On quality of radar rainfall with respect to temporal and spatial resolution for application to urban areas

Yoon, Jungsoo,Joo, Jingul,Yoo, Chulsang,Hwang, Seokhwan,Lim, Sanghun John Wiley Sons Ltd 2017 Meteorological applications Vol.24 No.1

Study on self-pulsation characteristics of gas centered shear coaxial injector for supercavitating underwater propulsion system

Jungsoo Yoon,Jae Mook Chung,Youngbin Yoon 대한조선학회 2011 International Journal of Naval Architecture and Oc Vol.3 No.4

In order to design a shear coaxial injector of solid particles for underwater propulsion system, basic experiments on gas-liquid shear coaxial injector are necessary. In the gas-liquid coaxial injector self-pulsation usually occurs with an intense scream. When self-pulsation occurs, mass flow rate oscillation and intense scream are detected by the interactions between the liquid and gas phase. Self-pulsation must be suppressed since this oscillation may cause combustion instabilities. Considerable research has been conducted on self-pulsation characteristics, but these researches are conducted in swirl coaxial injector. The main objective of this research is to understand the characteristics of self-pulsation in shear coaxial injector and reveal the mechanism of the phenomenon. Toward this object, self-pulsation frequency and spray patterns are measured by laser diagnostics and indirect photography. The self-pulsation characteristics of shear coaxial injector are studied with various injection conditions, such as the pressure drop of liquid and gas phase, and recess ratio. It was found that the frequency of the self-pulsation is proportional to the liquid and gas Reynolds number, and proportional to the L/d.

On the Use of Threshold for the Ground Validation of Satellite Rain Rate

Yoon, Jungsoo,Yoo, Chulsang,Ha, Eunho Hindawi Limited 2015 Advances in meteorology Vol.2015 No.-

<P>Ground-truthing is a major problem in the satellite estimation of rain rate. This problem is that the measurement taken by the satellite sensor is fundamentally different from the one it is compared with on the ground. Additionally, since the satellite has the limited capability to measure the light rain rate exactly, the comparison should also consider the threshold value of satellite rain rate. This paper proposes a ground-truth design with threshold for the satellite rain rate. This ground-truth design is the generalization of the conventional ground-truth design which considered the only (zero, nonzero) and (nonzero, nonzero) measurement pairs. The mean-square error is used as an index of accuracy in estimating the ground measurement by satellite measurement. An application to the artificial random field shows that the proposed ground-truth design with threshold is valid as the design bias is zero. The same result is also derived in the application to the COMS (Communication, Ocean, and Meteorological Satellite) rain rate data in Korea.</P>

레이더 강우 자료의 재난 분야 활용

윤정수(Yoon, Jungsoo),황석환(Hwang, Sukhwan),오병화(Oh, Byunghwa),이동률(Lee, Dongryul) 대한토목학회 2016 대한토목학회 학술대회 Vol.2016 No.10

수도권 돌발홍수 감시를 위한 X밴드 이중편파레이더의 운영 기술 및 수문 적용성

윤정수(Yoon, Jungsoo),황석환(Hwang, Seokhwan),이동률(Lee, Dong-Ryul),강나래(Kang, Narae) 한국방재학회 2020 한국방재학회논문집 Vol.20 No.2

레이더는 넓은 영역과 높은 시공간 해상도의 강우 자료를 제공한다는 점에서 도시지역에서의 돌발홍수 대응에 유리하다. 2014년에 한국건설기술연구원은 국내 최초로 X밴드 이중편파레이더를 도입하였고 시공간적으로 고해상도의 강우 자료를 활용하여 수도권 지역에서의 돌발홍수에 대한 연구를 진행하여 왔다. 수재해정보플랫폼 융합 기술 연구단은 X밴드 이중편파레이더의 다양한 장점에 주목하여 수도권에 2기의 X밴드 이중편파레이더(KRU 레이더와 YSU 레이더)를 2017년에 도입하였다. 본 연구에서는 KRU 레이더와 YSU 레이더의 특성 및 관측전략, 품질관리기술을 서술하고 2017년부터 2019년까지 3년간의 강우 사례를 분석하여 수도권 지역에서의 X밴드 이중편파레이더의 수문 적용성에 대하여 평가를 실시하였다. Radar is useful for monitoring flash flood in urban areas because it provides rainfall data with high spatial and temporal resolution for a wide area. In 2014, the Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology introduced the first X-band dual-polarization radar in Korea and has subsequently been researching on flash floods in the metropolitan area using the rainfall data. Considering the various advantages of X-band dual-polarization radar, the Water Hazard Information Platform in Korea introduced two X-band dual-polarization radars (KRU and YSU radars) into the metropolitan area, in 2017. This study described the characteristics of KRU and YSU radars, their observation strategies, and quality control techniques. Moreover, we also assessed the hydrological applications of the X-band dual-polarization radars in the metropolitan area by analyzing three years of rainfall data from 2017 to 2019.

레이더강우의 수문 활용 제고를 위한 실시간 품질관리 기법 제안

윤정수(Jungsoo Yoon),황석환(Seok-Hwan Hwang),강나래(Narae Kang) 한국방재학회 2023 한국방재학회논문집 Vol.23 No.6

The primary aim of a rain radar is to observe ground-level rainfall accurately. Effective quality control of rain radar data is necessary to ensure accuracy. In the field of hydrology, various methods have been employed to improve the quality of radar rainfall by correcting or synthesizing it with gauge rainfall. However, it is more important to enhance the quality of radar polarimetric variables in order to improve the quality of radar rainfall. Rain radar systems generate various polarimetric variables through complex radar hardware systems and signal processing algorithms. Measurement errors may arise from equipment abnormalities, inappropriate operating settings, and obstructions in observation during signal processing algorithms and production process of polarimetric variables. Because rain radar is an observation device operating in real time, it entails more frequent and continuous quality control compared to flowmeters that intermittently measure streamflow. This study introduces a series of real-time quality control methods tailored for rain radar, including inspection of radar rainfall accuracy, quality analysis of polarimetric variables (ρHV, ZDR, ΦDP), error estimation of polarimetric variables, and long-term variability of errors. 강우레이더는 지상에 가까운 강우 관측을 주요 목적으로 하고 있으며, 강우의 정확도 확보를 위해서는 지속적으로 레이더 자료에 대한 품질관리가 필요하다. 그 동안 수문 분야에서는 레이더 강우의 품질을 높이기 위해 우량계 강우를 이용하여 레이더 강우를 보정하거나 합성하는 방법을 많이 채택해왔다. 하지만 레이더 강우의 품질을 높이기 위해서는 레이더 편파변수들의 품질을 높여야 하는 것이 더 중요한 과정이다. 강우레이더는 복잡한 기기와 신호 처리 단계를 거쳐 다양한 편파변수들이 생산된다. 이러한 신호처리 및 편파변수 생산 과정에서 기기의 이상, 운영 설정의 부적합, 관측 환경에 방해물 등에 의해 다양한 관측 오차가 발생할 수 있다. 강우레이더는 실시간으로 운영되는 관측기기이기 때문에 간헐적으로 측정되는 유량관측기기 등 보다 주기적이고 지속적인 품질관리가 요구된다. 이에 본 연구에서는 강우레이더 품질관리를 위해 레이더 강우정확도 검토, 편파변수(ρHV, ZDR, ΦDP) 품질 분석, 편파변수 오차 추정 및 장기적인 변동성 검토 등 일련의 실시간 품질관리 기법들을 제시하였다.

입자 부상 제트에서 오리피스 길이가 입자 분포에 미치는 영향에 대한 연구

윤정수(Jungsoo Yoon),백경엽(Kyong-Yup Paik),길태옥(Taeock Khil),윤영빈(Youngbin Yoon) 한국추진공학회 2012 한국추진공학회지 Vol.16 No.6

KICT X밴드 이중편파레이더의 레이더 강우량에 대한 정량적 평가

윤정수(Yoon Jungsoo),황석환(Hwang Seok-Hwan),이동률(Lee Dong-Ryul),오병화(Oh Byung-Hwa) 한국방재학회 2018 한국방재학회논문집 Vol.18 No.2

Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology (KICT) introduced X-band dual-polarization radar (KICT hydrological radar) in September 2013 to observe the heavy rainfall in urban area. It has been known that X-band dual-polarization radar is good for the observation of the heavy rainfall because the radar can provide data with high spatial-temporal resolution. This study estimated the radar rainfall by using the specific differential phase (KDP) from KICT hydrological radar and quantitatively assessed the radar rainfall. Forty two rain events were applied and eighty AWSs within the radar observational range were used for the assessment. As a result, there was no bias in the radar rainfall estimated by KDP. The accuracy of the radar rainfall was more than 50 % and the accuracy on the close range from 5 to 20 km was more than 60 %. Also, it has found that X-band dual-polarization radar was useful for the observation of the heavy rainfall than the small rainfall because the accuracy increased as the radar rainfall increase. 한국건설기술연구원(KICT)은 도시 지역에서의 집중 호우 감시를 위해 2013년 9월에 X밴드 이중편파레이더(KICT 수문레이더)를 도입하였다. X밴드 이중편파레이더는 시공간적으로 고해상도의 관측자료를 제공하여 도시 지역에서의 집중 호우 감시에 탁월한 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 KICT 수문레이더로부터 제공되고 있는 비차등위상차(KDP)를 이용하여 레이더 강우량을 추정하였고 레이더 강우량에 대한 정량적 검증을 실시하였다. 이를 위해 2013년부터 2016년까지 관측된 총 42개의 강우사례를 적용하였고 레이더 관측반경 40 km 내에 위치한 80개의 AWS를 이용하였다. 그 결과 KDP로 추정된 레이더 강우량의 편의는 거의 없는 것으로 나타났다. 정확도는 50% 이상으로 나타났으며, 근거리 영역인 5~20 km 영역에서의 정확도는 60% 이상의 수준으로 나타났다. 또한 강우의 세기가 커질수록 정확도가 높아지는 것으로 나타나 X밴드 이중편파레이더는 강우의 크기가 작은 호우 보다 큰 호우에서 우수한 것으로 나타났다.

낙동강 유역 돌발홍수 예측정보 실증 시스템 개발

윤정수(Yoon, Jungsoo),황석환(Hwang, Seokhwan),김형산(Kim, Hyungsan),김태형(Kim, Taehyung) 대한토목학회 2022 대한토목학회 학술대회 Vol.2022 No.10

제주도 지역 특성을 반영한 홍수 모델링 기술 개발

윤정수 ( Jungsoo Yoon ),황석환 ( Seokhwan Hwang ),강나래 ( Narae Kang ),성호제 ( Hoje Seong ),박창열 ( Changyeol Park ) 한국농공학회 2023 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2023 No.0

제주도는 태풍의 길목에 위치하여 자연재해에 매우 취약한 환경을 나타내고 있다. 최근 기후변화 영향이 제주도에서 심화되고 있으며, 한라산으로 인한 호우의 산지효과로 인해 하천의 돌발홍수 위험은 더욱 가중되고 있다. 그럼에도 제주도는 섬지역인 이유로 내륙과 달리 재난 재해 대응 기술력이 상대적으로 미진하였다. 이에 본 연구에서는 제주지역에서의 재난 재해 대응 기술력 향상을 위해 제주도 특성을 반영한 홍수 모델링 기술을 개발하였다. 이를 위해 먼저 제주 지역 호우의 시공간 분포 특성을 고려한 강우시나리오를 개발하였다. 강우시나리오 작성을 위해 AWS 자료 및 레이더 자료가 활용되었고 강우 시공간 특성(강우량, 지속기간, 이동, 공간분포 등)이 고려되었다. 한편 한국건설기술연구원에서는 강우레이더 기반의 침수 및 홍수 위험지수 산정 모델을 개발하였다. 홍수 위험지수는 분포형 개념 모델을 이용하고, 1km 격자단위로 유출과정과 유하과정을 두 개의 모델로 구현하며, 유출 및 유하에 관한 지질 혹은 경사 등의 환경 변수는 1km 격자별로 독립적으로 설정한다. 유출량 계산에서는 지상의 피복 상태를 적절히 취급하는 것이 중요하며, 하천에 이르기 전의 지표면 부근의 물의 흐름과 같은 시공간의 규모가 작은 유출현상을 취급하기 때문에 유역을 대상으로 한 일반적인 유출모형보다도 정밀한 유출해석을 제공한다. 이에 본 연구에서는 제주 지역의 강우 특성을 반영한 강우시나리오를 침수 및 홍수 위험지수 모델의 입력자료로 활용하여 제주도의 지역 특성을 반영한 홍수 모델링 기술을 개발하였다.