• 제목/요약/키워드: ocean data assimilation

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수반 모델에 기반한 관측영향 진단법을 이용하여 동아시아 지역의 단기예보에 AMSU-A 자료 동화가 미치는 영향 분석 (Adjoint-Based Observation Impact of Advanced Microwave Sounding Unit-A (AMSU-A) on the Short-Range Forecast in East Asia)

  • 김성민;김현미
    • 대기
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    • 제27권1호
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    • pp.93-104
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    • 2017
  • The effect of Advanced Microwave Sounding Unit-A (AMSU-A) observations on the short-range forecast in East Asia (EA) was investigated for the Northern Hemispheric (NH) summer and winter months, using the Forecast Sensitivity to Observations (FSO) method. For both periods, the contribution of radiosonde (TEMP) to the EA forecast was largest, followed by AIRCRAFT, AMSU-A, Infrared Atmospheric Sounding Interferometer (IASI), and the atmospheric motion vector of Communication, Ocean and Meteorological Satellite (COMS) or Multi-functional Transport Satellite (MTSAT). The contribution of AMSU-A sensor was largely originated from the NOAA 19, NOAA 18, and MetOp-A (NOAA 19 and 18) satellites in the NH summer (winter). The contribution of AMSU-A sensor on the MetOp-A (NOAA 18 and 19) satellites was large at 00 and 12 UTC (06 and 18 UTC) analysis times, which was associated with the scanning track of four satellites. The MetOp-A provided the radiance data over the Korea Peninsula in the morning (08:00~11:30 LST), which was important to the morning forecast. In the NH summer, the channel 5 observations on MetOp-A, NOAA 18, 19 along the seaside (along the ridge of the subtropical high) increased (decreased) the forecast error slightly (largely). In the NH winter, the channel 8 observations on NOAA 18 (NOAA 15 and MetOp-A) over the Eastern China (Tibetan Plateau) decreased (increased) the forecast error. The FSO provides useful information on the effect of each AMSU-A sensor on the EA forecasts, which leads guidance to better use of AMSU-A observations for EA regional numerical weather prediction.

Kuroshio Observation Program: Towards Real-Time Monitoring the Japanese Coastal Waters

  • Ostrovskii, Alexander;Kaneko, Arata;Stuart-Menteth, Alice;Takeuchi, Kensuke;Yamagata, Toshio;Park, Jae-Hun;Zhu, Xiao Hua;Gohda, Noriaki;Ichikawa, Hiroshi;Ichikawa, Kaoru;Isobe, Atsuhiko;Konda, Masanori;Umatani, Shin-Ichiro
    • Ocean and Polar Research
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    • 제23권2호
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    • pp.141-160
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    • 2001
  • The challenge of predicting the Japanese coastal ocean motivated Frontier Observational Research System for Global Change (FORSGC) and the Japan Marine Science and Technology Center (JAMSTEC) to start a multiyear observational programme in the upstream Kuroshio in November 2000. This field effort, the Kuroshio Observation Program (KOP), should enable us to determine the barotropic and baroclinic components of the western boundary current system, thus, to better understand interactions of the currents with mesoscale eddies, the Kuroshio instabilities, and path bimodality. We, then, will be able to improve modeling predictability of the mesoscale, seasonal, and inter-annual processes in the midstream Kuroshio near the Japanese main islands by using this knowledge. The KOP is focused on an enhanced regional coverage of the sea surface height variability and the baroclinic structure of the mainstream Kuroshio in the East China Sea, the Ryukyu Current east of the Ryukyu's, and the Kuroshio recirculation. An attractive approach of the KOP is a development of a new data acquisition system via acoustic telemetry of the observational data. The monitoring system will provide observations for assimilation into extensive numerical models of the ocean circulation, targeting the real-time monitoring of the Japanese coastal waters.

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동해 재분석 자료에 나타난 북한한류의 계절 및 경년변동성 (Seasonal and Interannual Variability of the North Korean Cold Current in the East Sea Reanalysis Data)

  • 김영호;민홍식
    • Ocean and Polar Research
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    • 제30권1호
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    • pp.21-31
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    • 2008
  • Analyzing the results of East Sea Regional Ocean Model using a 3-dimensional variational data assimilation scheme, we investigated spatial and temporal variability of the North Korean Cold Current (NKCC) in the East Sea. The climatological monthly mean transport of the NKCC clearly shows seasonal variation of the NKCC within the range of about 0.35 Sv ($=0^6m^3/s$), which increases from its minimum (about 0.45 Sv) through December-January to March, decreases during March and May, and then increases again to the maximum (about 0.8 Sv) in August-September. The volume transport of the NKCC shows interannual variation of the NKCC with the range of about 1.0 Sv that is larger than seasonal variation. The southward current of the NKCC appears often not only in summer but in winter as well. The width of the NKCC is about 35 km near the Korean coast and its core is located under the East Korea Warm Current. The North Korean Cold Water (NKCW), characterized by low salinity and low temperature, is located both under the Tsushima Warm Water and in the western side of the maximum southward current of the NKCC that means the NKCC advects the NKCW southward along the Korean coast. It is revealed that the intermediate low salinity water, formed off the Vladivostok in winter, flows southward to the south of $37^{\circ}N$ through $2{\sim}3$ paths; one path along the Korean coast, another one along $132^{\circ}E$, and the middle path along $130^{\circ}E$. The path of the intermediate low salinity varies with years. The reanalysis fields suggest that the NKCW is advected through the paths along the Korean coast and along $130^{\circ}E$.

Sentinel-1A/B SAR와 토양수분자료동화기법을 이용한 고해상도 토양수분 산정 (Estimation of High-Resolution Soil Moisture Using Sentinel-1A/B SAR and Soil Moisture Data Assimilation Scheme)

  • 김상우;이태화;천범석;정영훈;신용철
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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    • pp.274-274
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    • 2021
  • 토양수분은 가뭄, 홍수, 산불 및 산사태 등 자연재해 발생에 직간접적으로 영향을 미치기 때문에, 시·공간적으로 연속적인 토양수분 관측이 필요하다. 과거에는 TDR (Time Domain Reflectometry) 관측 장비를 설치하여 토양수분의 변화를 관측하였으나, 이러한 지점관측의 경우 하나의 관측지점에서 토양수분을 관측하기 때문에 공간적인 토양수분 변화를 나타내지 못한다. 최근 이러한 문제를 해결하기 위하여 인공위성 이미지 자료를 이용한 토양수분 산정에 관한 연구가 활발히 수행되고 있다. 그러나 SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity), SMAP (Soil Moisture Active Passive)와 같은 다양한 위성에서 관측된 토양수분은 낮은 공간해상도로 인한 불확실성이 커지는 단점이 있다. 최근 이러한 한계를 극복하기 위하여 광학위성영상과 달리 날씨의 영향을 받지 않으며 고해상도 이미지자료를 제공하는 Sentinel-1A/B 위성을 활용하여 토양수분을 관측하는 연구가 진행되고 있다. Sentinel-1은 10m의 높은 공간해상도를 제공하지만, 1~2주 주기로 영상취득이 가능하기 때문에 재방문시기와 같은 시간해상도 문제가 발생한다. 따라서 본 연구에서는 Sentinel-1A/B SAR 기반 후방산란계수와 농촌진흥청에서 제공하는 TDR 기반 토양수분 실측값을 이용하여 우리나라 토양수분 공간분포를 산정하였다. 산정된 Sentinel-1A/B 기반 토양수분과 토양수분자료동화기법을 연계하여 토양의 수리학적 매개변수를 추출하였으며, 추출된 매개변수와 기상자료를 이용하여 장기간(2001~2018) 일별 토양수분 공간분포를 산정하였다.

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전지구 해양·해빙예측시스템 NEMO-CICE/NEMOVAR의 북극 영역 해빙초기조건 특성 분석 (Analyzing the Characteristics of Sea Ice Initial Conditions for a Global Ocean and Sea Ice Prediction System, the NEMO-CICE/NEMOVAR over the Arctic Region)

  • 안중배;이수봉
    • 한국지구과학회지
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    • 제36권1호
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    • pp.82-89
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    • 2015
  • 전지구 해양 해빙 예측시스템인 NEMO-CICE/NEMOVAR의 해빙 초기조건의 특성을 2013년 6월부터 2014년 5월까지 북극영역에 대하여 분석하였다. 이를 위하여 관측 자료와 재분석 자료를 모델의 초기조건과 비교하였다. 모델 초기조건은 관측에서 나타나는 해빙 면적과 해빙 두께의 월 변동을 잘 보이는 반면, 분석 기간 동안 관측과 재분석 자료보다 북극의 해빙 면적을 좁게, 해빙 두께를 얇게 나타내었다. 모델 초기조건의 북극 해빙 면적이 좁은 것은 해빙의 경계 지역에서 해빙 농도 초기조건이 약 20% 정도 재분석자료보다 낮기 때문이다. 또한 북극 평균 해빙 두께가 얇게 나타나는 이유는 연중 두꺼운 해빙이 유지되는 그린란드 및 북극 군도와 인접한 북극해 영역에서 모델의 초기조건이 약 60 cm 정도 얇기 때문이다.

조석 모델링에서 adjoint 방법 적용시 적정 가중치 산정 (Estimation of Optimal Weight in Tidal Modeling with the Adjoint Method)

  • 이재학;박경;송용식
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제5권3호
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    • pp.177-185
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    • 2000
  • 자료동화기법의 하나인 adjoint 방법은 제약조건으로서 모델의 기본방정식을 만족시키는 동시에 모델 결과와 관측자료 차이의 함수인 비용함수의 크기를 최소화시키는 모델변수를 찾아냄으로서 모델 결과를 향상시키는 기법이다. 본 연구에서는 수평방향 2차원 선형 조석모델과 adjoint 모델로 구성된 adjoint 꾸러미를 수립하고, 이를 임의로 설정한 직사각형 모델영역에 적용하였다. 조석모델로부터의 조위 모델 결과를 관측자료로 삼아 개방경계조건인 조위의 진폭을 역 추정하는 수치실험을 실시하여 자료 가중치에 대한 반응, 모델변수 초기 추정치의 중요성 및 지형 변화에 대한 반응 등을 살펴보았다 특히, adjoint꾸러미 적용시 대부분 경험적으로 설정되어왔던 가중치의 선정방법을 제시하였다.

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기후예측시스템(GloSea5) 열대성저기압 계절예측 특성 (Seasonal Forecasting of Tropical Storms using GloSea5 Hindcast)

  • 이상민;이조한;고아름;현유경;김윤재
    • 대기
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    • 제30권3호
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    • pp.209-220
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    • 2020
  • Seasonal predictability and variability of tropical storms (TCs) simulated in the Global Seasonal Forecast System version 5 (GloSea5) of the Korea Meteorological Administration (KMA) is assessed in Northern Hemisphere in 1996~2009. In the KMA, the GloSea5-Global Atmosphere version 3.0 (GloSea5-GA3) that was previously operated was switched to the GloSea5-Global Coupled version 2.0 (GloSea5-GC2) with data assimilation system since May 2016. In this study, frequency, track, duration, and strength of the TCs in the North Indian Ocean, Western Pacific, Eastern Pacific, and North Atlantic regions derived from the GloSea5-GC2 and GloSea5-GA3 are examined against the best track data during the research period. In general, the GloSea5 shows a good skill for the prediction of seasonally averaged number of the TCs in the Eastern and Western Pacific regions, but underestimation of those in the North Atlantic region. Both the GloSea5-GA3 and GC2 are not able to predict the recurvature of the TCs in the North Western Pacific Ocean (NWPO), which implies that there is no skill for the prediction of landfalls in the Korean peninsula. The GloSea5-GC2 has higher skills for predictability and variability of the TCs than the GloSea5-GA3, although continuous improvements in the operational system for seasonal forecast are still necessary to simulate TCs more realistically in the future.

동아시아 지역 토양수분 산출 위성 평가 (An inter-comparison of satellite-based soil moisture over East Asia)

  • 김형록;선우우연;최민하
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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    • pp.187-187
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    • 2015
  • 인공위성을 이용한 토양수분의 측정은, 범지구적인 물순환 분석에 있어서, 수문학적인 인자들의 시공간적인 변화를 예측, 분석하는데 있어 가장 효율적인 방법으로 제안되어왔다. 현재 국/내 외 적으로 사용하는 토양수분 위성은 Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS), Advanced SCATerometer (ASCAT)이 많이 사용되고 있으며, 더불어 일본에서 최근에 발사 된 Advanced Microwave Scanning Radiomter 2 (AMSR2) 센서를 통한 토양수분도 데이터도 적극 활용 되고 있다. 각 위성은 토양수분을 산출 하는 알고리즘, 파장대 그리고 위성 통과 시간 등이 각기 다르므로, 이러한 위성의 데이터를 사용하기 위해서는 지점 데이터와의 검증이 필수적으로 필요하게 된다. 이에따라 본 연구에서는 위성 데이터와 Global Land Data Assimilation System (GLDAS)와의 비교를 통해 각 위성데이터의 동아시아 지역에서의 효용성을 평가하였다. 동아시아의 건조한 지역에서는 SMOS가 가장 좋은 토양수분 데이터 결과를 보여주었으며, 다른 많은 지역에서는 ASCAT이 우세한 결과를 보여주었다. 하지만 한반도 지역의 특정 지역에서는 AMSR2의 토양수분 값이 ASCAT을 뛰어넘는 좋은 결과를 보여주는 결과가 도출되었다. 추가적으로, SMOS의 경우 Radio Frequency Interference (RFI)의 영향으로 한반도지역 토양수분을 측정하는 것에는 많은 무리가 있음을 알 수 있었다.

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해양·수산 분야의 자원봉사 활성화를 위한 연구 - 대학생 자원봉사의 정책적 시사점을 중심으로 - (A Study on the Promotion to Volunteering for Maritime and Fisheries Field - Focusing on Policy Implications for College Student Volunteer-)

  • 정우리;김향은;김세원
    • 해양환경안전학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.181-186
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    • 2016
  • 본 연구에서는 해양 수산분야의 대학생 자원봉사활동에 대한 자료를 수집하여 활동유형을 유류방제작업, 어촌봉사활동, 해안정화작업 등으로 분석하였다. 또한 자원봉사 참여자 대부분은 환경보호, 보람, 사회교류, 특별체험, 자연과의 동화측면에서 만족하고 있었다. 주제측면에서 체계성, 효율성, 활동의 다양성, 자원홍보활용, 봉사이후 보상, 자기봉사역량 측면에서 불만족스러워 한다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 대학생 자원봉사의 정책적 측면에서 해양 수산분야의 자원봉사를 증진시킬 수 있는 방안을 제안하였다.

TeraScan시스템에서 NOAA/AVHRR 해수면온도 산출시 구름 영향에 따른 신뢰도 부여 기법: 5월 자료 적용 (Generation of Sea Surface Temperature Products Considering Cloud Effects Using NOAA/AVHRR Data in the TeraScan System: Case Study for May Data)

  • 양성수;양찬수;박광순
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.165-173
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    • 2010
  • 본 연구에서는 TeraScan시스템에서 산출되는 NOAA/AVHRR 해수면온도(SST) 자료의 신뢰도를 부여하기 위한 방법으로 구름 영향 정도를 단계별로 나누는 방법을 소개한다. TeraScan시스템에서 구름탐지는 주간과 야간에 따라 다른 파라미터와 경계값을 사용한다. 주간 구름탐지에서는 채널 2번(가시채널)과 4번(적외채널)을 이용하며, 채널 4번 휘도온도의 공간일관성(ch4_delta)과 채널 2번 알베도의 공간일관성(ch2_delta) 및 알베도 경계값(ch2_max) 검사를 수행한다. 야간의 경우, 가시채널을 사용할 수 없기 때문에 채널 3번(단파적외채널)과 4번(적외채널)을 사용하여 각 화소에 대한 차이값(ch3_minus_ch4)을 비교하고, 채널 4번 휘도온도 공간일관성(ch4_delta) 및 경계값(min_ch4_temp) 평가가 이루어진다. 여기서는 주야에 따른 변화를 보기 위해 2009년 5월 13일 00시 48분(UTC)과 21시 00분(UTC) 에 수신된 자료를 사용했다. TeraScan시스템을 통해 총 6가지 경계치를 검토했고, ch4_delta는 우리나라 주변 수온 전선에서 발생하는 구름 탐지 오류가 발생하지 않는 값으로 주야간 각각 5와 3.5로 결정되었다. 주간 파라미터로 사용되는 ch2_delta는 여러 값에 대한 적용 결과 2로, ch2_max는 3부터 8까지의 범위가 적절한 것으로 나타났다. 야간에 사용되는 ch3_minus_ch4는 -2부터 2까지의 범위, min_ch4_temp는 0으로 결정되었다. 즉, 구름의 영향 정도는 주간 ch2_max와 야간 ch3_minus_ch4의 경계값을 4 단계로 나눠 해수면온도자료를 산출하였다. 본 연구에서 사용한 경계값은 5월 자료에 대해 설정된 값이며, 향후 한반도 주변 해역의 특성과 시간별, 공간별, 계절별로 적절한 경계값을 설정하는 연구가 장기적으로 필요하며, 위의 특성들을 감안한 자료동화용 SST 생산프로세스 정립 및 결과분석 연구가 필요하다.