상세유한요소격자에서 비대칭 경도풍과 파랑모형이 고려된 서해안의 태풍해일모의

국문 초록 (Abstract)

서해안에 영향을 미치는 폭풍해일 모의를 위해 비대칭 태풍바람장, 조석 및 파랑의 복합적 현상이 동시에 고려되어 북서태평양까지 확장된 동일한 상세유한요소격자상에서 수행되었다. 비대칭형 태풍 경도풍은 JTWC에서 제공하는 Best track의 4분면 풍속반경 자료 등이 조석유동모형 pADCIRC에 입력되고 파랑모형 unSWAN과 동적 결합되어 병렬클러스터에서 계산된다. 태풍 곤파스(TY1007)에 적용한 모의실험에서 이어도 관측기지의 파랑자료 및 우리나라에 근접한 시간에 관측된 주요 검조소에서의 해수면자료와 매우 잘 일치하는 만족스러운 결과가 도출되었다. 비대칭형 경도풍 고려로 태풍상륙 이남에서 국부적인 해일고 상승이 두드러지게 모의되어 본 연구에서 제안한 방법은 폭풍해일로 인한 해안저지대 및 주요시설물 범람대비 등 연안재해관리에 유용하게 활용될 수 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In order to simulate storm surge for the west coast, complex physics of asymmetrical typhoon wind vortex, tide and wave are simultaneously incorporated on a fine finite element mesh extended to the North Western Pacific sea. Asymmetrical vortex based on maximum wind radii for each quadrant by JTWC's best tracks are input in pADCIRC and wave stress is accounted by dynamic coupling with unSWAN. Computations performed on parallel clusters. In hindcasting simulation of typhoon Kompasu(1007), model results of wave characteristic are very close with the observed data at Ieo island, and sea surface records at major tidal stations are reproduced with satisfaction when typhoon is approaching to the coast. It is obvious that increasing of local storm surges can be found by introducing asymmetrical vortex. Thus this approach can be satisfactorily applied in coastal hazard management against to storm surge inundation on low level area and major harbor facilities.

참고문헌 (Reference)

1 서승원, "황해 및 북서태평양 확장해역 정밀조석모의" 한국해안,해양공학회 23 (23): 205-214, 2011

2 국토해양부 한국해양연구원, "해일피해 예측 정밀 격자 수치모델 구축 및 설계해면 추산 연구보고서" 2010

3 국토해양부 국립해양조사원, "해안침수예상도 제작 및 보 급 결과보고서" 2011

4 국토해양부 한국해양과학기술진흥원, "항만권역 태풍 및 지진해일 재해대응체계 구축" 2011

5 박종길, "한반도에 영향 을 주는 태풍의 통계적 특성 변화" 16 (16): 1-17, 2006

6 한국해양연구원, "한반도 주변 조석 조화상수 자료집" 1996

7 권혁조, "한반도 영향 태풍의 정의에 대한 새로운 제안" 한국기상학회 18 (18): 43-53, 2008

8 안숙희, "한반도 영향 태풍의 이동경로에 따른 재해특성" 한국방재학회 8 (8): 29-36, 2008

9 이영규, "한반도 내습 태풍의 최대풍속반경 분석" 한국풍공학회 11 (11): 203-210, 2007

10 문승록, "폭풍해일에 의한 해안침수예상도 작성 시나리오 연구" 한국해안,해양공학회 19 (19): 492-501, 2007

11 전기천, "폭풍해일 예측을 위한 태 풍 해면기압 및 해상풍 추정" 11 (11): 532-535, 2001

12 문일주, "파랑-해양순환 접합모델을 이용한 폭풍해일에 대한 파랑과 조석의 영향 연구" 한국기상학회 39 (39): 563-574, 2003

13 원성희, "태풍정보로부터 큰바람 (34 kt) 및 싹쓸바람 (64 kt) 반경 산출 알고리즘" 한국기상학회 18 (18): 15-23, 2008

14 기상청 국가태풍센터, "태풍백서" 2011

15 천재영, "태풍 매미(0314호)에 의한 마산만 주변연안역에서의 범람해석" 한국해양공학회 22 (22): 8-17, 2008

16 천제호, "천해에 적용가능한 태풍 해일-조석-파랑 수치모델 개발 2. 태풍 매미에 의한 해일-조석-파랑 모델의 정확성 검토" 한국해안,해양공학회 21 (21): 79-90, 2009

17 박선중, "조석-해일 결합모형의 범람 적용성" 한국해양환경·에너지학회 13 (13): 270-278, 2010

18 서승원, "유한요소 폭풍해일 모형을 이용한 직립안벽에 대한 범람모의" 한국해안,해양공학회 24 (24): 235-246, 2012

19 김도삼, "연안역에서 고파랑과 폭풍해일을 고려한 침수해석" 한국해양공학회 21 (21): 35-41, 2007

20 최병호, "약결합된 해파-조석-해일 모형에 의한 한 반도 주변해면의 최극해파 추정" 11 : 37-46, 2000

21 서승원, "서해연안 상세해상을 통한 천해조석 및 조석비대칭 재현" 한국해안,해양공학회 23 (23): 313-325, 2011

22 이종섭, "부산연안 폭풍해일의 변동양상 과 수치예측" 2 (2): 104-111, 1990

23 서승원, "병렬 클러스터 시스템 구축 및 유한요소모형을 이용한 황해 조석재현" 한국해안,해양공학회 19 (19): 1-15, 2007

24 Chippada, S., "Parallel computing for finite element models on surface water flows, In Computational Methods in Water Resources XI" Computational Mechnics Publications 63-70, 1996

25 Lyard, F., "Modelling the global ocean tides: a modern insight from FES2004" 56 : 394-415, 2006

26 Dietrich, J.C., "Modeling hurricane waves and storm surge using integrally-coupled, scalable computations" 58 : 45-65, 2011

27 문승록, "MIKE 21 모형을 이용한 목포해역 해일" 한국해안,해양공학회 18 (18): 348-359, 2006

28 Dietrich, J.C., "Development and application of coupled hurricane wave and surge models for Southern Louisiana" University of Notre Dame 2010

29 Zijlema, M., "Computation of wind-wave spectra in coastal waters with SWAN on unstructured grids" 57 (57): 267-277, 2010

30 Holland, G.J., "An analytic model of the wind and pressure profiles in hurricanes" 108 : 1212-1218, 1980

31 Luettich, R.A., Jr., "ADCIRC : an advanced three-dimensional circulation model for shelves coasts and esturies. report 1 : Theory and methology of ADCIRC-2DDI and ADCIRC-3DL" U.S. Army Corps of Engineers Waterways Experiment Station 1992

32 Mattocks, C., "A real-time, event-triggered storm surge forecasting system for the state of North Carolina" 25 : 95-119, 2008

33 Xie, L., "A real-time hurricane surface wind forecasting model: formulation and verification" 134 (134): 1355-1370, 2006

34 정우창, "2차원 수치모형을 이용한 해안도시지역 내 범람모의에 관한 연구" 한국수자원학회 44 (44): 601-617, 2011