• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.2207-2211
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• 2008

한반도 및 동아시아의 여름철은 장마와 태풍으로 인한 집중호우의 발생으로 많은 피해를 입는다. 따라서 여름철에 나타나는 이러한 집중호우가 나타나는 지역, 시기, 기간, 그리고 강수량 등을 예측하는 것은 매우 중요하다. 특히, 효율적인 수자원 관리를 위하여 이러한 예측은 매우 중요한데, 단기적으로 정확하고 신속하게 강수를 예측하는 것도 중요하지만, 장기적으로 계절 강수, 특히 여름철의 장마 또는 우기의 시기와 강수량과 태풍 발생의 시기 등을 미리 예측하여 이에 따른 집중 호우의 발생 지역, 기간, 강수량을 예측하여 사전에 대비하는 것도 매우 중요하다. 특히, 최근에는 6,7월 장마에 의한 집중 호우의 영향보다도 8월에 강수량이 높아지고 있는 경향을 보이므로 강수량의 장기적 경향의 파악이 매우 중요하다. 장기 기후를 예측하는 데는 과거 자료를 이용한 통계 방법도 유용하지만 최근에는 AOGCM (Atmospheric Oceanic General Circulation Model)을 이용한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 하지만 강수와 같이 지역적으로 나타나는 현상은 저해상도의 AOGCM으로는 유용한 정보를 제공하기가 어려움이 따른다. 따라서 본 연구에서는 전구를 삼각형으로 된 20면체로 격자화 시켜 모든 격자의 크기가 거의 동일하고, 해상도 조절이 가능한 Geodesic 격자를 활용한 GME 모델을 사용하였다. GME 모델은 icosahedral-hexagonal grid 격자 체계를 가진 독일 기상청(Deutscher Wetterdient)에서 현업으로 사용 중인 모델이다. 본 연구에서는 수직/수평 해상도를 40km/40layers로 하여 GME 모델을 수행하였으며, 일간격의 장기 기후 자료를 생산하였다. 사용된 초기자료로는 ECMWF (European Centre for Medium Range Weather Forecasts) 자료이며, 경계 자료로는 ERA Climatology의 최근 30년간의 SST (Sea Surface Temperature) 평균 자료를 이용하여 규준 실험(Control Run), 즉, climatology 자료를 생산하였으며, persistent SST 아노말리와 ERA Climatology의 최근 30년간의 SST 자료를 이용하여 내삽 과정을 거친 SST forcing을 주어서 예측 실험(Prediction Run)을 통하여 모의 자료를 생산하였다. 특히, 규준 실험에서는 수치 모델이 가지는 불확실성을 줄이고 예보 정확도를 향상시키기 위하여 각각의 실험은 초기자료를 달리한 앙상블 모의실험을 수행하였다. 장기 모의 3개월을 위하여 모의 기간 1달 전부터 모의를 수행하여, 첫 1달은 모델의 spin-up 시간으로 분석에서 제외 하였다. 생산된 Climatology 자료와 Prediction 자료를 비교하여 아노말리와 Category 분석을 실시하여 한반도 및 동아시아 지역의 강수(Precipitation)를 중심으로 기압장(Pressure), 온도(2m Temperature) 위주로 분석하였다. 이러한 예측된 매 계절의 전망 자료 중에서도 수자원 분야에서 관심이 집중되는 여름철에 초점을 맞추어 실제 관측 자료와 비교하여 GME 모델의 계절 모의 예측성 성능을 분석하여 평가하고 다가올 여름철의 강수량의 장기 변화를 모의하고자 하였다.

• Ocean Science Journal
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• 제40권1호
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• pp.25-44
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• 2005

Long-term, continuous, and real-time ocean monitoring has been undertaken in order to evaluate various oceanographic phenomena and processes in the East/Japan Sea. Recent technical advances combined with our concerted efforts have allowed us to establish a real-time monitoring system and to accumulate considerable knowledge on what has been taking place in water properties, current systems, and circulation in the East Sea. We have obtained information on volume transport across the Korea Strait through cable voltage measurements and continuous temperature and salinity profile data from ARGO floats placed throughout entire East Sea since 1997. These ARGO float data have been utilized to estimate deep current, inertial kinetic energy, and changes in water mass, especially in the northern East Sea. We have also developed the East Sea Real-time Ocean Buoy (ESROB) in coastal regions and made continual improvements till it has evolved into the most up-to-date and effective monitoring system as a result of remarkable technical progress in data communication systems. Atmospheric and oceanic measurements by ESROB have contributed to the recognition of coastal wind variability, current fluctuations, and internal waves near and off the eastern coast of Korea. Long-tenn current meter moorings have been in operation since 1996 between Ulleungdo and Dokdo to monitor the interbasin deep water exchanges between the Japanese and Ulleung Basins. In addition, remotely sensed satellite data could facilitate the investigation of atmospheric and oceanic surface conditions such as sea surface temperature (SST), sea surface height, near-surface winds, oceanic color, surface roughness, and so on. These satellite data revealed surface frontal structures with a fairly good spatial resolution, seasonal cycle of SST, atmospheric wind forcing, geostrophic current anomalies, and biogeochemical processes associated with physical forcing and processes. Since the East Sea has been recognized as a natural laboratory for global oceanic changes and a clue to abrupt climate change, we aim at constructing a 4-D continuous real-time monitoring system, over a decade at least, using the most advanced techniques to understand a variety of oceanic processes in the East Sea.

• 한국해양학회지:바다
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• 제26권4호
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• pp.291-306
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• 2021

Coupled Climate Model Inter-comparison Project Phase 6에 참여한 21개의 모형들의 기후변화 시나리오 실험 결과로부터 북서태평양 해면수온과 쿠로시오의 미래변화를 분석하였다. 해면수온 상승의 공간적인 특징은 쿠로시오의 공간적인 분포와 유속의 변화와 관련된 것으로 파악되었다. 북태평양에서 아열대 순환계와 아한대 순환계의 경계를 따라 흐르는 쿠로시오 확장역의 위치 변화와 지구온난화에 따른 대규모 대기순환과의 관계를 알아보기 위해 21개 모형 중 9개의 모형들의 기후변화 실험별로 zero-바람회전응력이 나타나는 위도를 비교하였다. 온실기체의 증가로 대기복사강제력이 커짐에 따라 zero-바람회전응력이 나타나는 위도가 북상하는 것을 확인하였으며, 이는 관측에서 나타난 zero-바람회전응력이 나타나는 위도가 북상하는 추세와 일치하는 결과이다. 이러한 결과는 지구온난화로 인해 해들리순환이 북쪽으로 확장함에 따라 한반도가 속한 중위도의 온난화가 가속될 수 있음을 나타낸다. 대한해협을 통해 동해로 유입되는 대마난류의 수송량과 온도 또한 대기복사강제력이 커짐에 따라 증가하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제32권2호
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• pp.180-189
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• 2011

엘니뇨/라니냐의 강도 변화에 따른 한반도의 풍력자원 변동성을 확인하기 위하여 20년간 장기 지상관측자료를 바탕으로 해석적인 분석을 실시하였다. 장기적으로 유라시아 대륙의 풍속 약화경향에도 불구하고 한반도는 최근 10년간 풍속 증가가 약하게 나타났다. 그리고 엘니뇨와 라니냐에 따른 한반도 풍속은 계절적으로 다양한 형태를 나타낸다. 지역적으로 음의 해수면 온도 아노말리를 나타내는 라니냐가 발생하면 한반도내 지상풍속이 빨라지는 경향을 가진다. 그리고 기후변화에 대한 풍속은 중규모의 강제력이 가장 미약한 산악지역에서 가장 민감하게 나타난다.

• 대기
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• 제26권4호
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• pp.599-615
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• 2016

This study investigates the accuracy of short-term ocean predictions during the development of ocean stratification for the Korea Meteorological Administration (KMA) Global Seasonal Forecast System version 5 (GloSea5) as well as the effect of atmosphere-ocean coupling on the predictions through a series of sensitive numerical experiments. Model performance is evaluated using the marine meteorological buoys at seas around the Korean peninsular (KP), Tropical Atmosphere Ocean project (TAO) buoys over the tropical Pacific ocean, and ARGO floats data over the western North Pacific for boreal winter (February) and spring (May). Sensitive experiments are conducted using an ocean-atmosphere coupled model (i.e., GloSea5) and an uncoupled ocean model (Nucleus for European Modelling of the Ocean, NEMO) and their results are compared. The verification results revealed an overall good performance for the SST predictions over the tropical Pacific ocean and near the Korean marginal seas, in which the Root Mean Square Errors (RMSE) were $0.31{\sim}0.45^{\circ}C$ and $0.74{\sim}1.11^{\circ}C$ respectively, except oceanic front regions with large spatial and temporal SST variations (the maximum error reached up to $3^{\circ}C$). The sensitive numerical experiments showed that GloSea5 outperformed NEMO over the tropical Pacific in terms of bias and RMSE analysis, while NEMO outperformed GloSea5 near the KP regions. These results suggest that the atmosphere-ocean coupling substantially influences the short-term ocean forecast over the tropical Pacific, while other factors such as atmospheric forcing and the accuracy of simulated local current are more important than the coupling effect for the KP regions being far from tropics during the development of ocean stratification.

• 대기
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• 제27권1호
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• pp.55-65
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• 2017

This study investigates how Eurasian snow cover in spring (March and April) is associated with Korean temperature during summer (June-July-August). Two leading modes of Eurasian snow cover variability in spring for 1979~2015 are obtained by Empirical Orthogonal Function (EOF) analysis. The first EOF mode of Eurasian snow cover is characterized by a zonally elongated pattern over the whole Eurasian region and its principal component is more correlated with Korean temperature during June. On the other hand, the second EOF mode of Eurasian snow cover is characterized by an east-west dipole-like pattern, showing positive anomalies over eastern Eurasian region and negative anomalies over western Eurasian region. This dipole-like pattern is related with Korean temperature during August. The first leading mode of Eurasian snow cover is associated with anomalous high (low) pressure over Korea (Sea of Okhotsk) during June, which might be induced by much evaporation of soil moisture in Eurasia during March. On the other hand, the second mode of Eurasian snow cover is associated with a wave train resembling with Eurasian (EU)-like pattern in relation to the Atlantic sea surface temperature forcing, leading to the anomalous high pressure over Korea during August. Understanding these two leading modes of snow cover in Eurasian continent in spring may contribute to predict Korean summer temperature.

• 대기
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• 제28권3호
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• pp.305-315
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• 2018

본 연구에서는 1995년부터 2014년의 20년기간 동안 우리나라 여름철 극한온도를 나타내기 위해서 일별 임계치를 가지는 TX90pD와 월별 임계치를 가지는 TX90pM을 정의하여 그 유사성을 살펴본 후 극한 온도가 나타나는 날들의 유형을 자기조직화지도를 이용해서 분류하였다. TX90pD와 TX90pM는 임계치를 정의하는 방법이 다름에도 불구하고 그 유사성이 아주 높았으며 자기조직화지도를 통한 유형분류에서 유사한 패턴이 나타났다. 4개로 분류한 군집에서 모두 우리나라에 높은 온도가 나타났으며 고기압성 순환아노말리가 우리나라를 덮고 있는 것을 보아 우리나라 여름철 극한온도의 주된 요인은 고기압성 순환 아노말리에 의한 강한 일사 때문인 것을 유추할 수 있다. 자기조직화지도를 통해서 4개의 군집으로 분류한 극한온도의 패턴을 분류한 결과 주요한 2개의 모드를 찾았으며 적도와 열대 해수면온도 아노말리의 영향을 받는 동아시아-태평양 패턴과 유사한 원격상관패턴과 중위도 영향을 받는 북대서양에서 시작하여 동쪽으로 이동하는 대기 순환장 패턴이 나타나며 합쳐서 약 85% 이상의 높은 비중을 차지하고 있다. 이 두 패턴과 관련된 해수면 온도 아노말리를 살펴 본 결과 첫번째로 동아시아-태평양 패턴과 유사한 원격상관 패턴은 봄철 북서태평양에서의 양의 해수면 온도 아노말리와 관련이 있다. 이 따뜻한 해수면 온도 아노말리에 의해 저기압성 순환이 생성되고 대기-해양 상호작용에 의해서 저기압성 순환 아노말리는 강수 아노말리를 만들면서 유지된다(Xie and Philander, 1995; Wang et al., 2000). 이 때 발생하는 강수 아노말리는 비단열 가열항으로 작용하여 자오선방향으로 전파하는 로스비파를 만들어서 우리나라에 고기압성 순환아노말리를 형성한다. 두번째로 중위도 원격상관 패턴은 봄철 북대서양에서의 양의 해수면 온도 아노말리패턴과 관련이 있다. 봄철 북대서양의 해수면 온도 아노말리는 동쪽으로 전파하는 로스비파의 에너지원으로 작용하여 동아시아 여름 몬순에 영향을 준다(Wu et al., 2009). 이 로스비파의 전파에 의해서 한반도에 단파 복사의 지속적인 유입을 동반하는 고기압성 순환이 형성되어 우리나라의 지표면 온도를 높이는 것에 기여함과 동시에 극한온도의 발생 빈도를 증가시킨다. 이 연구를 통해서 자기조직화지도를 통해서 한반도 여름철 극한온도를 대표하는 두 개의 중요 원격상관 패턴을 분류했다. 이 두 SOM 패턴과 관련된 봄철 북서태평양의 양의 해수면 온도 아노말리와 북대서양의 해수면 온도 아노말리를 지면 강제력으로 규명하여 여름철 우리나라 극한온도의 발생을 예측할 수 있는 잠재적 예측인자를 발견했다. 이 두 지역의 봄철 해수면 온도 아노말리의 지속적인 모니터링을 통해서 우리나라 여름철 극한온도의 발생 빈도를 어느 정도 예측할 수 있으며 특히 6월에 큰 발생 빈도를 나타내는 북대서양해수면 온도를 통해서 초여름의 극한온도 발생 빈도를, 7월과 8월에 더 큰 분포를 가지는 북서태평양의 해수면 온도를 통해서 늦여름의 극한기온 발생 빈도를 알아낼 수 있을 것으로 기대한다.

• 대기
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• 제26권2호
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• pp.227-241
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• 2016

This study investigated the cause of the heavy snowfall that occurred in the East Coast of Korea from 6 February to 14 February 2014. The synoptic conditions were analyzed using blocking index, equivalent potential temperature, potential vorticity, maritime temperature difference, temperature advection, and ground convergence. During the case period, a large blocking pattern developed over the Western Pacific causing the flow to be stagnant, and there was a North-South oriented High-to-Low pressure system over the Korean Peninsula because of this arrangement. The case period was divided into three parts based on the synoptic forcing that was responsible for the heavy snowfall; detailed analyses were conducted for the first and last period. In the first period, a heavy snowfall occurred over the entire Korean Peninsula due to strong updrafts from baroclinic instability and a low pressure caused by potential vorticity located at the mid-troposphere. In the lower atmosphere, a North-South oriented High-to-Low pressure system over the Eastern Korea intensified the easterly airflow and created a convergence zone near the ground which strengthened the upslope effect of the Taebaek Mountain range with a cumulative fresh snowfall amount of 41 cm in the East Coast region. In the last period, the cold air nestled in the Maritime Province of Siberia and Manchuria strengthened much more than that in the first half and extended to the East Sea. The temperature difference between the 850 hPa air and the SST was large and convective clouds developed over the sea. The highest cumulative fresh snow amount of 39.7 cm was recorded in the coastal area during this period. During the entire period, vertically oriented equivalent potential temperature showed neutral stability layer that helped the cloud formation and development in the East Coast. The 2014 heavy snowfall case over the East Coast provinces of Korea were due to: 1) stagnation of the system by blocking pattern, 2) the dynamic effect of mid-level potential vorticity of 1.6 PVU, 3) the easterly air flow from North-South oriented High-to-Low pressure system, 4) the existence of vertically oriented neutral stable layer, and 5) the expansion of strong cold air into the East Sea which created a large temperature difference between the air and the ocean.