• 대기
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• 제26권1호
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• pp.159-183
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• 2016

On 31 July 2014, there was a localized torrential rainfall ($58.5mm\;hr^{-1}$) caused by a strong convective cell with thunder showers over Daegwallyeong. In the surface synoptic chart, a typhoon was positioned in the East China Sea and the subtropical high was expanded to the Korean peninsula. A WRF (Weather Research and Forecasting) numerical simulation with a resolution of 1 km was performed for a detailed analysis. The simulation result showed a similar pattern in a reflectivity distribution particularly over the Gangwon-do region, compared with the radar reflectivity. According to the results of the WRF simulation, the process and mechanism of the localized heavy rainfall over Daegwallyeong are as follows: (1) a convective instability over the middle part of the Korean peninsula was enhanced due to the low level advection of warm and humid air from the North Pacific high. (2) There was easterly flow from the coast to the mountainous regions around Daegwallyeong, which was generated by the differential heating of the insolation among Daegwallyeong and the Yeongdong coastal plain, and nearby coastal waters. (3) In addition, westerly flow from the western part of Daegwallyeong caused a strong convergence in this region, generating a strong upward motion combined by an orographic effect. (4) This brought about a new convective cell over Daegwallyeong. And this cell was more developed by the outflow from another thunderstorm cell to the south, and finally these two cells were merged to develop as a strong convective cell with thunder showers, leading to the record breaking maximum rainfall per hour ($58.5mm\;hr^{-1}$) in July.

• 한국농공학회논문집
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• 제62권6호
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• pp.11-20
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• 2020

We estimated the spatio-temporally distributed soil moisture using Sentinel-1A/B SAR (Synthetic Aperture Radar) sensor images and soil moisture data assimilation technique in South Korea. Soil moisture data assimilation technique can extract the hydraulic parameters of soils using observed soil moisture and GA (Genetic Algorithm). The SWAP (Soil Water Atmosphere Plant) model associated with a soil moisture assimilation technique simulates the soil moisture using the soil hydraulic parameters and meteorological data as input data. The soil moisture based on Sentinel-1A/B was validated and evaluated using the pearson correlation and RMSE (Root Mean Square Error) analysis between estimated soil moisture and TDR soil moisture. The soil moisture data assimilation technique derived the soil hydraulic parameters using Sentinel-1A/B based soil moisture images, ASOS (Automated Synoptic Observing System) weather data and TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission)/GPM (Global Precipitation Measurement) rainfall data. The derived soil hydrological parameters as the input data to SWAP were used to simulate the daily soil moisture values at the spatial domain from 2001 to 2018 using the TRMM/GPM satellite rainfall data. Overall, the simulated soil moisture estimates matched well with the TDR measurements and Sentinel-1A/B based soil moisture under various land surface conditions (bare soil, crop, forest, and urban).

• 대기
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• 제32권4호
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• pp.277-295
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• 2022

The global weather prediction model, Korean Integrated Model (KIM), has been in operation since April 2020 by the Korea Meteorological Administration. This study assessed the performance of heat waves (HWs) in Korea in 2020. Case experiments during 2018-2020 were conducted to support the reliability of assessment, and the factors which affect predictability of the HWs were analyzed. Simulated expansion and retreat of the Tibetan High and North Pacific High during the 2020 HW had a good agreement with the analysis. However, the model showed significant cold biases in the maximum surface temperature. It was found that the temperature bias was highly related to underestimation of downward shortwave radiation at surface, which was linked to cloudiness. KIM tended to overestimate nighttime clouds that delayed the dissipation of cloud in the morning, which affected the shortage of downward solar radiation. The vertical profiles of temperature and moisture showed that cold bias and trapped moisture in the lower atmosphere produce favorable conditions for cloud formation over the Yellow Sea, which affected overestimation of cloud in downwind land. Sensitivity test was performed to reduce model bias, which was done by modulating moisture mixing parameter in the boundary layer scheme. Results indicated that the daytime temperature errors were reduced by increase in surface solar irradiance with enhanced cloud dissipation. This study suggested that not only the synoptic features but also the accuracy of low-level temperature and moisture condition played an important role in predicting the maximum temperature during the HWs in medium-range forecasts.

• 한국해양학회지:바다
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• 제9권3호
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• pp.137-152
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• 2004

한반도 남서해안에서 연안지대의 기후학적 특성을 조사하기 위해 AWS(automatic weather system)와 4개 지점의 부이자료를 사용하였다. 연안지대를 기후학적으로 정의하였는데 해안선을 가로지르는 풍속과 온도의 기울기에 있어서 뚜렷이 대비가 나타나는 지대로 정의하였고, 연안지대가 고정적인 것이 아니라 종관풍에 따라 변동될 수 있다는 것을 보였다. 한반도의 남해와 서해에서 부이와 나란한 AWS지점으로 구성된 4개의 단면도선을 거제도부이라인, 거문도부이라인, 칠발도부이라인, 덕적도부이라인으로 선택하였다. 일주기와 월변동의 분석에서 월별평균과 극값, 부이와 각 지점간의 온도경도와 풍속의 누적빈도수가 연안의 범위와 특징을 조사하는데 응용되었다. 그 결과 연안지대의 최대범위는 거제도부이라인은 offshore에서 생림(해안선에서 약 34 km), 거문도부이라인은 순천(약 52 km), 칠발도부이라인은 자은도(약 27 km), 덕적도부이라인은 용인(약 65 km)으로 분석되었다. 종관풍에 따른 연안지대의 변동을 onshore, offshore, calm에 대해 조사하였다. 그 결과 onshore 일 때 연안지대의 범위는 65∼90 km로 변화한다. 더욱 우리는 태풍(MAEMI)에 의해 영향을 받은 2003년 9월 12일∼13일 동안에 거제도부이라인에 대한 풍속과 온도의 변화와 해상과 육상의 풍속비를 알기 위해 조사하였다.

• 한국지리정보학회지
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• 제15권4호
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• pp.124-137
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• 2012

기후분석은 도시 쾌적도를 고려하는 도시계획에 있어 중요한 요소 중 하나이다. 도시지역의 기후는 종관규모보다 작은 국지규모의 기후 영향을 받는데, 본 연구에서는 도시 안에서의 야간 지면냉각과 찬공기 생성 및 유입의 효과를 분석함으로써 도시지역의 국지기후에 대한 영향을 정량화 하고자 하였다. 서울관측소 풍속에 미치는 종관 기상의 영향은 30%정도인 반면, 관측소 주변의 지형 건물 열적 현상의 영향은 70%정도인 것으로 나타났다. 또한 서울 은평구 뉴타운의 연구지역에 대하여 서울기후분석(CAS, Climate Analysis Seoul) 모델로 분석한 결과, 국지영향 기온편차 분포에서 토지피복률에 따라 도시 및 도시외곽 지역의 기온 특성이 함께 존재하고 있음을 보여주었다. 또한 고밀도 관측 자료로부터 각 지점들의 시간대별 열적반응이 국지영향 기온편차 분포와 일치함을 알 수 있었다. 관측지점들 중 실개천을 따라 설치된 지점들의 일변동은 유사하게 나타났는데, 인근 산으로부터 경사면을 따라 유입된 찬공기의 생성, 이동, 정체는 관측된 수직기온경도를 이용하여 표현되었다. 실개천의 입구에서 관측된 수직기온경도는 지면 냉각에 의한 것과 외부로부터의 찬공기 유입이라는 두 가지로 설명될 수 있다. 지면냉각은 풍속과 관계없이 존재하지만, 찬공기 유입에 의한 냉각효과는 풍속이 낮을 때만 일어났다. 풍속의 강약에 따른 회귀분석식을 이용하여, 찬공기 유입 냉각효과는 국지적인 지면 냉각의 84%였다는 것을 밝혔다. 본 연구를 통해 지역특성이 국지기후에 미치는 영향의 크기를 기존의 정적인 기온영향 분석에서 동적인 찬공기 유입분석으로 확장하였다. 이 연구를 바탕으로 앞으로의 기후분석에서는 도시민의 쾌적도를 지원하기 위한 도시개발계획의 찬공기 특성 변화를 분석할 수 있게 될 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제39권6호
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• pp.713-723
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• 2019

기후변화와 다양한 강우 패턴에 의하여 도시 유역 별 침수발생 기준을 산정하기에 어려움이 있다. 이에 도시 유역의 상세 지형, 배수체계 그리고 다양한 강우 시나리오를 고려하여 침수해석을 실시 및 결과를 검토할 필요가 있으며, 동일 지역에 대한 실측 강우에 따른 침수 사상을 조사할 필요가 있다. 본 연구에서는 서울시 효자 배수분구의 침수 발생에 영향을 미치는 강우 특성을 파악하기 위해 확률론적 빈도 분석과 Huff 분포를 고려한 다양한 강우 시나리오를 생성하였으며, 1차원 도시유출해석을 위한 SWMM (Storm Water Management Model)과 2차원 침수해석 모형을 이용하였다. 본 연구에서 사용된 SWMM 모형은 침수흔적도와 유전자 알고리즘을 통해 최적화 되었다. 최적화 된 1차원 모형을 2차원 침수해석과 연계하여 기존의 침수흔적도와 73.6 %의 적합도를 나타낼 수 있었다. 각 강우량에 따른 침수 발생 유무를 파악하였으며, 로지스틱 회귀 곡선을 통하여 침수발생 한계강우량을 산정할 수 있었다. 1-2차원 침수해석 결과와 2010~2018년 AWS (Automated Weather System)자료와 ASOS (Automated Synoptic Observing System)를 반영한 결과, 지속시간 1시간의 경우 침수발생 한계강우량은 72.04 mm, 2시간의 경우 146.83 mm, 3시간의 경우 203.06 mm으로 산정되었다. 산정된 한계강우량은 지속적으로 관측되는 강우 자료의 입력을 통하여 갱신될 수 있을 것으로 보인다. 본 연구에서 제시되는 방법론을 통해 도시 배수분구별 정량적 한계강우량을 제시할 수 있을 것으로 보이며, 이는 도시 유역에서 홍수 예·경보 발령을 위한 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권10호
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• pp.747-757
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• 2021

극한 강우의 정량화는 홍수방어계획의 수립에 대단히 중요하며 극한 강우의 일반적인 척도는 T-년 재현기간으로 표현된다. 본 연구에서는 기후정보와 지리정보가 결합된 계층적 베이지안 모형을 이용하여 재현기간별 일 강우량의 공간 분포 및 불확실성을 추정하는 방법을 제시하고 이를 서울-인천-경기 지역에 적용하였다. 한국 기상청에서 운영 중인 서울-인천-경기 지역의 6개 종관기상관측소의 연 최대 일 강우량이 일반화된 극치 분포에 적합되었다. 지점 빈도해석과 지수 홍수법을 이용한 지역 빈도해석으로부터 도출된 재현기간별 일 강우량과의 비교를 통하여 제안된 방법의 적용성 및 신뢰도를 살펴보았다. 모든 지점과 모든 재현기간에서 지수홍수법에 의한 지역 빈도해석의 불확실성이 가장 큰 것으로 나타났으며, 계층적 베이지안 모형에 의한 지역 빈도해석의 신뢰도가 가장 높은 것을 확인하였다. 제안된 방법은 서울-인천-경기 지역 및 공간적인 크기가 유사한 다른 지역에서 다양한 지속기간에 대한 확률강우량 지도를 생성하는데 사용될 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권6호
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• pp.447-459
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• 2022

본 연구에서는 위성 기반 재분석 강수 자료인 PERSIANN-CCS-CDR (Precipitation Estimation from Remotely Sensed Information using Artificial Neural Networks-Cloud Classification System-Climate Data Record)을 이용하여 한반도에 대한 격자형 확률강수량을 산정하였다. 고려된 기간은 1983년부터 2020년까지 총 38개년이다. 사용된 자료의 공간해상도는 0.04°이며, 시간해상도는 3시간이다. 확률분포로는 빈도해석을 위해 일반적으로 사용되고 있는 Gumbel 분포를 사용하였으며, 매개변수 추정을 위해 확률가중모멘트법을 적용하였다. 지속기간은 3시간부터 144시간 까지, 재현기간은 2년부터 500년까지가 고려되었다. 이러한 방식으로 산정된 결과를 지상우량계인 ASOS (Automated Synoptic Observing System) 기상관측소의 강수 자료를 활용하여 산정된 확률강수량과 비교·검토하였다. 그 결과, PERSIANN-CCS-CDR 자료로부터 산정된 Gumbel 분포의 매개변수들은 지속기간이 증가함에 따라 ASOS의 결과들과 유사한 양상을 보였으며 이를 토대로 얻어진 확률강수량은 지속기간이 짧은 경우 다소 큰 차이를 보였으나, 지속기간이 18 h 이상인 경우 그 차이는 약 20% 이내로 감소함을 확인하였다. 추가적으로, 남북한 차이를 살펴보았으며 Gumbel 분포 매개변수들 중 위치 매개변수의 차이가 두드러지게 나타남을 확인하였다. 지속기간의 증가에 따른 북한의 확률강수량이 상대적으로 작게 나타났으며, 지속기간 3 h 기준 남한의 84%, 지속기간 144 h 기준 70~75% 수준인 것으로 확인되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권11호
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• pp.999-1009
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• 2021

최근 기후변화로 인한 극한기상 현상의 발생빈도 및 강도가 증가하고 있는 추세이므로 기후조건을 평가 분석하여 기후변화에 의한 부정적인 영향을 사전에 관리하고 대응하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 충청도 지역의 기후지수를 산정하여 지역 기후의 추세변화와 최근 20년간 기후의 변동 특성을 분석하였다. 기상청에서 운영하고 있는 10개 종관기상관측소의 1973년-2020년 동안의 기상자료를 활용하여 연도별, 월별 UNEP-MP 지수, UNEP-PM지수과 MDM지수를 산정하고 K-S 검정 통한 정규성 분석, Pearson기법과 Spearman기법을 적용하여 기후변화의 추세를 분석하였다. 충청남도 지역이 충청북도 지역보다 상대적으로 습한 기후로 평가 되었으며 연 기후지수 추세 변화는 청주, 충주 등의 지점에서 건조 기후 추세를 보인반면 서산, 부여 등의 지점에서는 습윤 기후 추세를 보였다. 월별 추세변화 분석 결과 여름과 가을에 습윤 기후 경향을 보인 반면 봄과 겨울에는 건조 기후 경향을 보였다. 과거 10년(2001년-2010년)과 최근 10년(2011년-2020년) 동안 기후지수의 비교에서는 과거 10년보다 최근 10년 동안에 평균 기후지수가 감소하였으며 추세 변화 또한 건조기후 추세를 보였다.

• 한국지역지리학회지
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• 제11권1호
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• pp.101-113
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• 2005

한반도의 남서부에 위치한 호남지방은 수리적, 지리적 요인에 의해 지역에 따라 하계의 강수현상 및 탁월일기의 다소와 그 계절변화가 크다. 본 논문은 AWS 63개 지점을 포함한 호남의 79개 기상관측지점의 하계강수량(1994$\sim$2003)과 그 순변화형(강수특성 표현의 중요한 한 요소임)에 대해 순별 강수량의 다소와 순장수량의 주성분벡터와 진폭계수(Rs)를 이용하여, 호남 각 지역에서의 하계강수량 순변화형을 수량적으로 추출하고, 그 공간스케일의 변동을 규명해, 그에 따른 호남지방의 강수지역 구분을 시도한 것이다. 그 결과 호남지방의 하계강수량 순변화의 전형적 특징은 상위 4개의 순변화형으로 표현되며 그 누적기여율은 78.0%이다. 또한 호남지방의 하계강수량의 순변화형은 A-K형까지 11개가 추출되었고, 강수지역은 18개형 지역으로 구분되었다.