• 한국환경과학회지
• /
• 제27권11호
• /
• pp.1141-1154
• /
• 2018

Numerical experiments were carried out to investigate the effect of data assimilation of observational data on weather and PM (particulate matter) prediction. Observational data applied to numerical experiment are aircraft observation, satellite observation, upper level observation, and AWS (automatic weather system) data. In the case of grid nudging, the prediction performance of the meteorological field is largely improved compared with the case without data assimilations because the overall pressure distribution can be changed. So grid nudging effect can be significant when synoptic weather pattern strongly affects Korean Peninsula. Predictability of meteorological factors can be expected to improve through a number of observational data assimilation, but data assimilation by single data often occurred to be less predictive than without data assimilation. Variation of air pressure due to observation nudging with high prediction efficiency can improve prediction accuracy of whole model domain. However, in areas with complex terrain such as the eastern part of the Korean peninsula, the improvement due to grid nudging were only limited. In such cases, it would be more effective to aggregate assimilated data.

• 한국환경과학회지
• /
• 제25권7호
• /
• pp.1017-1028
• /
• 2016

Wind information is one of the major inputs for the prediction of urban air flow using computational fluid dynamic (CFD) models. Therefore, the numerical characteristics of the wind data formed at their mother domains should be clarified to predict the urban air flow more precisely. In this study, the formation characteristics of the wind data in the Seoul region were used as the inlet wind information for a CFD based simulation and were analyzed using numerical weather prediction models for weather research and forecasting (WRF). Because air flow over the central part of the Korean peninsula is often controlled not only by synoptic scale westerly winds but also by the westerly sea breeze induced from the Yellow Sea, the westerly wind often dominates the entire Seoul region. Although simulations of wind speed and air temperature gave results that were slightly high and low, respectively, their temporal variation patterns agreed well with the observations. In the analysis of the vertical cross section, the variation of wind speed along the western boundary of Seoul is simpler in a large domain with the highest horizontal resolution as compared to a small domain with the same resolution. A strong convergence of the sea breeze due to precise topography leads to the simplification of the wind pattern. The same tendency was shown in the average vertical profiles of the wind speed. The difference in the simulated wind pattern of two different domains is greater during the night than in the daytime because of atmospheric stability and topographically induced mesoscale forcing.

• 한국지구과학회지
• /
• 제41권5호
• /
• pp.447-458
• /
• 2020

본 연구에서는 K-means 군집 분석을 통하여 최근 5년간(2014-2018) 한반도 남동 지역의 고농도 미세먼지 발생에 영향을 미치는 주요 종관 기상 패턴을 분류하였다. 또한 고농도 미세먼지 사례일의 발생과 관련된 지역적 차이를 살펴보기 위하여 NCEP (National Centers for Environmental Prediction)/FNL (Final Operational Global Analysis) 재해석 기상자료를 이용하여 부산, 울산, 경남 지역의 미세먼지 발생 특성과 관련된 종관 규모 기상의 특성에 대한 비교 연구도 수행하였다. 한반도 남동 지역의 고농도 미세먼지 사례일과 관련된 종관 기상 패턴은 총 5개(C1-C5)로 분류된다. 각 군집의 발생빈도는 24.8% (C1), 21.3% (C2), 20.4% (C3), 17.3% (C4), 16.2% (C5)이다. 기상 패턴 분석을 통하여 제시된 남동 지역의 고농도 미세먼지를 유발하는 요인에는 지역 외부에서 장·단거리 수송(C1, C3, C5)에 의한 영향과 지역내 배출(C2, C4)에 의한 것임을 알 수 있었다. 또한 고농도 미세먼지 발생일에 대해 부산, 울산, 경남 세 지역의 기상장을 분석하였을 때, 500 hPa 지위 고도 및 풍속 등의 기상학적 특성이 지역별로 다르게 나타났다. 그리고 고기압의 작은 위치 변화가 각 지역의 미세먼지 발원과 장거리 이동 경향성에 영향을 미치고 있었다.

• 한국지역지리학회지
• /
• 제6권2호
• /
• pp.57-69
• /
• 2000

본 연구는 한국에 있어서 추계한발의 출현빈도 분포특성과 한발시 지상기압장 및 500hPa면의 종관기후학적 특성을 평년과 비교 분석한 연구이다. 한국의 추계 한발의 출현빈도 분포는 월별 지역적 강수변동률의 분포에 따라서 9월은 한반도의 남서부 및 중서부가 높고 동안이 낮아서 서고동저유형, 10월은 한발 출현빈도의 지역차가 작은 균등분포 유형을 나타내며, 11월은 내륙지방은 낮고 해안지방이 높아서, 월별로 상이하다. 지상 및 500hPa면의 기압 및 고도편차 분포에서 조추의 한발시 한반도 주변은 음의 편차역에 속하며, 500hPa면에 있어서 양의 편차역은 오호츠크해를 중심으로 해서 남동쪽으로 북태평양을 종단하여 발달함으로 이 지역에서의 저지고기압 및 기압능의 출현빈도가 높음을 알 수 있다. 따라서 이동성 고기압 등 한발을 유발시키는 기압계가 한반도 주변에서 정체될 때 한발이 발생한다. 만추의 한발시에는 지상 및 500hPa면에 있어서 기압 및 고도분포가 한반도를 기준으로 서고동저형을 나타내어 한반도 주변은 대상풍의 풍속이 강하다. 따라서 한국에 있어서의 조추와 만추 한발시의 메커니즘이 상이함을 나타낸다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제54권spc1호
• /
• pp.1071-1081
• /
• 2021

본 연구에서는 기상청에서 수행하는 기존의 기상 관측에 대한 품질관리 절차 이외에 향후 스마트시티 등에서 활용될 수 있는 머신러닝 기반의 Internet of Things (IoT) 도시기상 관측 자료에 대한 품질검사 기준을 제안한다. 현재 기상청에서 종관기상관측(Automated Synoptic Observing System, ASOS)과 방재기상관측(Automatic Weather System, AWS) 기반으로 설정한 기준이 도시기상에 적합한지 확인하기 위하여 서울시에 설치된 SKT AWS 자료를 기반으로 사용성을 검증하였고, IoT 자체의 데이터가 가지는 특성을 고려하여 최종적으로 머신러닝 기반의 품질검사 알고리즘을 제안하였다. 품질검사 방법으로는 IoT 기기 자체에 대한 결측값 검사, 값 패턴 검사, 충분 데이터 검사, 통계적 범위 이상 검사, 시간값 이상 검사, 공간값 이상 검사를 먼저 수행하고, 기상청에서 제시하고 있는 기상 관측에 대한 품질검사인 물리한계검사, 단계검사, 지속성 검사, 기후범위 검사, 내적 일치성 검사를 5가지 기상요소에 대하여 각각 수행하였다. 제안한 알고리즘의 검증을 위하여 인천광역시 송도에 위치한 관측소에 실제 IoT 도시기상관측 데이터에 이를 적용하였다. 이를 통해 기존의 기상청 QC로는 확인할 수 없었던 IoT 기기가 가질 수 있는 결함을 확인할 수 있고, 알고리즘에 대한 검증을 진행하여 향후 스마트시티에 설치될 IoT 기상관측기기에 대한 품질검사 방법을 제안한다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제40권6호
• /
• pp.572-583
• /
• 2019

본 연구는 서울에서 강한 강수와 관련된 대기연직구조를 객관적으로 분류하고 대표 종관장과 강수 특성을 제시하고자 하였다. 이를 위해 2009년부터 2018년까지 여름철 (6~8월) 서울에서 강한 강수(>15 mm hr^-1) 시 오산에서 비양된 레윈존데 자료에 객관적 방법을 적용하여 대기연직구조를 분류하였다. 그 결과 대기 전체가 습윤한 형태인 Thin Tube (TT) 형이 34.7% (17회), 건조한 하층 위로 습윤한 층이 존재하는 Inverted V (IV) 형이 20.4% (10회), 습윤한 하층 위로 건조한 공기가 침투하는 Loaded Gun (LG)이 20.4% (10회)로 분석되었다. TT형의 경우 SRH 값이 357.6 J kg^-1으로 역학적 불안정이 큰 반면, LG와 IV형의 경우 1000 hPa부터 600 hPa까지 열적 불안정이 큰 특징을 보였다. NCEP/FNL 자료를 사용한 합성장 분석에서 TT형의 경우 기압골 전면(500 hPa)인 서해상에 저기압이 위치하여(850 hPa) 저기압이 강화될 수 있는 종관 패턴이 형성되었다. IV와 LG형의 경우 북만주와 중국의 북동에 강한 저기압이 위치하는 종관 패턴을 보이며, 기압경도에 의한 남서기류의 유입이 상대적으로 약하였다. 강수 전반부에 강수가 집중되는 형태가 모든 유형에서 나타났으며, 특히 IV형의 경우 강수 전반 높은 강도로 강수가 집중되어 내린다. TT형의 경우 가장 많은 강수량(123.9 mm)을 보였지만 다른 유형과 비교하였을 때, 강수가 전·후반 고르게 오랜 시간 지속되는 특징을 보였다. 본 연구 결과는 서울에서 강수와 관련된 고층관측자료의 이해도를 높이는 동시에 강수 예보기술 발전에 기여할 수 있을 것이다.

• 대한지리학회지
• /
• 제38권5호
• /
• pp.659-666
• /
• 2003

본 연구는 한국에 있어서 춘계 강수 분포의 변동성과 소우년과 다우년의 500hPa면의 대기 순환 특성을 비교 분석한 연구이다. 한국의 춘계 강수량 변동률의 분포는 월별로 상이하다. 3월은 한국의 서안 지역은 높고 남동안은 낮아서 서고 동저, 4월은 북고 남저, 5월은 동고 서저 경향을 나타낸다. 500hPa면의 고도편차 분포에서 3월의 소우년은 한반도 주변과 북태평양 서안에 음의 편차역을 형성하고 시베리아를 중심한 동아시아 내륙이 양의 편차를 나타내어 서고 동저형을 이루고 있다. 따라서 한반도와 그 주변은 대상풍의 동서성분 풍속은 양의 편차역에 속하여 동서류가 강할 때 소우현상이 나타난다. 다우년은 소우년과는 대조적으로 한반도는 알류샨열도 주변 및 북태평양 서안에 중심을 둔 양의 편차역에 속하고, 티베트고원 및 시베리아를 중심한 동아시아 내륙지역은 음의 편차역에 속하여 동고 서저형을 나타내며, 이 때 동서류는 약하다. 4ㆍ5월의 소우년은 북태평양의 중앙부에서 동아시아 동안에 연결된 대상의 음의 편차역에 속하며 양의 편차역은 알류샨열도에서 티베트고원에 이르는 동아시아 중부에 분포하여 북고 남저 유형을 나타내고 다우년은 소우년과 반대로 남고북저 유형을 나타내고 있다. 한반도에서의 춘계 소우년과 다우년의 출현시 대기 순환이 대조적일 뿐만 아니라 조춘과 만춘의 대기순환이 상이함을 확인하였다.

• 한국환경과학회지
• /
• 제26권2호
• /
• pp.183-200
• /
• 2017

The classification of airflow patterns during high ozone ($O_3$) and $PM_{10}$ episodes on Jeju Island in recent years (2009-2015), as well as their correlation with meteorological conditions according to classified airflow patterns were investigated in this study. The airflow patterns for $O_3$ and $PM_{10}$ were classified into four types (Types A-D) and three types (Types E-G), respectively, using the HYbrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory (HYSPLIT) model and synoptic weather charts. Type A was the most dominant airflow pattern for $O_3$ episodes, being characterized by the transport of airflows from urban and industrial areas in China with the highest frequency (about 69%, with a mean of 67 ppb). With regard to the $PM_{10}$ episodes, Type E was the most dominant airflow pattern, and was mostly associated with long distance transport from Asian dust source regions along northwesterly winds, having the highest frequency (about 92%, with a mean of $136{\mu}g/m^3$). The variations in the concentration of $O_3$ and $PM_{10}$ during the study period were clarified in correlation with two pollutant and meteorological variables; for example, the high (low) $O_3$ and $PM_{10}$ concentrations with high (low) air temperature and/or wind speed and vice versa for precipitation. The contribution of long-range transport to the observed $PM_{10}$ levels in urban sites for different airflow patterns (Types E-F), if estimated in comparison to the data from the Gosan background site, was found to account for approximately 87-93% (on average) of its input. The overall results of the present study suggest that the variations in $O_3$ and $PM_{10}$ concentrations on Jeju Island are mainly influenced by the transport effect, as well as the contribution of local emissions.

• 대기
• /
• 제16권3호
• /
• pp.247-257
• /
• 2006

The Yeong-dong heavy snowfall forecast supporting system has been developed during the last several years. In order to construct the conceptual model, we have examined the characteristics of heavy snowfalls in the Yeong-dong region classified into three precipitation patterns. This system is divided into two parts: forecast and observation. The main purpose of the forecast part is to produce value-added data and to display the geography based features reprocessing the numerical model results associated with a heavy snowfall. The forecast part consists of four submenus: synoptic fields, regional fields, precipitation and snowfall, and verification. Each offers guidance tips and data related with the prediction of heavy snowfalls, which helps weather forecasters understand better their meteorological conditions. The observation portion shows data of wind profiler and snow monitoring for application to nowcasting. The heavy snowfall forecast supporting system was applied and tested to the heavy snowfall event on 28 February 2006. In the beginning stage, this event showed the characteristics of warm precipitation pattern in the wind and surface pressure fields. However, we expected later on the weak warm precipitation pattern because the center of low pressure passing through the Straits of Korea was becoming weak. It was appeared that Gangwon Short Range Prediction System simulated a small amount of precipitation in the Yeong-dong region and this result generally agrees with the observations.

• 대기
• /
• 제14권1호
• /
• pp.24-43
• /
• 2004

This paper describes the detailed characteristics of heavy rainfall events occurred in Chungcheong province on 15 and 16 April and from 6 to 8 August 2002 based on the analysis of raingauge rainfall rate and radar reflectivity from the METRI's X-band Weather Radar located in Cheongju. A synoptic analysis of the case is carried out, first, and then the analysis is devoted to seeing how the radar observes the case and how much information we obtain. The highly resolved radar reflectivity of horizontal and vertical resolutions of 1 km and 500 m, respectively shows a three-dimensional structure of the precipitating system, in a similar sequence with the ground rainfall rate. The radar echo classification algorithm for convective/stratiform cloud is applied. In the convectively-classified area, the radar reflectivity pattern shows a fair agreement with that of the surface rainfall rate. This kind of classification using radar reflectivity is considered to be useful for the precipitation forecasting. Another noteworthy aspect of the case includes the effect of topography on the precipitating system, following the analysis of the surface rainfall rate, topography, and precipitating system. The results from this case study offer a unique opportunity of the usefulness of weather radar for better understanding of structural and variable characteristics of flash flood-producing heavy rainfall events, in particular for their improved forecasting.