• 한국지구과학회지
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• 제43권6호
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• pp.691-711
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• 2022

지구 대기에 영향을 주는 거의 모든 인간활동과 자연현상을 수치적으로 담아내는 지구시스템모델은 기후 위기의 시대에 활용될 가장 진보한 과학적 도구이다. 특히 우리나라 기상청이 도입한 지구시스템모델인 Unified Model (UM)은 지구 대기 연구의 과학적 도구로써 매우 활용성이 높다. 하지만 UM은 수치 적분과 자료 저장에 방대한 자원이 필요하여 개별 연구자들은 최근까지도 기상청 슈퍼컴퓨터에만 UM을 가동하는 상황이다. 외부와 차단된 기상청 슈퍼컴퓨터만을 이용하여 모델 연구를 수행하는 것은 UM을 이용한 모형 개선과 수치 실험의 원활한 수행에 있어 효율성이 떨어진다. 본 연구는 이러한 한계점을 극복할 수 있도록 개별 연구자가 보유한 고성능 병렬 컴퓨터(리눅스 클러스터) 에서 최신 버전 UM을 원활하게 설치하여 활용할 수 있도록 UM 시스템 환경 구축 과정과 UM 모델 설치 과정을 구체적으로 제시하였다. 또한 UM이 성공적으로 설치된 리눅스 클러스터 상에서 N96L85과 N48L70의 두 가지 모형 해상도에 대하여 UM 가동 성능을 평가하였다. 256코어를 사용하였을 때, 수평으로 1.875° ×1.25° (위도×경도)와 수직으로 약 85 km까지 85층 해상도를 가진 N96L85 해상도에 대한 UM의 AMIP과 CMIP 타입 한 달 적분 실험은 각각 169분과 205분이 소요되었다. 저해상도인 3.75° ×2.5° 와 70층 N48L70 해상도에 대해 AMIP 한달 적분은 252코어를 사용하여 33분이 소요되는 적분 성능을 보였다. 또한 적분을 위해 사용된 코어의 개수에 비례하여 적분 성능이 향상되었다. 성능 평가 외에 29년 간의 장기 적분을 수행하여 과거 지상 2-m 온도와 강수 강도를 ERA5 재분석자료와 비교하였고, 해상도에 따른 차이도 정성적으로 살펴보았다. 재분석자료와 비교할 때, 공간 분포가 유사하였고, 해상도와 대기-해양 접합에 따라 모의 결과에서 차이가 나타났다. 본 연구를 통해 슈퍼컴퓨터가 아닌 개별 연구자의 고성능 리눅스 클러스터 상에서도 UM이 성공적으로 구동됨을 확인하였다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제3권4호
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• pp.183-192
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• 1998

월성 원자력 발전소 주변해역에 대한 장기간 수온관측을 실시하여, 수온의 장기간 변화양상, 수평 수온분포 및 연직 수온분포 특성을 분석하였다. 관측기간은 1996년 11월 10일부터 1997년 8월 22일까지 약 280 일간이며, 발전소 인근 10 개 정점에 표층 수온관측기를 설치하고 10 분 간격으로 표층수온의 연속관측을 실시하였다. 또한, 수온의 연직구조를 파악하기 위하여 배수구 인근 2 개 정점에 수심별 수온관측기를 계류하여 20 분 간격으로 표층으로부터 수심 10 m까지 1 m 간격으로 수온을 측정하였다. 관측정점들에 대한 월평균수온의 최저치는 2월의 $12.8^{\circ}C$ 였으며, 최고치는 8월의 $19.6^{\circ}C$였다. 6월~8월에는 냉수가 관측해역에 수시로 출현하는 것으로 관측되었다. 표층수온의 일평균 분포에 따르면, 발전소 미가동 시기였던 1996년 11월과 대조적으로, 발전소 가동이 재개된 1996년 12월 이후에는 발전소 배수구를 중심으로 고수온 영역이 항상 존재했다. 매 시간별 수평 수온분포를 분석한 결과, 고온의 해수가 발전소 배수구를 중심으로 반일주기의 남북이동을 하는 것으로 관측되었으며, 매 시간별 연직 수온분포에서도 표층에 반일주기의 고온수가 나타나는 것으로 조사되었다. 스펙트럼 분석결과, 1997년 2~4월의 경우 발전소 배수구에 가까운 정점들에서 반일주기 성분이 우세하게 관측되었으며, 이는 반일주기 조류에 의해 온배수가 이동, 확산된 결과로 해석된다. 1997년 8원에는 발전소 배수구에 가정 가까운 정점 12를 제외한 모든 정점에서 일주기 성분이 우세하게 나타났는데, 이는 온배수에 비해 대양복사에너지가 훨씬 우세하게 작용한 때문으로 사료된다.

• 대기
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• 제26권2호
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• pp.257-275
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• 2016

Asian dust is a seasonal meteorological phenomenon influencing most East Asia, irregularly occurring during spring. Unusual heavy Asian dust event in winter was observed in Seoul, Korea, with up to $1,044{\mu}g\;m^{-3}$ of hourly mean $PM_{10}$, in 22~23 February 2015. Causes of such infrequent event has been studied using both ground based and spaceborne observations, as well as numerical simulations including ECMWF ERA Interim reanalysis, NOAA HYSPLIT backward trajectory analysis, and ADAM2-Haze simulation. Analysis showed that southern Mongolia and northern China, one of the areas for dust origins, had been warm and dry condition, i.e. no snow depth, soil temperature of ${\sim}0^{\circ}C$, and cumulative rainfall of 1 mm in February, along with strong surface winds higher than critical wind speed of $6{\sim}7.5m\;s^{-1}$ during 20~21 February. While Jurihe, China, ($42^{\circ}23^{\prime}56^{{\prime}{\prime}}N$, $112^{\circ}53^{\prime}58^{{\prime}{\prime}}E$) experienced $9,308{\mu}g\;m^{-3}$ of hourly mean surface $PM_{10}$ during the period, the Asian dust had affected the Korean Peninsula within 24 hours traveling through strong north-westerly wind at ~2 km altitude. KMA issued Asian dust alert from 1100 KST on 22nd to 2200 KST on 23rd since above $400{\mu}g\;m^{-3}$ of hourly mean surface $PM_{10}$. It is also important to note that, previously to arrival of the Asian dust, the Korean Peninsula was affected by anthropogenic air pollutants ($NO_3^-$, $SO_4^{2-}$, and $NH_4^+$) originated from the megacities and large industrial areas in northeast China. In addition, this study suggests using various data sets from modeling and observations as well as improving predictability of the ADAM2-Haze model itself, in order to more accurately predict the occurrence and impacts of the Asian dust over the Korean peninsula.

• 대한원격탐사학회지
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• 제28권1호
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• pp.1-9
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• 2012

대기중의 꽃가루를 원격 탐사 기술을 이용하여 실시간 연속적으로 수행한 연구는 현재까지 전무하다. 본 연구는 지상 라이다 원격 탐사 기술을 이용하여 꽃가루 대기 분포의 일변화를 실시간 연속적으로 모니터링 하였다. 지상 라이다를 이용한 관측은 5월 4일부터 6월 2일까지 광주과학기술원에서 지속적으로 수행되었다. 라이다 데이터의 소산계수 분석을 통하여 대기 에어러솔의 분포를 확인하고 편광소멸도를 이용하여 입자의 비구형성을 확인하였다. 관측 기간 중 5월 4일부터 9일까지 일출 이후 09시경부터 편광소멸도 값이 0.08에서 0.14로 높은 값이 지표면 가까이부터 관측되기 시작하여 정오경에 1.5 - 2.0 km까지 고도가 증가하다 이후 감소하기 시작하여 일출시간(18시 이후)에 사라지는 현상이 관측되었다. 이 때 일별 꽃가루 농도는 $1,000m^{-3}$ 이상의 높은 농도를 보여 편광소멸도의 증가가 꽃가루로부터 유발된 것임을 알 수 있었다. 라이다 편광소멸도 관측과 기상 자료와의 비교분석을 통하여 수목류가 방출한 꽃가루는 지표면 기온이 상승하고 대기 중 상대습도가 낮아지는 낮 시간 동안 대기경계층 고도까지 상승하지만 시간이 지남에 따라 기온의 하강과 상대습도의 증가, 그리고 풍속이 감소하면서 꽃가루의 관측 고도는 낮아져 늦은 오후 시간대부터는 꽃가루가 대기 중에서 사라지는 일정한 일변화 형태를 보임을 파악할 수 있었다.