In this study, we developed a fog classification algorithm to classify fog type based on fog generation mechanism. For the analysis period of 1986-2005, 15,748 fog events had been reported from the 40 observational sites in South Korea. Thus, practically, it is almost impossible to individually classify the fog type of the whole fog events occurred in South Korea manually. In this study, the characteristics of fog during the research period were investigated and the fog classification flowchart were developed base on the analysis, and the fog classification algorithm was applied for the classification of fogs occurred at the observational sites. Finally, the classified fog-type and hindcasted fog occurance results obtained from the flowchart were evaluated for verification.
The classification of fog type and the characteristics of fog based on fog events over South Korea were investigated using a 3-year (2015~2017) visibility meter data. One-minute visibility meter data were used to identify fog with present weather codes and surface observation data. The concept of fog events was adopted for the better definition of fog properties and more objective classification through the detailed investigation of life cycle of fog. Decision tree method was used to classify the fog types and the final fog types were radiation fog, advection fog, precipitation fog, cloud base lowering fog and morning evaporation fog. We enhanced objectivity in classifying the types of fog by adding the satellite and the buoy observations to the conventional usage of AWS and ceilometer data. Radiation fog, the most common type in South Korea, frequently occurs in inland during autumn. A considerable number of advection fogs occur in island area in summer, especially in July. Precipitation fog accounts for more than a quarter of the total fog events and frequently occurs in islands and coastal areas. Cloud base lowering fog, classified using ceilometer, occurs occasionally for all areas but the occurrence rate is relatively high in east and west coastal area. Morning evaporation fog type is rarely observed in inland. The occurrence rate of thick fog with visibility less than 100 meters is amount to 21% of total fog events. Although advection fog develops into thick fog frequently, radiation fog shows the minimum visibility, in some cases.
To investigate the occurrence characteristics and types of fog on the Korean Peninsula over the past three years (2020 to 2022), data from 96 synoptic meteorological observatories and 21 ocean buoys were collected and analyzed. We included precipitation fog, which occurs after precipitation events, and cloud-base lowering fog, which is caused by the development of lower-level clouds, with a total six subtypes of fog. In the case of cloud-base lowering fog, the occurrence frequency at 2.6% was not high at 2.6%, but the duration of low visibility below 200 m was very long at 6.9 hours. The seasonal frequency of fog is low in spring and winter, high in summer over islands and coastal areas, and high in autumn over inland areas. The frequency of inland fog, which is characterized by high radiation fog and dense fog, requires attention in terms of transportation safety, with an occurrence time of 0500 LST to 1000 LST. Therefore, systematic analysis of precipitation fog and cloud-base lowering, as well as radiation and advection fog, is required in the analysis of recognizing fog as a disaster and causing transportation disorders.
Nighttime sea fog detection from satellite is very hard due to limitation in using visible channels. Currently, most widely used method for the detection is the Dual Channel Difference (DCD) method based on Brightness Temperature Difference between 3.7 and 11 ${\mu}m$ channel (BTD). However, this method have difficulty in distinguishing between fog and low cloud, and sometimes misjudges middle/high cloud as well as clear scene as fog. Using CALIPSO Lidar Profile measurements, we have analyzed the intrinsic problems in detecting nighttime sea fog from various satellite remote sensing algorithms and suggested the direction for the improvement of the algorithm. From the comparison with CALIPSO measurements for May-July in 2011, the DCD method excessively overestimates foggy pixels (2542 pixels). Among them, only 524 pixel are real foggy pixels, but 331 pixels and 1687 pixels are clear and other type of clouds, respectively. The 514 of real foggy pixels accounts for 70% of 749 foggy pixels identified by CALIPSO. Our proposed new algorithm detects foggy pixels by comparing the difference between cloud top temperature and underneath sea surface temperature from assimilated data along with the DCD method. We have used two types of cloud top temperature, which obtained from 11 ${\mu}m$ brightness temperature (B_S1) and operational COMS algorithm (B_S2). The detected foggy 1794 pixels from B_S1 and 1490 pixel from B_S2 are significantly reduced the overestimation detected by the DCD method. However, 477 and 446 pixels have been found to be real foggy pixels, 329 and 264 pixels be clear, and 989 and 780 pixels be other type of clouds, detected by B_S1 and B_S2 respectively. The analysis of the operational COMS fog detection algorithm reveals that the cloud screening process was strictly enforced, which resulted in underestimation of foggy pixel. The 538 of total detected foggy pixels obtain only 187 of real foggy pixels, but 61 of clear pixels and 290 of other type clouds. Our analysis suggests that there is no winner for nighttime sea fog detection algorithms, but loser because real foggy pixels are less than 30% among the foggy pixels declared by all algorithms. This overwhelming evidence reveals that current nighttime sea fog algorithms have provided a lot of misjudged information, which are mostly originated from difficulty in distinguishing between clear and cloudy scene as well as fog and other type clouds. Therefore, in-depth researches are urgently required to reduce the enormous error in nighttime sea fog detection from satellite.
In this study, a hybrid-type of day fog detection algorithm (DFDA) was developed based on the optical and textural characteristics of fog top, using the Himawari-8 /Advanced Himawari Imager data. Supplementary data, such as temperatures of numerical weather prediction model and sea surface temperatures of operational sea surface temperature and sea ice analysis, were used for fog detection. And 10 minutes data from visibility meter from the Korea Meteorological Administration were used for a quantitative verification of the fog detection results. Normalized albedo of fog top was utilized to distinguish between fog and other objects such as clouds, land, and oceans. The normalized local standard deviation of the fog surface and temperature difference between fog top and air temperature were also assessed to separate the fog from low cloud. Initial threshold values (ITVs) for the fog detection elements were selected using hat-shaped threshold values through frequency distribution analysis of fog cases.And the ITVs were optimized through the iteration method in terms of maximization of POD and minimization of FAR. The visual inspection and a quantitative verification using a visibility meter showed that the DFDA successfully detected a wide range of fog. The quantitative verification in both training and verification cases, the average POD (FAR) was 0.75 (0.41) and 0.74 (0.46), respectively. However, sophistication of the threshold values of the detection elements, as well as utilization of other channel data are necessary as the fog detection levels vary for different fog cases(POD: 0.65-0.87, FAR: 0.30-0.53).
Visibility and Automatic Weather System(AWS) data near Nakdong river were analyzed to characterize fog formation during 2012-2013. The temperature was lower than its nearby city - Daegu, whereas the humidity was higher than the city. 157 fog events were observed in total during the 2 year period. About 65% of the events occurred in fall (September, October, and November) followed by winter, summer, and spring. 94 early morning fog events of longer than 30 minutes occurred when south westerly wind speed was lower than 2 m/s. During these events, the water temperature was highest followed by soil surface and air temperatures due to the advection of cold and humid air from nearby hill. The observed fog events were categorized using a fog-type classification algorithm, which used surface cooling, wind speed threshold, rate of change of air temperature and dew point temperature. As a result, frontal fog observed 6 times, radiation 4, advection 13, and evaporation 66. The evaporation fog in the study area lasted longer than other reports. It is due to the interactions of cold air drainage flow and warm surface in addition to the evaporation from the water surface. In particular, more than 60% of the evaporation fog events were accompanied with cold air flows over the wet and warm surface. Therefore, it is needed for the identification of the inland fog mechanism to evaluate the impacts of nearby topography and land cover as well as water body.
간섭형 Fiber optic gyroscope(FOG)는 Sagnac 효과를 이용한 회전센서로 알려져 있으며, 성능 개선을 위한 연구가 수행되어 왔다. 본 논문은 개루프 방식의 FOG 개발과 FPGA를 이용한 디지털 신호처리 기술을 다루고 있다. 첫 번째 목표는 양호한 bias stability(0.22deg/h), Scale factor stability, 단일모드 광섬유를 이용한 낮은 Angle randomwalk(0.07deg/$\sqrt[]{h}$)와 저가의 중급 자이로(Pointing grade)의 설계를 목표로 하고 있다. 두 번째 목표는 광검출기의 출력신호를 고속 ADC로 직접 변환 후 디지털 신호처리를 하는 FOG용 FPGA 개발이다. 본 연구에서 사용한 Cascaded integrator-comb(CIC)타입의 데시메이션 필터는 Adder와 Shift register만으로 구성되어 적은 계산량을 요구하므로 모든 디지털 FOG 프로세서를 저가의 프로세서로도 사용이 가능하다.
Sagnac 효과를 사용한 회전센서로 알려진 광자이로스코프(이하 FOG)는 넓은 범위의 회전율을 측정하기 위해 개발 중에 있다. 본 논문은 개루프 FOG의 개발과 FPGA를 이용한 디지털 신호처리 기술을 다루고 있다. 첫째로 Good bias stability($0.22^{\circ}/hr$), Scale factor stability, 단일모드 광섬유를 이용한 최대한 낮은 angle random walk ($0.07^{\circ}/\sqrt{hr}$) 와 저가의 중급 자이로 (pointing grade)의 설계를 목표로 하고 있다. 둘째 Processing 이득에 의해 실질적으로 디지털 Demodulator 출력이 개선된 SNR을 갖는 디지털 FOG 신호처리 알고리즘을 디자인 했다. 적은 계산량을 가진 저가의 프로세서와 Adder, 그리고 Shift register만으로 필요로 하는 CIC타입의 Decimation 블록은 이러한 모든 디지털 FOG 프로세서에 사용 가능하다.
Surface electrical conduction in insulator is most important factor to assess the insulation performances of outdoor insulating materials. In this paper, contamination performance of the widely used materials for outdoor insulator - porcelain, EPDM, Silicone rubber - were discussed by measuring properties of average leakage current and scintillation discharge pulses under artificial contamination conditions. The artificial contaminations used were deionized distilled water fog, 0.5wt% NaCl salt fog of light pollution and 2wt% NaCl salt fog of medium pollution. The average leakage current was appeared linearly with applied voltage at dry and clean surface condition. The magnitude of leakage current was almost same at different kinds of samples. In case of deionized distilled water fog, the characteristics of leakage current and applied voltage was most different to that in case of dry and clean condition. In case of salt fog pollution condition, The leakage current was increased above critical voltage. The scintillation discharges were also activated at the level. the leakage current and scintillation discharges were increased with increasing pollution degree. The resistance to pollution properties of silicone rubber appeared excellent among them.
For four calender years (1971-1974), daily observations of weather conditions (air temperature, humidity, wind speed, wind direction, cloud amount, fog, precipitation etc.) at six stations in the north western Pacific Ocean are used to calculate mean monthly values and to check extra-conditions. At Petropavlosk and Miko'skoe, where indicate the characteristics of modified continental climate, the temperature and humidity are high in summer, and Iow in winter. At A Dak and She Mya, where indicate the characteristics of warm current type maritime climate, humidity is high in all season and annual range of air temperature is nearly negligible. At Simusir and Vasi!' eva, where indicate the characteristics of cold current type maritime climate, humidity is high in all season and annual range of air temperature is $15^{\circ}C.$ As dry cooling power is relatively high in winter, working condition on deck is bad. Most of fogs are advection fog in the area of cold current type climate in summer.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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