본 연구에서는 지난 36년 동안(1973/74-2008/09) 우리나라 겨울철 강설자료와 북반구 대기순환장을 분석하여 대설 유형별 지상 종관 기후 패턴의 특징을 밝히고자 한다. 동아시아 기압 배치 및 대설 지역을 복합적으로 고려하여 우리나라 대설 발생 사례를 크게 4가지 종관 기후 범주, 세부적으로 17가지 유형으로 세분하였다. 지상 종관 기후 자료 분석에서 각 대설 유형마다 한반도 주변에 나타나는 기압과 바람벡터 아노말리 핵들의 위치 및 강도 차이가 뚜렷하게 나타난다. 특히, 시베리아 고기압의 장출과 이동성 저기압의 통과 여부가 이러한 차이점에 중요한 영향을 미친다. 반구 규모 종관 기후 패턴으로 북극진동의 음의 모드 또한 한반도 겨울철 대설 발생 증가에 영향을 미친다. 이러한 종관 기후 분석 결과들은 단기 또는 계절 대설 예보 향상에 기초 자료로 활용 될 수 있다.
An investigation is carried out for the role of topography in governign the mesoscale distribution of $SO_2$ concentration in Seoul. The three dimensional wind fields computed for a given synoptic meteorological condition by an atmospheric mesoscale model in the terrain following coordinate have been employed to compute the three dimensional mesoscale distributions of $SO_2$ concentration by the diffusion model in Seoul area. Terrain may affect the mesoscale distributions of $SO_2$ concentration through its influence on the mesoscale wind fields. This study discusses only the terrain effect on the concentration through its modification of the wind. This effect is to produce higher concentration in lower area according to the structure of divergence fields derived from and atmospheric mesoscale model.
Mohamed AbuGazia;Ashraf El Damatty;Kaoshan Dai;Wensheng Lu;Nima Ezami
Wind and Structures
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제37권6호
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pp.413-423
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2023
Wind turbines are usually steel hollow structures that can be vulnerable to dramatic failures due to high-intensity wind (HIW) events, which are classified as a category of localized windstorms that includes tornadoes and downbursts. Analyzing Wind Turbines (WT) under tornadoes is a challenging-to-achieve task because tornadoes are much more complicated wind fields compared with the synoptic boundary layer wind fields, considering that the tornado's 3-D velocity components vary largely in space. As a result, the supporting tower of the wind turbine and the blades will experience different velocities depending on the location of the event. Wind farms also extend over a large area so that the probability of a localized windstorm event impacting one or more towers is relatively high. Therefore, the built-in-house numerical code "HIW-WT" has been developed to predict the straining actions on the blades considering the variability of the tornado's location and the blades' pitch angle. The developed HIWWT numerical model incorporates different wind fields that were generated from developed CFD models. The developed numerical model was applied on an actual wind turbine under three different tornadoes that have different tornadic structure. It is found that F2 tornado wind fields present significant hazard for the wind turbine blades and have to be taken into account if the hazardous impact of this type of unexpected load is to be avoided.
Accurate simulation of the meteorological field is very important to assess the wind resources. Some researchers showed that sea surface temperature (SST) plays a leading role on the local meterological simulation. New Generation Sea Surface Temperature (NGSST), Operational Sea Surface Temperature and Sea Ice Analysis (OSTIA), and Real-Time Global Sea Surface Temperature (RTG SST) have different spatial distribution near the coast and OSTIA shows the best accuracy compared with buoy data in the southeastern coast of the Korean Peninsula. Those SST products are used to initialize the Weather Research and Forecasting (WRF) Model for November 13-23 2008. The simulation of OSTIA shows better result in comparison with NGSST and RTG SST. NGSST shows a large difference with OSTIA in horizontal and vertical wind fields during the weak synoptic condition, but wind power density shows a large difference during strong synoptic condition. RTG SST shows the similar patterns but smaller the magnitude and the extent.
Remote sensing techniques using satellites or the scanning weather radars depend mostly on the presence of clouds or precipitation, and leave the extensive regions of clear air unobserved. But wind profilers provide the most direct measurements of mesoscale vertical air motion in the troposphere, even in the context of heavy precipitation. In this paper, the precipitation events during the Changma period was classified into 4 precipitation types - stratiform, mixed stratiform/ convective, deep convective, and shallow convective. The parameters for the classification of analysis are the vertical structure of reflectivity, Doppler velocity, and spectral width measured with the wind profiler at Haenam for a three-year period (2003-2005). In addition, the synoptic fields and total amount of precipitation were analyzed using the Global Final Analyses (FNL) data and the Global Precipitation Climatology Project (GPCP) data. During the Changma period, the results show that the stratiform type was dominant under the moist-neutral atmosphere in 2003, whereas the deep convective type was under the moist unstable condition in 2004. The stratiform type was no less popular than the deep convective type among four seasons because the moist neutral layer was formed by the convergence between the upper-level jet and the low-level jet, and by the moisture transport along the western rim of the North Pacific subtropical anticyclone.
Korean Multi-Purpose SATellite 5 (KOMPSAT-5) will be the first high resolution X-band SAR satellite of Korea. A critical parameter necessary for interpreting SAR images over the ocean is surface wind field. SAR is the only system that can provide a synoptic view of wind fields over the ocean covering large areas. However, there has been no X-band wind retrieval model. In this study, we evaluate the development of an X-band wind retrieval model and show the possibility of KOMPSAT-5 SAR on wind estimations using a combination of theoretical models.
Meteorological characteristics of three high-ozone episodes in the Greater Seoul Area, selected on the basis of morning-average wind direction and speed for the 1990~1997 period, were investigated. Three high-ozone episodes thus selected were seven days of July 3~9, 1992, nine days of July 21~29, 1994, and three days of August 22~24, 1994. Along with surface meteorological data from the Seoul Weather Station, surface and 850-hPa wind fields over the Northest Asia around the Korean Peninsula were used for the analysis. In the July 1992 episode, westerly winds were most frequent as a result of the influence of a high-pressure system in the west behind the trough. In contrast, in the July 1994 episode, easterly winds were most frequent due to the effect of a typhoon moving north from the south of Japan. Despite different prevailing wind directions in the two episodes, the peak ozone concentration of each episode always occurred when a sea-land breeze developed in association with weak synoptic forcing. The August 1994 episode, selected as being representative of calm conditions, was another typical example in which peak ozone concentration rose to 322 ppb under the well-developed sea-land breeze. All three high-ozone episodes were terminated by precipitation, and subsequent rises in ozone concentrations were also suppressed by a series of precipitation afterwards. In particular, two heavy rainfalls were the main reason why the August 1994 episode, with the highest and second-highest ozone concentrations during the 1990~1997 period, lasted for only a few days.
The two-stage numerical model was used to study the relation between three-dimensional local wind seal area for Korean peninsula. The first stave is three dimensional time-dependent local wind model which elves the wind field and vertical diffusion coefncient. The second stage is advection/duusion model which uses the results of the first stage as input data. First, wand fields on Korean peninsula for none synoptic scale wand showed typical land and sea breeze circulation, and the emitted particles were transported by sea breeze for daytime, emissions return to sea by land breeze for nighttime.
The wind velocity profile over the height of a structure in high intensity wind (HIW) events, such as downbursts, differs from that associated with atmospheric boundary layer (ABL) winds. Current design codes for lattice transmission structures contain only limited advice on the treatment of HIW effects, and structural design is carried out using wind load profiles and response factors derived for ABL winds. The present study assesses the load-deformation curve (capacity curve) of a transmission tower under modeled downburst wind loading, and compares it with that obtained for an ABL wind loading profile. The analysis considers nonlinear inelastic response under simulated downburst wind fields. The capacity curve is represented using the relationship between the base shear and the maximum tip displacement. The results indicate that the capacity curve remains relatively consistent between different downburst scenarios and an ABL loading profile. The use of the capacity curve avoids the difficulty associated with defining a reference wind speed and corresponding wind profile that are adequate and applicable for downburst and ABL winds, thereby allowing a direct comparison of response under synoptic and downburst events. Uncertainty propagation analysis is carried out to evaluate the tower capacity by considering the uncertainty in material properties and geometric variables. The results indicated the coefficient of variation of the tower capacity is small compared to those associated with extreme wind speeds.
The objective of this work is the air quality modeling according to the practical roughness length using the building information as surface boundary conditions. As accurate wind and temperature field are required to produce realistic urban air quality modeling, comparative simulations by various roughness length are discussed. The prognostic meteorological fields and air quality field over complex areas of Seoul, Korea are generated by the PSU/NCAR mesoscale model (MM5) and the Third Generation Community Multi-scale Air Quality Modeling System (Models-3/CMAQ), respectively. The simulated $O_3$ concentration on complex terrain and their interactions with the weak synoptic flow had relatively strong effects by the roughness length. A comparison of the three meteorological fields of respective roughness length reveals substantial localized differences in surface temperature and wind folds. Under these conditions, the ascended mixing height and weakened wind speed at night which induced the stable boundary stronger, and the difference of simulated $O_3$ concentration is $2{\sim}6\;ppb$.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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