• 대기
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• 제23권2호
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• pp.171-186
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• 2013

Recently, the number of observations used in a data assimilation system is increasing due to the enormous amount of observations, including satellite data. However, it is not clear that all of these observations are always beneficial to the performance of the numerical weather prediction (NWP). Therefore, it is important to evaluate the effect of observations on these forecasts so that the observations can be used more usefully in NWP process. In this study, the adjoint-based Forecast Sensitivity to Observation (FSO) method with the KMA Unified Model (UM) is applied to two high-impact weather events which occurred in summer and winter in Korea in an effort to investigate the effects of observations on the forecasts of these events. The total dry energy norm is used as a response function to calculate the adjoint sensitivity. For the summer case, TEMP observations have the greatest total impact while BOGUS shows the greatest impact per observation for all of the 24-, 36-, and 48-hour forecasts. For the winter case, aircraft, ATOVS, and ESA have the greatest total impact for the 24-, 36-, and 48-hour forecasts respectively, while ESA has the greatest impact per observation. Most of the observation effects are horizontally located upwind or in the vicinity of the Korean peninsula. The fraction of beneficial observations is less than 50%, which is less than the results in previous studies. As an additional experiment, the total moist energy norm is used as a response function to measure the sensitivity of 24-hour forecast error to observations. The characteristics of the observation impact with the moist energy response function are generally similar to those with the dry energy response function. However, the ATOVS observations were found to be sensitive to the response function, showing a positive (a negative) effect on the forecast when using the dry (moist) norm for the summer case. For the winter case, the dry and moist energy norm experiments show very similar results because the adjoint of KMA UM does not calculate the specific humidity of ice properly such that the dry and moist energy norms are very similar except for the humidity in air that is very low in winter.

• 한국지구과학회지
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• 제43권2호
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• pp.239-252
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• 2022

국내에서 처음으로 도입한 기상 항공기에 탑재한 G-band 수증기 라디오미터(GVR) 관측으로 산출된 가강수량의 품질 관리 방법을 제안하였다. GVR 빔의 연직 최단 경로 자료만 사용하기 위해 기상 항공기의 자세 정보(pitch와 roll 각도)를 활용하였고, GVR 가강수량이 20 mm 이상의 자료를 제거하는 방법을 품질 관리에 적용하였다. GVR 가강수량이 20 mm 이상으로 증가할 때, 웜로드(Warm load) 평균 전력과 스카이로드(Sky load) 평균 전력의 차이가 0에 가까이 수렴하는 특성을 확인하였고, 이는 COMS (Communication, Ocean and Meteorological Satellite)의 운형, 운정고도, 운량자료와 구름통합관측기기(CCP), 강수입자 측정기(PIP)로 측정된 강수 및 구름 입자 크기로 확인한 하층운과 중층운에 의한 높은 밝기온도 때문으로 판단된다. 구름 많은 날의 품질 관리 적용 전후의 GVR 가강수량을 LDAPS (Local Data Assimilation and Prediction System) 가강수량과 정량적으로 비교하였는데 RMSD (Root Mean Square Difference)는 2.9 mm에서 1.8 mm로 감소하였고, KLAPS (Korea Local Analysis and Prediction System)와의 RMSD는 5.4 mm에서 4.3 mm로 감소하여 향상된 정확도를 보였다. 또한 품질 관리를 적용한 GVR 가강수량과 드롭존데 가강수량 관측 자료을 활용하여 COMS 가강수량과도 정량적으로 비교평가함으로써 본 연구에서 제안한 GVR 가강수량의 품질 관리 방법의 유효성을 확인하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.367-373
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• 2023

비행시 승무원이나 승객은 우주방사선과 공기나 비행기 기체와 반응하여 발생한 2차 산란선 등에 의해 피폭을 받게 된다. 항공기 승무원의 경우 우주기상 환경 시뮬레이션을 이용하여 계산된 피폭선량으로 방사선 안전관리를 적용받고 있다. 하지만, 태양활동이나 고도, 비행경로 등에 따라 피폭선량이 가변적이어서 계산법보다는 항로별 측정하는 것이 권고되고 있다. 본 연구에서는 범용 Si 센서와 다중채널파고분석기를 이용하여 우주방사선 선량을 측정할 수 있는 선량계를 개발하였다. 선량계산은 미우주항공국의 우주방사선 측정장비인 CRaTER(Cosmic Ray Telescope for the Effects of Radiation)의 알고리즘을 적용하였다. 표준교정시설에서 Cs-137 662 keV 감마선으로 에너지 및 선량교정을 시행하였으며, 실험 범위에서 선량률 의존성이 없음을 확인하였다. 제작된 선량계를 이용하여 2023년 5월 두바이 인천 구간의 국제선에서 직접 선량을 측정한 결과 국내 우주방사선 선량평가코드(KREAM; Korean Radiation Exposure Assessment Model for Aviation Route Dose)로 계산된 결과와 12% 이내로 비슷하게 나타났으며, 고도와 위도가 높아짐에 따라 계산 결과와 동일하게 선량이 증가하는 것을 확인하였다. 좀 더 많은 실증적 검증 실험이 요구되는 제한점은 있지만, 항공기 내 또는 개인 피폭선량 모니터링에 가성비가 우수한 선량계로 충분한 활용 가능성을 확인하였다.

• 대한교통학회지
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• 제23권6호
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• pp.41-53
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• 2005

비행장 주위의 자연장애물이나 인공구조물들은 비행장운영의 효율성에 중대한 영향을 주며, 기상조건에 따라 항공기의 이착륙을 제한한다. 이런 이유로 인하여 비행장 주위의 장애물은 활주로나 관련되는 시설보다도 공항의 효율성과 비행안전에 더 큰 영향을 준다. 따라서 ICAO를 비롯한 대다수의 국가에서는 비행장 주위의 장애물을 제한하는 장애물제한표면을 설정하여 장애물을 제한할 뿐만 아니라 장애물제한구역 밖의 장애물도 제한하고 있다. 이런 장애물 제한표면을 침투하는 장애물은 영구적인 장애물에 의하여 차폐되어지거나, 항공학적 연구를 통하여 항공기운항에 영향이 없다는 것이 판명되지 않는 한 제거되어 진다. 그러나 우리나라에서는 장애물제한구역에 외측수평표면이 없어 다른 나라에 비하여 협소할 뿐만 아니라, 장애물제한구역 밖의 장애물에 대한 제한도 법적근거가 없이 시행되고 있어 비행안전과 재산권보호라는 상반된 문제가 대립하고 있다. 본 연구에서는 문헌연구와 서울공항의 사례분석을 통하여 비행장장애물제한구역 밖의 장애물이 비행안전과 공항운영의 효율성에 미치는 영향에 대하여 분석하였다. 분석 결과는 장애물의 위치에 따라 장애물제한구역 밖의 장애물이 비행안전과 비행장의 운영에 심각한 영향을 미칠 수가 있음을 나타내었다. 따라서 장애물제한구역 밖에 있는 150m를 초과하는 물체는 항공학적 연구를 통하여 항공기운항에 악영향을 끼치지 않는다는 것이 증명되기 전에는 장애물로 간주되어야 한다. 이런 문제를 해결하기 위한 네 가지 대안이 제시되었으며, 규제대상을 가능한 축소하기 위해서는 ICAO의 권고사항을 적용하는 것이 타당할 것으로 판단된다.

• 한국항행학회논문지
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• 제23권6호
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• pp.597-604
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• 2019

인공신경망은 뇌의 뉴런들에서 상호 작용과 경험을 통해 학습해 나가는 것을 모사해 만든 알고리즘으로, 데이터의 특성이 반영된 학습을 통하여 정확한 결과를 산출하는데 사용할 수 있는 방법이다. 본 연구에서 기상 역학 모델에서 예측된 풍속 값의 개선을 위하여 심층신경망을 이용한 모델을 제시하였다. 연구에서 제시한 심층신경망을 이용한 풍속 예측 개선 모델은 기상 역학 모델의 예측 값을 재 보정하는 모델을 구축하고 이에 대한 검증과 시험 과정 후 별도의 데이터를 통한 예측의 정확도를 높일 수 있는 것을 확인하였다. 풍속 예측의 개선을 위하여 예측 시간, 온도, 기압, 습도, 대기상태변수, 풍속 등과 같은 일반적 기상 현상 자료의 예측 값을 활용한 심층신경망을 구축하였고, 전체 데이터 중 일부 데이터는 모델의 적정성 확인용 데이터로 구분하여, 모델 구축 및 학습에 사용하지 않고 별도의 정확도를 확인하여 연구에서 제시한 방법의 적합성을 확인하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.173-180
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• 2006

비행체 탑재 레이다는 기상에 관계없이 전천후로 비행체의 안전항행, 임무감시, 사격통제, 충돌회피, 이착륙 등 비행에 필수적인 항공장치이다. 본 논문에서는 비행체 탑재 다중 모드 펄스 도플러 레이다 시험 모델의 설계, 제작 및 비행시험 결과를 제시한다. 레이다 시스템은 안테나부, 송수신부, 신호처리부와 전시부의 4-LRU(Line Replacement Unit)로 구성되며, 개발기술은 평판 슬롯 배열 안테나, TWTA 송신기, coherent I/Q detector, 디지털 펄스 압축, 도플러 FFT 필터를 기반으로 한 DSP, 적응 CFAR, TWS 추적 처리기, 비행정보 IMU 및 도플러 추정보상 기법을 포함한다. 개발된 레이다 시스템의 설계 성능은 다양한 헬기탑재 비행시험을 통하여 기능 및 성능을 확인하였다.

• 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.

• 한국항행학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.33-40
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• 2015

A-SMGCS는 모든 기상조건에서 공항 이동지역 내 요구되는 안전수준을 확보하는 동시에 정해진 지상이동률을 유지하기 위하여 항공기와 차량에게 경로, 안내, 감시, 통제기능을 제공하는 시스템이다. 본 연구에서는 A-SMGCS 적합성 검증방안을 개발하기 위해 시스템 엔지니어링을 도입하였다. A-SMGCS 운용개념을 통해 레벨 IV급 A-SMGCS에 대한 요구사항을 정의하였으며, 기능분석과 할당을 통해 시스템 아키텍처와 시스템 규격을 도출하였다. A-SMGCS 개발을 위한 WBS와 IMS를 수립하였으며, 마지막으로 시스템에 대한 확인 및 검증을 위한 CCL과 TEMP를 개발하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.562-568
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• 2014

본 연구는 항공기 지상이동 유도 및 통제시스템(A-SMGCS)의 안전성 평가 기준과 과거에 수행된 연구개발 프로젝트의 사례연구에 대한 것이다. A-SMGCS 시스템은 저시정 상태 등과 같이 기존 공항의 효율성을 저해시키는 환경에서도 이전과 동일한 효율성을 유지한 상태에서 안전하게 운영하기 위하여 항공기 및 지상이동체의 통제를 기반으로 경로, 안내 및 감시를 제곤하는 시스템이다. 최근 한국과 유럽 등에서는 공항 이동 구역의 안전한 통제를 위하여 A-SMGCS 시스템 개발을 진행하고 있다. 항공 산업과 같이 안전을 근간으로 하는 산업 분야에서는 운용시스템에 대한 안전성 입증과 보장이 반드시 필요하다. 본 연구는 이러한 안전성을 요구하는 A-SMGCS의 안전 목표 수준을 검증하기 위한 안전성 평가 기준과 기존 연구 사례를 분석하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제23권6호
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• pp.487-494
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• 2019

최근 드론 등의 무인비행체에 대한 관심과 활용이 높아지고 있다. 본 연구에서는 고도 150 m 이하 초저고도의 정확한 바람예측 정보를 제공하기 위해, 물리과정 모수화와 초기조건에 따른 민감도를 평가하여 최적의 물리과정 및 초기조건을 선정하고자 하였다. 이를 위해 GFS 및 LDAPS 자료를 초기 및 경계조건으로 사용하였고, YSU, RUC, ACM2 등의 대기경계층 모수화 방안과 Noah, RUC, Pleim 등의 지면모델을 조합한 7개의 실험을 구축하여, 2018년 4월의 1개월에 대해 수행하였다. 그 결과 GFS 초기자료를 사용한 RUC-YSU 물리과정 조합이 가장 우수한 성능을 나타냈다. 본 연구는 다양한 물리과정의 조합과 초기 및 경계자료를 사용한 실험을 통해 초저고도 바람예측을 위한 최적 모델링 방안을 설정한 것에 의의가 있을 것이라 판단된다.