• 제목/요약/키워드: Surface Synoptic Station

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북향개방지수가 복잡지형의 일 최고기온 추정오차 저감에 미치는 영향 (Performance of Northern Exposure Index in Reducing Estimation Error for Daily Maximum Temperature over a Rugged Terrain)

  • 정유란;이광회;윤진일
    • 한국농림기상학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.195-202
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    • 2007
  • 수평면과 경사면간의 일사수광량 편차의 정규화변량인 과열지수는 산악지형에서 일 최고기온 추정오차를 줄이는데 효과가 있다고 알려져 있다. 하지만 계산의 복잡성 때문에 경사도와 경사방향에 근거한 매개변량인 개방지수를 먼저 계산하고 이를 이용하여 과열지수를 간접적으로 추정하는 방법이 널리 쓰이고 있다. 이러한 개방지수 매개 간접추정법이 우리나라와 같이 복잡한 산악지형에서 일 최고기온 추정에 적합한지를 알아보기 위해 강원도 평창군에 위치한 도암댐 표준유역(면적 $149 km^2$, 표고범위 $651{\sim}1,445m$)을 대상으로 야외실험을 실시하였다. 이 지역의 30m 해상도 수치고도모형으로부터 시험유역의 166,050개 격자점의 개방지수와 과열지수를 계산하였다. 이들 간의 관계를 계절별 최적 회귀모형으로 나타내고 이로부터 매월 15일의 과열지수를 개방지수로부터 추정하였다. 인근 대관령기상대와 비슷한 고도(해발 844m)에 경사방향이 서로 다른 7개 지점을 선정하여 온도계를 설치하고 2006년 6월부터 2007년 2월까지의 기온을 10분 간격으로 측정하였다. 추정오차를 종속변수로, 각 지점의 추정 과열지수를 설명변수로 둔 회귀분석을 실시한 결과 결정계수가 겨울 0.46, 가을 0.24, 여름 0.02로서 직접 계산된 과열지수를 설명변수로 하는 경우(겨울 0.52, 가을 0.37, 여름 0.15)에 비해 신뢰도가 떨어진다는 것을 확인하였다.

고해상도 재분석자료와 관측소 1시간 평균 지상 온도 비교 (Comparisons of 1-Hour-Averaged Surface Temperatures from High-Resolution Reanalysis Data and Surface Observations)

  • 송형규;윤대옥
    • 한국지구과학회지
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    • 제41권2호
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    • pp.95-110
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    • 2020
  • 본 연구에서는 고해상도 ERA5 재분석자료 중 우리나라 지상 온도 자료의 신뢰성을 검증할 목적으로 종관기상관측소(ASOS) 관측자료와 비교를 수행하였다. 새롭게 생산되어 배포 중인 ERA5 재분석자료는 높은 시·공간적 해상도를 가져 여러 분야에 활용성이 매우 높다. 자료의 분석 기간은 ASOS 61개 관측소가 1999년 이후로 결측률이 매우 낮으며 시간평균 자료를 제공한다는 점을 고려하여 1999-2018년 기간으로 설정하였다. ERA5 격자 자료는 격자 내 90-m 수치표고모델(DEM) 분포로부터 내륙, 해안, 산악 지역에 해당하는 지형학적인 특성에 따라 분류하여 ASOS 지점 자료와 비교되었다. 분석 기간 전체에 대한 평균 지상 온도는 ASOS와 ERA5 모두 공간 분포의 패턴과 값은 큰 차이없이 유사하였다. ASOS와 ERA5의 산점도 비교를 통해 전체 기간, 특히 여름, 겨울 기간에 대해 계절 변동성을 가진다는 특성을 확인할 수 있었으며, 이는 달별 두 자료 사이의 매시간 차이 확률밀도함수(PDF)의 시계열을 통해서도 확인되었다. 두 자료 사이의 차이를 통계지수인 NMB, RMSE를 계산하여 정량화시켰을 때, 각 값에서 지역적인 특성을 보였으나 모든 지수에서 큰 차이가 없다고 판단할 수 있었으며, 상관성을 보기 위해 R과 IOA를 통해 구한 값은 모두 0.99에 근접하였다. 특히 일평균 산출에 있어 1-시간-평균 값 24개를 이용한 일평균의 경우가 최고와 최저온도의 평균을 이용하는 일평균에 비해 오차가 작게 나타났고, 두 자료 사이의 상관성도 높게 나타남을 확인하였다. 두 자료의 차이가 나타나는 원인으로 ERA5 격자 내 지형 효과가 가장 클 것으로 판단하여 수치표고모델을 활용하여 각 지역별 PDF를 이용해 첨도 및 왜도를 구하고, 이를 온도 차이 파워 스펙트럼의 1년 주기 변동 크기와 비교하였다. 그 결과, 양의 상관성을 가졌음을 확인하였다. 이는 지형 효과가 두 자료 차이의 원인이라고 설명하는 결과이다.

GMS-5 위성자료를 이용한 한반도 주변 해무탐지 연구 (Study on sea fog detection near Korea peninsula by using GMS-5 Satellite Data)

  • 윤홍주
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제4권4호
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    • pp.875-884
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    • 2000
  • 해무발생은 대기 ·해양간의 상호작용과 강한 국지적 영향에 좌우된다. 실제로 해양에서의 선상관측과 부이관측의 부족 때문에 그 연구에 어려움이 많다. 따라서 현재 광범위한 해무역의 탐지는 위성영상의 이용만이 가능한데, 즉 매 1시간마다 수신되는 GMS-5호를 이용하여 해무탐지기법과 연속적인 해무탐지를 수행할 수 있다.본 연구에서는 1999년 5월 중 해무 발생시의 종관장을 한기이류형과 난기이류형으로 분류하였으며, 또한 오산 고층 기상자료를 이용한 하층 수증기량의 변동량을 파악하여 5월 10일 OOUTC와 18UTC을 사례일로 결정하였다. 주간 해무 탐지 사례일(1999년 5월 10일 OOUTC)에 대해서 합성영상, 가시누적히스토그램, 지표알 베도값 기법을 적용하였으며 그 중 가시누적히스토그램기법을 이용한 해부탐지의 특성값은A(min) > 20%and DA <. 10% 이며 지표알베도 기법이 가시누적히스토그램보다 합성영상기법의 해무 탐지역이 더욱더 일치하는 것을 보였다. 또한 육상 시정 및 상대습도와 비교할 때 가시누적히스토그램 적용시 시정 1km이하, 상대습도 80%이상지역은 보령 하나였고, 지표알베도기법 적용시 보령, 목포, 강릉지역에서 모두 잘 일치하였다. 야간해무탐지 사례일(1999년 5월 10일 18UTC)에 대해서 적외누적히스토그램과 최대휘도온도값 기법을 적용하였다 적외차 기법인 적외누적히스토그램기법은 야간 해무를 전혀 탐지하지 못하였으며 최대휘도온도값 기법은 T_max < T_max_Os 보다 작고 적외 1채널의 휘도온도값이 700hPa의 수치온도값보다 작을 때 해무역으로 판단되었으며 사례일에 대해서 NOAA(National Oceanic and Atmospjheric Administration) 적외차에의한 해무탐지역과 일치하였다. 그러나 육상 시정 및 상대습도분포와 잘 일치하지 않았다.

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연직풍에 따른 해양성 에어러솔 수 농도 변동에 관한 연구 (The Fluctuation of Marine Aerosol Number Concentrations Related with Vertical Winds)

  • 박성화;장상민;정운선;정종훈;이동인
    • 한국지구과학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.259-268
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    • 2012
  • 해양에서 발달하는 강수시스템의 연직풍에 따라 변동하는 해양성 에어러솔의 입경별 특성을 알아보기 위하여 마라도에서 남서쪽으로 419 km 지점에 위치한 이어도 해양종합과학기지에서 2009년 6월 8일부터 22일까지 에어러솔수 농도와 연직풍 관측을 실시하였다. 에어러솔 수 농도와 연직풍은 레이저입자계수기와 초음파 3차원 풍향 풍속계를 이용하였으며, 지상일기도, NCEP/NCAR 재분석자료, 라디오존데 자료를 이용하여 종관상태를 분석하였다. 그 결과, 전체적으로 1.0 ${\mu}m$ 이상의 크기의 에어러솔 수 농도 분포가 강수 중에 크게 변동하였으며, 하강류에서 상승류로 연직풍이 변함에 따라 크게 증가하였다. 강수 중에는 큰 입자(1.0 ${\mu}m$ 이상)의 에어러솔 수 농도가 약 5배 증가하였고, 이때 상승류가 약 0.4 $ms^{-1}$로 나타났다. 또한 축적모드(1.0 ${\mu}m$ 미만)와 큰 입자(1.0 ${\mu}m$ 이상)의 에어러솔 수 농도는 강수 중과 비교하여 약 45%와 92%가 제거되었다. 이는 독립된 해양지역에서의 큰 입자(1.0 ${\mu}m$ 이상) 에어러솔 수 농도 증가는 수평풍 보다는 상승류에 의해 크게 영향을 받고, 강수에 의한 세정효과도 나타났다. 따라서 해양경계층 내 에어러솔의 생성 및 발달 메커니즘에 상승류의 영향이 크게 기인함을 알 수 있었다.

서울의 최근 자외선 복사의 변화 2004~2010 (Recent Variations of UV Irradiance at Seoul 2004~2010)

  • 김준;박상서;조나영;김우경;조희구
    • 대기
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    • 제21권4호
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    • pp.429-438
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    • 2011
  • The climatology of surface UV radiation for Seoul, presented in Cho et al. (1998; 2001), has been updated using measurement of surface erythemal ultraviolet (EUV) and total ultraviolet (TUV) irradiance (wavelength 286.5~363.0 nm) by a Brewer Spectrophotometer (MK-IV) for the period 2004~2010. The analysis was also carried out together with the broadband total (global) solar irradiance (TR ; 305~2800 nm) and cloud amount to compare with the UV variations, measured by Seoul meteorological station of Korean Meteorological Agency located near the present study site. Under all-sky conditions, the day-to-day variability of EUV exhibits annual mean of 98% in increase and 31% in decrease. It has been also shown that the EUV variability is 17 times as high as the total ozone in positive change, whereas this is 6 times higher in negative change. Thus, the day to day variability is dominantly caused rather by the daily synoptic situations than by the ozone variability. Annual mean value of daily EUV and TUV shows $1.62kJm^{-2}$ and $0.63MJm^{-2}$ respectively, whereas mean value of TR is $12.4MJm^{-2}$ ($143.1Wm^{-2}$). The yearly maximum in noon-time UV Index (UVI) varies between 9 and 11 depending on time of year. The highest UVI shows 11 on 20 July, 2008 during the period 2004~2010, but for the period 1994~2000, the index of 12 was recorded on 13 July, 1994 (Cho et al., 2001). A 40% of daily maximum UVI belongs to "low (UVI < 2)", whereas the UVI less than 5% of the maximum show "very high (8 < UVI < 10)". On average, the maximum UVI exceeded 8 on 9 days per year. The values of Tropospheric Emission Monitoring Internet Service (TEMIS) EUV and UVI under cloud-free conditions are 1.8 times and 1.5 times, respectively, higher than the all-sky measurements by the Brewer. The trend analysis in fractional deviation of monthly UV from the reference value shows a decrease of -0.83% and -0.90% $decade^{-1}$ in the EUV and TUV, respectively, whereas the TR trend is near zero (+0.11% $decade^{-1}$). The trend is statistically significant except for TR trend (p = 0.279). It is possible that the recent UV decrease is mainly associated with increase in total ozone, but the trend in TR can be attributed to the other parameters such as clouds except the ozone. Certainly, the cloud effects suggest that the reason for the differences between UV and TR trends can be explained. In order to estimate cloud effects, the EUV, TUV and TR irradiances have been also evaluated for clear skies (cloud cover < 25%) and cloudy skies (cloud cover ${\geq}$ 75%). Annual mean values show that EUV, TUV and TR are $2.15kJm^{-2}$, $0.83MJm^{-2}$, and $17.9MJm^{-2}$ for clear skies, and $1.24kJm^{-2}$, $0.46MJm^{-2}$, and $7.2MJm^{-2}$ for cloudy skies, respectively. As results, the transmission of radiation through clouds under cloudy-sky conditions is observed to be 58%, 55% and 40% for EUV, TUV and TR, respectively. Consequently, it is clear that the cloud effects on EUV and TUV are 18% and 15%, respectively lower than the effects on TR under cloudy-sky conditions. Clouds under all-sky conditions (average of cloud cover is 5 tenths) reduced the EUV and TUV to about 25% of the clear-sky (cloud cover < 25%) values, whereas for TR, this was 31%. As a result, it is noted that the UV radiation is attenuated less than TR by clouds under all weather conditions.