현대에 들어서면서 대기오염 물질이 심각하게 국민의 건강을 위협하는 단계에 이르렀기 때문에 이에 대한 예보의 중요성은 점점 높아지고 있다. 대기질을 예보하는데 있어서 예보 모델에 입력되는 초기장은 예보의 정확성에 영향을 미치는 요소이기 때문에 신뢰도 높은 초기장을 생성하는 것이 매우 중요하며, 이때 필요한 기법 중 하나가 자료동화이다. 자료동화는 대상 지역이 넓어지고, 관측소의 수가 증가될수록 더 많은 연산이 필요하기 때문에 그 수행시간이 길어진다. 때문에 예보 규모가 커질수록 기존의 순차처리 방식으로는 빠른 처리속도를 요구하는 현업에 적용하기 어렵다. 이에 본 논문에서는 자료동화 기법 중의 하나인 크레스만 방법을 CUDA를 이용하여 실시간으로 처리할 수 있는 방법을 제안하였다. 그 결과, 제안한 CUDA를 이용한 병렬처리 방법이 최소 35배 이상 속도가 향상되었다.
Recently, though damage caused by intensive rainfall and typhoon happens frequently, we could not forecast or predict a disaster, due to the difficulty of obtaining exact information about it. For efficient disaster management, the most urgent need is the preparation of a flood forecast-warning system. Therefore, we need to provide a program that has the ability of inundation analysis and flood forecast-warning using a geographic information system, and using domestic technology rather than that from foreign countries. In this research, we constructed a FDMS(Flood Disaster Management System) that is able to analyze real-time inundation data, and usins the GIS(Ceographic Information System) with prompt analyzing of hydrologic-topographical parameters and runoff-computation. Moreover, by expressing inundation analysis in three-dimensions, we were able to get to the inundation area with ease. Finally, we expect that the application of this method in the (food forecast-warning system will have great role in reducing casualties and damage.
Chemical Accident Response Information System (CARIS) which has been designed for the efficient emergency response of chemical accidents produces the real-time atmospheric fields through the Regional Atmospheric Modeling System, RAMS. The previous studies were emphasized that improving an initial input data had more effective results in developing prediction ability of atmospheric model. In a continuous effort to improve an initial input data, we replaced the land-use dataset using in the RAMS, which is a high resolution USGS digital data constructed in April, 1993, with the latest land-use data of the Korea Ministry of Environment over the South Korea and simulated atmospheric fields for developing a real-time prediction in dispersion of chemicals. The results showed that the new land-use data was written in a standard RAMS format and shown the modified surface characteristics and the landscape heterogeneity resulting from land-use change. In the results of sensitivity experiment we got the improved atmospheric fields and assured that it will give more reliable real-time atmospheric fields to all users of CARIS for the dispersion forecast in associated with hazardous chemical releases as well as general air pollutants.
FUNWAVE 이안류 수치모의를 통해 얻은 이안류 발생정도 분포(파고-주기, 파고-조위, 파고-파향, 파고-주파수 스펙트럼 광협도, 파고-파향 스펙트럼 광협도)를 이용한 이안류 위험지수 생산 기법을 이안류 예보체계에 적용하였다. 이 기법은 관측 기반의 실시간 이안류 경보체계를 위해 개발되었으나, 관측정보를 대신하여 파랑예보 정보를 사용하므로 예보체계에 활용하였다. 2021년 해운대 해수욕장에 대하여 관측 기반으로 생산된 이안류 위험지수와 파랑예보 기반의 지수를 비교하여 그 가능성을 검토하였다.
One of the most difficult problem to estimate the flood inflow is how to understand the effective rainfall. The effective rainfall is absolutely influenced by the condition of soil moisture in the watershed just before the storm event. DAWAST model developed to simulate the daily streamflow considering the meteologic and geographic characteristics in the Korean watersheds was applied to understand the soil moisture and estimate the effective rainfall rather accurately through the daily water balance in the watershed. From this soil moisture and effective rainfall, concentration time, dimensionless hydrograph, and addition of baseflow, the rainfall-runoff model for flood flow was developed by converting the concept of long-term runoff into short-term runoff. And, real-time flood forecasting model was also developed to forecast the flood-inflow hydrograph to the river and reservoir, and called RETFLO model. According to the model verification, RETFLO model can be practically applied to the medium and small river and reservoir to forecast the flood hydrograph with peak discharge, peak time, and volume. Consequently, flood forecasting and warning system in the river and the reservoir can be greatly improved by using personal computer.
최근 정부는 SOC디지털화 계획의 하나로 스마트 물관리 및 홍수 예방을 위해 배수시설 자동·원격제어체계를 국가하천 57%에 도입(1,800억원)하고 실시간 모니터링체계(300억원)를 구축하며, 댐 11개소에 빅데이터를 기반으로 한 스마트 댐 안전관리 체계(150억원)를 마련할 계획입니다. 이러한 스마트 물관리 및 홍수 예방을 위해서는 하천의 실시간 유속 측정을 통해 중간단면법을 적용하여 유량을 정확히 계산할 수 있는 시스템의 연구가 필요합니다. 이러한 시스템의 구현과 정확도를 높이기 위해서 가장 중요한 것은 실시간 유속 측정의 정확도를 확보하는 것입니다. 현재 실시간 유속 측정을 위해 미국, 유럽 등의 전자파 표면 유속 측정용 레이다 센서를 도입하여 시스템에 적용하고 있으나 고가의 가격, 유속 측정 범위의 한계 및 기술 지원 미흡 등의 문제로 인해 시스템의 개선 요구가 지속되고 있는 상황입니다. 따라서 실시간 유속 측정을 위한 전자파 표면 유속 측정용 레이다 센서를 자체 개발하여 개선된 유량 측정 및 홍수 예측 시스템을 제시하고자 합니다.
Environmental Sciences Bulletin of The Korean Environmental Sciences Society
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제10권S_1호
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pp.23-28
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2001
A new numerical weather prediction and dispersion model, the Operational Multi-scale Environment model with Grid Adaptivity(OMEGA) including an embedded Atmospheric Dispersion Model(ADM), is introduced as a next generation atmospheric simulation system for real-time hazard predictions, such as severe weather or the transport of hazardous release. OMEGA is based on an unstructured grid that can facilitate a continuously varying horizontal grid resolution ranging from 100 km down to 1 km and a vertical resolution from 20 -30 meters in the boundary layer to 1 km in the free atmosphere. OMEGA is also naturally scale spanning and time. In particular, the unstructured grid cells in the horizontal dimension can increase the local resolution to better capture the topography or important physical features of the atmospheric circulation and cloud dynamics. This means the OMEGA can readily adapt its grid to a stationary surface, terrain features, or dynamic features in an evolving weather pattern. While adaptive numerical techniques have yet to be extensively applied in atmospheric models, the OMEGA model is the first to exploit the adaptive nature of an unstructured gridding technique for atmospheric simulation and real-time hazard prediction. The purpose of this paper is to provide a detailed description of the OMEGA model, the OMEGA system, and a detailed comparison of OMEGA forecast results with observed data.
본 연구의 목적은 현재 국내 홍수예경보 시스템의 유출량 계산모형으로 이용되고 있는 단일 홍수사상을 모의할 수 있는 유역저류함수모형을 추계통력학적 상태.공간형태의 모형으로 개선.발전시키고 실시간 홍수예보에 대한 모형의 적용성을 검토하는데 있다. 모형의 적용대상 유역은 개진을 유역출구로 하는 낙동강 회천유역(747.5$\textrm{km}^2$)이며, 매개변수의 적절성 및 모형의 적용성을 평가하기 위해서 1983년부터 1986년 사이에 발생한 8개의 단일 홍수사상을 선정하였다. 본 연구에 사용된 모형의 매개변수는 실무에서 사용하고 있는 값을 사용하였다. 그 결과 기존 모형의 적용성은 선택된 사상에 따라 많은 차이를 나타내는데 비해 본 연구에서 개발한 모형에 의한 결과는 모형의 효율성 계수가 0.90이상으로 정확한 값을 제시하였다. 따라서 홍수시 모형과 관측시스템의 오차를 고려할 수 있는 본 연구의 모형은 회천유역의 실시간 홍수예보 모형으로서 유용한 것으로 판단된다.
It is crucial to predict water temperature for aquatic ecosystem studies and management. In this paper, we first address challenging issues in predicting water temperature in a real time manner and propose a distributed computing model to address such issues. Then, we present an Artificial Neural Network (ANN)-based water temperature prediction model developed for the Soyang River and a cyberinfrastructure system called WT-Agabus to run such prediction models in an automated and real time manner. The ANN model is designed to use only weather forecast data (air temperature and rainfall) that can be obtained by invoking the weather forecasting system at Korea Meteorological Administration (KMA) and therefore can facilitate the automated and real time water temperature prediction. This paper also demonstrates how easily and efficiently the real time prediction can be implemented with the WT-Agabus prototype system.
Does snow depth initialization have a quantitative impact on sub-seasonal to seasonal prediction skill? To answer this question, a snow depth initialization technique for seasonal forecast system has been implemented and the impact of the initialization on the seasonal forecast of surface air temperature during the wintertime is examined. Since the snow depth observation can not be directly used in the model simulation due to the large systematic bias and much smaller model variability, an anomaly rescaling method to the snow depth initialization is applied. Snow depth in the model is initialized by adding a rescaled snow depth observation anomaly to the model snow depth climatology. A suite of seasonal forecast is performed for each year in recent 12 years (1999-2010) with and without the snow depth initialization to evaluate the performance of the developed technique. The results show that the seasonal forecast of surface air temperature over East Asian region sensitively depends on the initial snow depth anomaly over the region. However, the sensitivity shows large differences for different timing of the initialization and forecast lead time. Especially, the snow depth anomaly initialized in the late winter (Mar. 1) is the most effective in modulating the surface air temperature anomaly after one month. The real predictability gained by the snow depth initialization is also examined from the comparison with observation. The gain of the real predictability is generally small except for the forecasting experiment in the early winter (Nov. 1), which shows some skillful forecasts. Implications of these results and future directions for further development are discussed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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