• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제30권2호
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• pp.69-83
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• 2018

남중국해는 심해 분지, 대륙 붕단, 얕은 대륙붕, 많은 해협, 복잡한 수심 특징을 가진 전형적인 연안 영해이다. 본 연구에서는, 비구조 격자 기반으로 대상 해역을 상세하게 해상할 수 있으며, 개방경계에 조석을, 해표면에 기상자료를 입력하여 조석 및 폭풍해일을 모의할 수 있는 수치 모델을 구축하여 남중국해의 조석 특성과 전파 양상을 조사하고, 태풍에 의한 폭풍해일을 재현하였다. 태풍에 의한 폭풍해일 모의는, 2013년에 필리핀에 막대한 피해를 초래하였던 태풍 하이옌에 대해서 수행하였다. 관측치 및 선행 연구의 조석 분포와의 비교 결과, 4개의 주요 분조의 진폭과 위상은 대체적으로 잘 모의되었다. 선행 연구들에 따르면, 당 해역은 모델을 이용하여 조석을 예측하기가 어렵다고 보고되고 있는데, 이 점을 감안한다면 본 연구에서 예측한 조석은 허용 범위에 있다고 생각된다. 본 연구에서 수행한 자유 진동 모드 실험을 통해서 남중국해가 일주조 조석이 우세한 이유를 알 수 있었으며, 조석 잔차류(tidal residual current) 및 총에너지 소실(total energy dissipation) 산정을 통해서 조석 및 퇴적환경을 파악하였다. 본 연구에서 구축한 모델을 이용하여 태풍 하이옌에 의한 폭풍해일을 타당하게 모의하였으며, 모델 검증 및 조석 환경 규명을 통하여 남중국해의 지역 실시간 순압 조석/수위 예측 시스템을 구축하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제19권2호
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• pp.12-18
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• 2005

Typhoon Maemi landed on the southeast coast of Korea and caused a severe storm surge in Jinhae Bay and Masan Bay. The tide gage in Masan Port recorded the storm surge of a maximum of more than 2m and the area of more than 700m from the Seo Hang Wharf was flooded by the storm surge. They had not met such an extremely severe storm surge since the opening of the port. Then storm surge was hindcasted with a numerical model. The typhoon pressure was approximated by Myers' empirical model and super gradient wind around the typhoon eye wall was considered in the wind estimation. The land topography surrounding Jinhae Bay and Masan Bay is so complex that the computed wind field was modified with the 3D-MASCON model. The motion of seawater due to the atmospheric forces was simulated using a one-layer model based on non-linear long wave approximation. The Janssen's wave age dependent drag coefficient on the sea surface was calculated in the wave prediction model WAM cycle 4 and the coefficient was inputted to the storm surge model. The result shows that the storm surge hindcasted by the numerical model was in good agreement with the observed one.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.79-90
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• 2009

본 논문에서는 심해부터 천해에 까지 적용가능한 동적결합형 태풍 해일-조석-파랑 수치모델을 태풍 매미에 적용하여 모델의 안정성과 정확성을 검증하였다. 동적결합형 모델은 해수유동 모델인 POM을 수정한 모듈과 심해 풍파모델인 WAM을 심해부터 천해까지 적용가능하도록 수정한 모듈로 구성되어 있다. 수정 POM 모듈에서 조위, 조류 와 해일을 계산하며, 수정 WAM 모듈에서 풍파를 계산하여 상호 계산된 결과를 주고 받도록 결합된 동적결합형 모델이다. 수정 WAM 모듈에서는 잉여응력과 바람에 의한 마찰응력, 해수면 조도계수 등의 계산결과가 POM으로 제공되며 수정 POM 모듈에서는 유속, 조위면 등의 정보가 WAM으로 제공된다. 개발된 수치모델을 태풍 매미에 적용하여 계산된 결과를 관측된 파랑 및 조위자료와 비교하여 정확성을 검증하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.210-216
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• 2012

극치해면 추정을 위해 EST기법을 동해연안에 적용하였다. 과거 60년간 발생한 TY급 태풍 51개에 의한 해일고를 ADCIRC모형으로 계산하여 트레이닝세트에 포함하였고, 태풍을 제외한 매년 발생하는 최대해일고를 계절풍에 의한 것으로 간주하여 계절풍에 따른 해일고도 응답벡터로 설정하였다. 조위조건을 입력벡터에 포함시켜 태풍시에는 고 저조 조건을 포함시켰으며 계절풍시에는 대 소조 조건을 입력벡터에 반영하였다. 이때 두 경우 모두 연주조를 감안하여 응답벡터를 작성하였다. 적용결과를 기존연구와 비교한 결과 정 등(2008)의 결과와 거의 일치하고 있어 본 방법의 적합성을 입증할 수 있었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.381-389
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• 2012

EST기법을 토대로 하면서 자료기간이 충분히 길지 않고 조석이 지배적인 해역에서 극치해면고를 산정하기 위한 방법을 개발하였다. 본 방법은 고조위와 단주기 해일고 및 장주기 해일고, 그리고 태풍에 의한 해일고 등을 독립적으로 일년간 발생시켜 각 성분 합의 최대값을 구해 연고극조위를 산정하게 된다. 이때 고조위는 대소조 및 연주조 뿐 아니라 18.6년 달의 공전평면 주기까지 감안하여 발생시키게 되며, 태풍에 의한 해일은 관측치 또는 해일모형을 통해 작성된 해일고 계산치로 구성된 트레이닝세트로부터 추출되어 산정된다. 수백년간 연도별 연고극조위를 발생시킴으로써 재현기간별 극치해면고를 산정할 수 있게 되고, 이 작업을 수백번 반복함으로써 극치해면고의 통계특성까지 추정할 수 있다. 목포항에 적용한 결과를 여타 연구결과와 비교함으로써 본 방법의 적용성을 입증할 수 있었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.93-100
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• 2011

박 등(2010)의 연구에서 적용성이 입증된 조석-해일 결합모형을 이용해 목포시에서 범람모의를 수행하였다. MIKE21 모형을 결합모형으로 활용하였으며, 적용영역은 박 등(2010)의 연구와 동일하게 선정하였고 범람모의를 위해 목포시에 대한 정밀역을 추가하였다. 하절기의 대조기 고조시에 맞춰 가상태풍이 목포해역에 직접적인 영향을 주는 경우에 대하여 해석하였으며, 이 경우 발생된 고조위 556 cm는 100년 빈도 정도로 평가된다. 계산된 최대 범람영역을 살펴보면 목포시 내항 및 북항 인근에서 50~100cm 가량 침수되는 것으로 나타나고 있으며, 이를 토대로 내항에서 해안침수예상도를 작성하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제13권4호
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• pp.270-278
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• 2010

선행연구에서 우리나라 남해안을 대상으로 상용모형인 MIKE21 모형을 사용하여 실시간 조석 및 조석-해일 결합모형을 수립하였다. 본 연구에서는 이를 토대로 마산해역에서 범람모의에 대한 적용성을 검토하였다. 실제 적용에 앞서 가상적인 인공구조물의 범람에 대한 영향성 분석을 시행하였다. 범람 모의에 인공구조물을 포함시킨 결과 침수속도가 지체되어 침수면적이 감소하고 있는 반면 침수심은 별 차이를 보이지 않고 있다. 한편 실해역에 대한 결합모형과 폭풍해일모형의 범람 적용을 비교한 결과, 침수면적과 침수심은 유사한 결과를 보이고 있는 반면 최대 범람에 이르는 시간은 결합모형이 보다 타당한 결과를 나타내고 있다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.217-224
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• 2004

개방해역에서의 폭풍고조의 계산은 특히 해안역의 계획 및 건설 작업 분야에서 의미있는 것이다. 본 연구에서 태풍으로 인한 수위의 변화예측은 물리모델에서나 실제현장에서 다루기가 매우 어렵기 때문에 수치모델에 주로 근거를 두었다. 폭풍고조에 대한 단순준이차원 수치모델을 다루었다. 모델배경에서 여러 가지 가정, 유효범위, 적용성을 이해하기 위하여 태풍과 폭풍의 발생과정을 좌우하는 물리적 인자들에 대하여 논하였다. 또한 수학적 관점 뿐만아니라 물리적인 관점에서 모델의 주요특성을 나타내기 위해 모델의 수립과정에 일반적으로 취한 가정과 함께 지배방정식을 따랐다. 본 논문에서 기술한 모델과 일치하는 방정식은 지배방정식을 축약시킨 것으로 이에 따른 수치기법을 제시하였다. 최종적으로 한국 남해안의 마산항에서 폭풍고조의 문제에 위에서 기술한 모델을 적용하여 천문조, 초기수면, 대기압에 따른 수위상승의 효과를 고려하였다. 아울러 해안도시역에서의 침수원인을 분석하고, 침수방지를 위한 합리적인 제안을 제시하였다.

• 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해안해양공학회 2003년도 한국해안해양공학발표논문집
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• pp.137-142
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• 2003

Offshore observation of tsunami and storm surge before arriving to the coast is very important fur coastal disaster prevention. But up to ten years ago, coastal tide stations had been supposed to be the only means to observe tsunami and storm surge profile, fir difficulty of offshore observation (Goda.et.al., 2002). Recently seabed installed coastal wave gauges have been repeatedly reported to successfully observe various tsunami profiles by conducting continuous data acquisition (Goda.et.al., 2001 ： Nagai, 2002a; Nagai.et.al, 1996, 2000, 2002b). (omitted)

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.373-383
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• 2020

본 연구에서는 한반도 중심 해역을 포함하는 북서태평양 영역에서의 폭풍해일 예측을 위해 NEMO(Nucleus for European Modelling of the Ocean) 모형을 이용하여 지역규모의 폭풍해일 예측시스템을 구축하였다. 이 시스템은 조석과 해일 예측으로 구성되어 있으며보다 정확한 폭풍해일을 예측하기 위해 수심자료와 대기-해양 경계에서의 모수화(parameterization) 최적화 과정을 수행하였다. 이를 통해 2018년 8~10월과 태풍 솔릭 사례에 대하여 국립해양조사원 조위 관측자료를 이용한 통계 방법을 적용하여 검증을 수행하고, 이를 POM(Princeton Ocean Model) 기반의 예측모델 결과와 비교하였다. 수행결과 NEMO 기반의 폭풍해일 예측시스템이 POM 기반의 예측결과에 비해 평균오차와 RMSE가 각각 약 29%와 약 20% 감소한 것으로 나타났으며, 태풍 시기에도 NEMO 기반 예측결과에서 전반적으로 오차가 낮게 나타났다.