• 대기
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• 제31권4호
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• pp.361-376
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• 2021

"Gangwon Yeongdong Wind Experiments (G-WEX) Pilot Study: Downslope windstorms in the Taebaek Mountains, South Korea" is promoted based on joint organization by Gangwon Regional Office of Meteorology and National Institute of Meteorological Research and participation by 12 institutions to understand the mechanism in development of Yeongdong wind phenomena. The special observation (G-WEX) involved total of 5 intensive observations in March 2020 and April 2020. To collect the data necessary for the research on Yeongdong wind phenomena, (1) high-resolution surface observation network was used to examine surface wind and (2) atmospheric soundings were observed by using Rawinsonde, Wind profiler, Wind Lidar, and Drone. This study covers the detailed information on the special observational experiments for downslope windstorms in the leeward of the Taebaek Mountains, named as the Yeongdong wind, including the observational strategies, experimental designs, and pilot studies during the Intensified Observing Period (IOPs). According to 2020 G-WEX observation results, downslope windstorms were observed in 2~3 km of upper atmosphere when the strong winds happened around the top of the mountain near Daegwallyeong. Also, dry adiabatic expansion related to downslope windstorms caused temperature rise and led to formation of an inversion layer in altitude below 2.5 km. Bands of strong wind were located right under the altitude where downslope windstorms are observed with temporal rise of the temperature. As these are preliminary observation results, there needs to be continuous related researches and high-resolution weather observation.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.1037-1044
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• 2020

윈드프로파일러(RWP, radar wind profiler)는 기상 상태와 관계없이 시공간 분해능이 높은 바람장 자료를 제공하며 생산된 바람의 정확도나 품질에 대한 검증이 필수적이다. 기존 정확도 검증 방식은 레윈존데와의 동시 관측을 통해 윈드프로파일러에서 생성된 바람 벡터를 기준 자료로 활용하는 것이다. 본 연구에서는 평균 모멘트 자료로부터 스펙트럼과 원시 시계열 자료를 시뮬레이션하는 알고리즘을 통해 윈드프로파일러의 신호처리 알고리즘을 단계별로 검증하는 방안을 제시하고, LAP-3000의 원시 자료와의 비교를 통해 해당 알고리즘의 가능성을 확인하였다. 기상 신호의 밀도 함수를 모멘트값을 인자로 하는 왜곡된 정규 분포의 밀도 함수로 가정하여 생성하였고, 난수를 통해 시뮬레이션 스펙트럼을 생성하였다. 또한, 난수 위상과 역 이산푸리에 변환으로 간섭 평균된 시뮬레이션 원시 시계열 자료를 생성하고 최종적으로 디리클레 분포(Dirichlet distribution)를 통해 간섭 평균 전 단계의 원시 시계열 자료를 생성하였다.

• 대기
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• 제32권2호
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• pp.163-178
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• 2022

This study aims to evaluate the accuracy of retrieved horizontal winds with different quality control methods from three Doppler lidars deployed over the complex terrain during the PyeongChang 2018 Olympic and Paralympic games. To retrieve the accurate wind profile, this study also proposes two quality control methods to distinguish between meteorological signals and noises in the Doppler velocity field, which can be broadly applied to different Doppler lidars. We evaluated the accuracy of retrieved winds with the wind measurements from the nearby or collocated rawinsondes. The retrieved wind speed and direction show a good agreement with rawinsonde with a correlation coefficient larger than 0.9. This study minimized the sampling error in the wind evaluation and estimation, and found that the accuracy of retrieved winds can reach ~0.6 m s^-1 and 3° in the quasi-homogeneous wind condition. We expect that the retrieved horizontal winds can be used in the high-resolution analysis of the horizontal winds and provide an accurate wind profile for model evaluation or data assimilation purposes.

• 대기
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• 제33권1호
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• pp.21-32
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• 2023

Characteristics of downslope windstorm (DW) has been examined mainly based on 1-min average wind and the other meteorological conditions in the Yeongdong region for 2000~2020. First, a classification procedure for the downslope windstorm is proposed using surface wind speed (greater than 99 percentile), 1-hour longevity of strong wind (SW), westerly wind direction, low humidity (less than 20 percentile), and leeside warming. The number of DW days satisfying the proposed criteria is 221 (2.9% of total days and 47.5% of SW days) while the number of SW days is 465 (6.1% of total days) for 2000~2020. The occurrences of both SW and DW shows distinctive annual variation with its peak in April. In addition, mean wind speed of DW days is 8.2 m s^-1 with its duration of 2 hr 30 min and relative humidity of 28% at Gangneung. An episode (7 May 2021) was selected by applying the proposed criteria to SW days of 2021. The sounding shows that the layer of wind speed greater than 25 m s^-1 was lowered down to 925 hPa at Gangneung (leeside) relative to 850 hPa at Hoengseong (Wonju), in the afternoon along with significant warming and drying. Froude numbers of Wonju and Gangneung for the DW events were increased 4 and 5 times greater than those of normal days, respectively. This kind of DW long-term statistics in the leeside of the mountains is thought to build a foundation of further understanding DW mechanism.

• 한국지구과학회지
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• 제40권6호
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• pp.572-583
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• 2019

본 연구는 서울에서 강한 강수와 관련된 대기연직구조를 객관적으로 분류하고 대표 종관장과 강수 특성을 제시하고자 하였다. 이를 위해 2009년부터 2018년까지 여름철 (6~8월) 서울에서 강한 강수(>15 mm hr^-1) 시 오산에서 비양된 레윈존데 자료에 객관적 방법을 적용하여 대기연직구조를 분류하였다. 그 결과 대기 전체가 습윤한 형태인 Thin Tube (TT) 형이 34.7% (17회), 건조한 하층 위로 습윤한 층이 존재하는 Inverted V (IV) 형이 20.4% (10회), 습윤한 하층 위로 건조한 공기가 침투하는 Loaded Gun (LG)이 20.4% (10회)로 분석되었다. TT형의 경우 SRH 값이 357.6 J kg^-1으로 역학적 불안정이 큰 반면, LG와 IV형의 경우 1000 hPa부터 600 hPa까지 열적 불안정이 큰 특징을 보였다. NCEP/FNL 자료를 사용한 합성장 분석에서 TT형의 경우 기압골 전면(500 hPa)인 서해상에 저기압이 위치하여(850 hPa) 저기압이 강화될 수 있는 종관 패턴이 형성되었다. IV와 LG형의 경우 북만주와 중국의 북동에 강한 저기압이 위치하는 종관 패턴을 보이며, 기압경도에 의한 남서기류의 유입이 상대적으로 약하였다. 강수 전반부에 강수가 집중되는 형태가 모든 유형에서 나타났으며, 특히 IV형의 경우 강수 전반 높은 강도로 강수가 집중되어 내린다. TT형의 경우 가장 많은 강수량(123.9 mm)을 보였지만 다른 유형과 비교하였을 때, 강수가 전·후반 고르게 오랜 시간 지속되는 특징을 보였다. 본 연구 결과는 서울에서 강수와 관련된 고층관측자료의 이해도를 높이는 동시에 강수 예보기술 발전에 기여할 수 있을 것이다.

• 한국지구과학회지
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• 제42권5호
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• pp.479-495
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• 2021

본 연구는 2020년 3월 18일부터 20일까지 영동지역에 강풍이 발생했던 사례(남고북저형, 대류권계면 접힘에 의해 급격하게 발달하는 저기압)의 종관 및 열역학적/운동학적특성을 조사하기 위해 AWS 관측 자료, 종관 일기도, ECMWF 재분석 자료, 레윈존데, 윈드프로파일러 자료를 이용하였다. 분석결과, 사례 기간 영동지역 5개소에서 관측된 최대 순간 풍속은 20 m s^-1 이상으로 나타났으며 대관령(27.7 m s^-1)에서 가장 강하게 나타났다. 종관분석에서는 남고북저형의 기압배치와 함께 영동지역으로 등압선의 모양이 사인(sin)파 형태를 보이며 강한 기압경도력에 의해 강풍이 발달하다가 3월 19일부터는 한반도 북부지역에서 하루 내에 19 hPa 이상의 기압 하강과 함께 발달하는 저기압에 의해 지속적인 강풍이 발달했다. 북강릉 단열선도에서 역전층의 고도는 하층 강풍대와 함께 산 정상의 약 1-3 km 고도에 위치하였고, 레윈존데 및 수직 측풍 장비(윈드프로파일러)의 연직 바람장 분석 결과와 일치함을 확인할 수 있었다. 특히 열역학적 및 운동학적 연직 분석에서, 하층에서 온위의 연직 경도에 의한 강한 바람과 대류권계면 접힘에 의한 위치 소용돌이도의 발달이 영동지역 강풍 발생에 큰 역할을 한 것으로 사료된다.

• 대기
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• 제30권2호
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• pp.183-193
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• 2020

In this study, Yeongdong cold air damming (YCAD) cases that occur in winters have been selected using automatic weather station data of the Yeongdong region of Korea. The vertical and horizontal scales of YCAD were analyzed using rawinsonde and numerical weather model. YCAD occurred in two typical synoptic patterns such that low pressure and trough systems crossing and passing over Korea (low crossing type: LC and low passing type: LP). When the Siberian high does not expand enough to the Korean peninsula, low pressure and trough systems are likely to move over Korea. Eventually this could lead to surface temperature (3.1℃) higher during YCAD than the average in the winter season (1.6℃). The surface temperature during YCAD, however, was decrease by 1.3℃. The cold air layer was elevated around 120 m~450 m for LP-type. For LC-type, the cold layer were found at less than approximately 400 m and over 1,000 m, which could be thought of combined phenomena with synoptic and local weather forcing. The cross-sectional analysis results indicate the accumulation of cold air on the east mountain slope. Additionally, the north or northeasterly winds turned to the northwesterly wind near the coast in all cases. The horizontal wind turning point of LC-type was farther from the top of the mountain (52.2 km~71.5 km) than that of LP-type (20.0 km~43.0 km).

• 대기
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• 제28권4호
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• pp.369-382
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• 2018

Planetary boundary layer height (PBLH), produced by the Local Data Assimilation and Prediction System (LDAPS), was verified using RawinSonde (RS) data obtained from observation at Daegwallyeong (DGW) and Sokcho (SCW) during the International Collaborative Experiments for Pyeongchang 2018 Olympic and Paralympic winter games (ICE-POP 2018). The PBLH was calculated using RS data by applying the bulk Richardson number and the parcel method. This calculated PBLH was then compared to the values produced by LDAPS. The PBLH simulations for DGW and SCW were generally underestimation. However, the PBLH was an overestimation from surface to 200 m and 450 m at DGW and SCW, respectively; this result of model's failure to correctly simulate the Surface Boundary Layer (SBL) and the Mixing Layer (ML) as the PBLH. When the accuracy of the PBLH simulation is low, large errors are seen in the mid- and low-level humidity. The highest frequencies of Planetary boundary layer (PBL) types, calculated by the LDAPS at DGW and SCW, were presented as types Ι and II, respectively. Analysis of meteorological factors according to the PBL types indicate that the PBLH of the existing stratocumulus were overestimated when the mid- and low-level humidity errors were large. If the instabilities of the surface and vertical mixing into clouds are considered important factors affecting the estimation of PBLH into model, then mid- and low-level humidity should also be considered important factors influencing PBLH simulation performance.

• 대기
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• 제20권4호
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• pp.467-482
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• 2010

수치모델 및 자료동화 기법이 급격히 발달하고 여러 가지 물리 역학적 과정이 개선되며, 이를 운영하는 컴퓨팅 시스템이 발달함에 따라 수치예보 기술 및 성능이 개선되었지만, 낙뢰와 같이 주로 중규모 시스템에 동반되어 발생하거나, 수십 km 이내의 국지적인 악기상에 동반된 경우 아직까지는 수치모델의 예측성은 매우 낮다고 할 수 있다. 이렇게 낮은 낙뢰 탐지 및 예측성을 개선하기 위하여 지상 및 고층, 원격 탐사된 자료를 종합적으로 활용하여 낙뢰 탐지 및 예보에 접근할 필요성이 있다. 또한 한반도의 대기상태가 점차 하층에서의 온난화와 습윤화로 인하여 불안정화되고 있는 상태에서 최근 데이터를 이용하여 새로운 지침을 모색할 필요가 있다. 본 연구에서는 남한 지역에서 발생하는 낙뢰현상의 탐지 가능성 및 예측성을 높이기 위하여 기상청 신낙뢰관측 시스템에서 관측된 낙뢰 자료와 우리나라 5개 고층 관측소 (오산, 광주, 포항, 제주, 백령도)에서 관측된 고층기상관측자료를 분석하여 낙뢰 발생시 안정도 지수와 환경변수의 객관적인 특성을 제시하고자 하였다. 본 연구에서 분석한 안정도 지수 및 대기환경변수는 CAPE, SSI, LI, KI, LCLT, MLMR, TPW 그리고 바람시어 등이다. 낙뢰와 고층기상관측 자료사이의 대응(match-up) 자료 선정기준으로는 레윈존데의 실제적인 비양 및 관측시간을 기준으로 -2hr~+1 hr 사이 그리고 고층기상관측소를 기준으로 100 km 이내에 낙뢰가 발생한 경우로 하였다. 장소 및 시간에 따라 정도의 차이는 있으나 낙뢰가 발생했을 때의 대류권 하층의 기온과 혼합비는 평시에 비해 약 1 K, $1{\sim}2gkg^{-1}$ 높게 나타나고 있다. 또한 각 안정도 지수와 환경변수를 낙뢰 발생시와 비발생시로 구분하여 지수들의 분포를 분석한 결과 변수에 따라 분리수준이 높은 경우도 있지만 대부분 많은 중첩이 나타나고 있어 특정 안정도 지수만을 이용하여 낙뢰탐지가 쉽지 않음을 확인하였다. 낙뢰 발생시와 비발생시에 값들의 분리가 상대적으로 높은 지수들를 이용하여 낙뢰탐지에 최적인 임계값을 산출하였다. 낙뢰와 같이 현상의 유무로 구분되는 이진변수의 탐지수준 분석에는 주로 분할표가 이용된다. 여기서 안정도 지수별 낙뢰탐지 최적의 임계값은 분할표로부터 도출되는 POD, FAR, ACC, CSI, HSS 등 다양한 평가측도 중에서 낙뢰와 같이 발생빈도가 적은 현상의 분석에 적합한 HSS를 최대로 하는 값으로 도출하였다. Table 6에서 보는 바와 같이 전지역에서 HSS의 값이 크지 않을 뿐만 아니라 각 안정도 지수 및 환경변수의 개수 및 임계값이 지역에 따라 상이하게 나타나고 있다. 따라서 이들 자료를 현업에서 이용하기 위해서는 보다 많은 사례와 낙뢰-고층기상관측자료 대응(match-up) 자료 선정기준의 정교화 등이 필요하다. 또한 낙뢰, 집중호우와 같은 악기상의 현황과 발달과정에 대해 많은 정보를 제공해 주는 위성, 레이더 등 원격탐사자료와의 종합적인 활용이 필요하다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제34권2_1호
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• pp.237-248
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• 2018

본 연구에서 영동지역 강수 전(2016년 12월 13일) 운저 고도인근 수상체 분포를 스캐닝 라이다와 레윈존데 자료 및 구름분해모델(Cloud Resolving Storm Simulator; CReSS)의 모의 결과를 통해 분석하였다. 강수 전운저 인근에서 관측된 라이다의 연직 후방산란 신호와 평광비 프로파일은 유사한 특징을 보였다. 이를 모델의 재현 결과와 비교하였을 때, 찬 구름 내부(< $0^{\circ}C$)에 존재하는 운빙(ice), 눈(snow)과 운저 인근에 형성된 과냉각 수 적층, 운저 아래에서 낙하하는 부착(rimed)형 눈의 존재를 관측한 결과라 판단된다. 또한, 고도에 따른 광학속성 프로파일의 변화 형태에 따라 연직으로 구간을 세분화하여 연직 수상체의 형상과 밀도에 대해 분석한 결과를 제시하였다.