료(위치정보 및 수온), NOAA 위성의 AVHRR 자료(표면수온) 그리고 Orbview-2 위성의 SeaWiFS 자료(클로로필 a)를 이용하여 재발생 와동류의 수평공간 규모를 파악하였다. 또한 재발생 와동류의 기작과 변동원인을 규명하고자 속초와 울릉도에서의 풍향, 풍속자료, 묵호-울릉도간 해수면 차 값 및 해저지형과 와동류에 포획되어 있는 표류부이의 시.공간적 위치변동간의 상관정도를 파악하였다. 원산 연안해역에서의 와동류의 72일간 평균유속은 153 km/h (42 cm/sec)로 분석되었다. 이 와동류는 cold core, 시계방향의 회전, 직경 110 km의 수평공간을 가진 재발생 와동류로서 와동류의 중심은 위도 $39^{\circ}N$, 경도 $129^{\circ}E$로 분석되었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제32권5호
• /
• pp.340-350
• /
• 2020

한반도 대기모델의 해상풍을 입력자료로 사용하는 초단기 파랑예측시스템을 구축하고, 예측성능을 결정하는 중요한 요소인 입력바람장-파랑 상호작용을 고려하여, 수치모의실험을 수행하였다. 예측성능을 검증하기 위해 비태풍시기와 태풍시기에 대한 파랑모델의 예측결과를 기상청 계류부이 관측자료와 비교하였다. 비태풍시기에는 전반적으로 모델의 과소모의 경향이 나타났으며, 입력바람장과 파랑의 상호작용 물리계수를 증가시키면 과소모의하는 예측경향과 평균제곱근오차(RMSE)는 감소하는 것을 확인할 수 있었다. RMSE가 최소가 되는 실험조건을 적용하여 태풍시기를 분석한 결과, 비태풍시기와 비교하여 예측오차가 증가하였다. 이는 파랑모델이 상대적으로 약한 비태풍시기의 바람장 영향을 고려했기 때문으로 보이며, 강한 바람장 형성으로 인한 파랑의 비선형효과와 파랑에너지 소산효과가 충분히 반영되지 않았던 것으로 판단된다.

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