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이재규,김유진,Lee. Jae Gyoo,Kim. Yu Jin 한국방재학회 2014 한국방재학회논문집 Vol.14 No.1
일기도, 위성영상, AWS 관측 자료, 단열선도, GDAS FNL 분석자료를 이용하여, 대관령 관측소에서 2013년 4월 16일에 일어난 짧은 시간동안의 극심한 기온 하강(9분 동안에 약 <TEX>$15.5^{\circ}C$</TEX>의 기온 하강) 현상이 발생한 이유를 분석하여 종합하면 다음과 같다. 첫째, 남서 기류의 유입과 일중 일사 가열로 영서 및 대관령에서는 지속적인 기온상승이 있는 반면에, 영동 해안지대에서는 북동쪽에서 내려 온 찬공기의 이류로 저온 현상이 일어나는 중이었으며, 둘째, 이러한 상태에서 영동과 영서지역을 분리하는 태백산맥의 지형에 의해, 영서지역과 영동지역 사이의 열 교류가 억제되어 영서지역에서는 지속적인 기온 상승내지는 유지가 이루어졌으며, 영동지역에서는 찬 공기의 이류에 따른 저온 현상이 계속 유지되어 영동과 영서지역의 기온 차이가 크게 증가하였다. 셋째, 시간이 지남에 따라 기압골이 동진하여 이 기압골이 울릉도 부근에 위치함에 따라 이 기압골의 후면에 해당하는 동한만과 영동 동해안에서는 이전 시간보다도 북동 기류가 더욱 더 강해져 영동지역에서는 찬 공기의 누적이 보다 더 강화되었으며, 이렇게 누적된 찬 공기가 북동 기류를 따라 대관령을 넘어 서쪽으로 이동하여 대관령 부근에 위치하였던 따뜻한 공기를 빠르게 대체하였기 때문에 대관령 관측소에서 짧은 시간동안에 가장 극심한 기온 하강 현상이 일어나게 되었다. From the analysis of weather charts, satellite imagery, AWS (Automatic Weather Station) observation data, skew T-log P diagram and GDAS (Global Data Assimilation System) FNL (Final analyses) data, we could infer the reasons for the sharp drop over a short amount of time (<TEX>$-15.5^{\circ}C$</TEX>/9 minutes) in surface temperatures at the Daegwallyeong observation station on 16 April 2013 as follows: (1) there was a continuous temperature increase near the Daegwallyeong area under the influence of the warm southwestern air current and solar radiation in the daytime. Meanwhile, there was a steady temperature decrease over the Yeongdong coastal area due to the cold-air advection form the northeast, (2) under this circumstance, the topography of the Taebaek Mountains separating the Yeongseo and Yeongdong Regions prohibited heat exchange between the Yeongseo and Yeongdong Regions to increase the temperature contrast between the two regions, and (3) as a trough moved toward Ulleung-do, the easterly flow strengthened in the gulf of Donghan and over the Yeongdong coastal area which was located behind this trough. Accordingly, the cold air damming was magnified, leading to the overflow of the cold air. Thus, the accumulated cold air moved westward over the Daegwallyeong, and the warm air staying there until this time was replaced rapidly by the cold air. Consequently, the surface temperature at the Daegwallyeong Observation station dropped sharply.
둥지격자기법에 따른 영동지방의 겨울철 강수량에 대한 WRF 모델의 민감도: 사례 연구
이재규,성현민,Lee. Jae Gyoo,Sung. Hyun Min 한국방재학회 2013 한국방재학회논문집 Vol.13 No.1
기후변화로 인해 전 세계적으로 홍수, 폭염, 한파, 가뭄의 피해가 빈번하게 발생하고 있으며, 특히, 강원도 지역은 태백산맥과 동해의 복합적인 영향으로 다른 지역에 비해 재해기상이 빈번히 발생하는 지역으로 2011년 2월에 발생한 대설로 인해 농 어업시설 파괴, 도로 등을 마비시켜 막대한 경제적 피해를 초래한바 있다. 따라서 기상재해를 유발시키는 겨울철 강원 영동지역의 대설사례를 대상으로 둥지격자기법(One-way nesting 기법과 Two-way nesting 기법)을 각각 적용해 WRF 수치모델을 구동하여 그 결과를 분석해 봄으로써, 영동지역의 정확도 높은 대설 예측을 위해 어떠한 둥지격자기법을 사용하여야 하는지 알아보고 자 하였다. 먼저, 영동지역의 대표적인 두 가지 형태의 강수사례, 즉 해안형 강수사례(event A)와 산악형 강수사례(event B)를 각각 선정하여, 지표바람장과 발산장 그리고 누적 강수량의 분포를 분석하였다. 그리고 강수 예측의 정확성을 알아보고자 oneway nesting 기법과 two-way nesting 기법을 사용하여 모의된 3시간 누적 강수량에 대한 Threat Score를 계산하여 분석하였다. 먼저, one-way nesting 기법과 two-way nesting 기법의 사용에 따른 수치모의 결과의 차이를 상호 비교해보면, 해안형 강수사례(event A)의 경우, two-way nesting 기법을 사용한 모의가 one-way nesting 기법을 사용한 모의보다 영동 해안지역에서 서풍 계열의 바람이 부는 영역을 보다 넓게, 그리고 서풍 계열의 바람을 다소 강하게 모의하여 one-way nesting 기법을 사용한 모의보다 two-way nesting 기법을 사용한 모의가 해상쪽(동쪽)으로 갈수록 누적 강수량을 많이 모의하였다. 결과적으로 two-way nesting 기법이 one-way nesting 기법보다 영동지역에 모의되는 강수분포를 다소 동쪽으로 치우치는 경향을 보였다. 산악형 강수사례(event B)의 경우, two-way nesting 기법이 one-way nesting 기법보다 산악지역에서 동풍기류를 상대적으로 약하게 모의하였고 이에 따라, 산악지형에 의한 강제 상승효과가 상대적으로 작았기 때문에 산악지역에서 two-way nesting 기법을 이용하여 모의한 누적 강수량이 one-way nesting 기법을 사용하여 모의한 누적 강수량보다 적게 나타났다. 한편, 수치모의 결과에 대한 상호비교가 아닌 실제 관측과 비교하기 위하여, event A와 event B사례에 대하여 one-way nesting 기법과 two-way nesting 기법을 각각 적용하여 얻어진 수치모의 결과자료와 AWS 관측자료를 비교한 Threat score를 구하였다. 비록 one-way nesting 기법을 사용한 경우보다 two-way nesting 기법을 사용한 경우, 강수역이 보다 해상쪽(동쪽)으로 치우쳐 모의되는 경향을 보였지만, 두 기법에 대한 TS값의 차이(평균 약 0.01 정도)는 매우 작게 나타나, 어느 기법을 사용하든 강수 예측의 정확성은 거의 비슷한 수준이라고 볼 수 있었다. WRF (the Weather Research and Forecasting) model was run with one-way grid nesting or two-way grid nesting, respectively for Yeongdong province`s two typical precipitation cases of the coastal precipitation case (event A) and the mountain precipitation case (event B) which were synoptically under the influence of the northeasterly to examine whether the choice of nesting method can have a significant impact on the precipitation distribution. For the coastal precipitation case (event A), the average accumulated-precipitation from simulation using two-way nesting was approximately 7.78 mm bigger than that using one-way nesting in the Yeongdong coast area. However, that from simulation using two-way nesting was approximately 4.23 mm smaller than that using one-way nesting in the mountain area. Similarly, for the mountain precipitation case (event B), the average accumulated-precipitation from simulation using two-way nesting was approximately 1.56 mm bigger than that using one-way nesting in the Yeongdong coast area. In addition, that from simulation using two-way nesting was approximately 4.91 mm smaller than that using one-way nesting in the mountain area. That is, for both the coastal precipitation case (event A) and the mountain precipitation case (event B), the average accumulated-precipitation from simulation using two-way nesting was bigger than that using one-way nesting in the coast area, but in the mountain area that was the reverse.