TOVS 자료를 도출한 태풍(WALT(9407)과 FAYE(9503)에 동반된 총가강수량장

정효상 ( Hyo Sang Chung ) 大韓遠隔探査學會 1998 大韓遠隔探査學會誌 Vol.14 No.4

TOVS에 탑재된 마이크로파 센서(MSU)와 고감도 적외복사계(HIRS)로부터 도출한 총가강수량과 SSM/I 관측으로 계산한 총가강수량으로 일본에 상륙 후, 한일해협에서 열대성 저기압으로 약화된 태풍 월트(9407)와 1995년 처음 태풍으로 발달한 태풍 페이(9503)의 운동기간 중의 수증기장 변화를 조사하는데 사용하였는데, 이들로 태풍의 운동변화에 따른 수증기장 변화를 나타낼 수 있었다. 태풍 월트와 페이의 전가강수량장은 주로 한국과 일본을 향하여 다가옴에 따라, 그들의 강도를 유지하고 강화하는데 아주 중요한 역할을 하는 북서태평양 상에 수증기의 수평수송에 주로 좌우된다. 도출된 수증기장은 두 주요구름대가 월트와 페이가 다가오고 지나가는 동안 한반도와 일본상공의 강우대 임을 나타내는 두터운 대류운 형태와 유사함을 보였다. 그러나 도출된 TOVS 전가강수량의 값은 SSM/I 값과 비교할 때 상대적으로 과소평가되었음을 나타내었다. The total precipitable water fields derived from HIRS(High Resolution Infrared Radiometer Sounder) and MSU (Microwave Sounding Unit) measurements of TOVS and brightness temperature of SSM/I were used to investigate the evolution of moisture fields for the Typhoon WALT(9407) which after landing in Japan it became tropical depression in Korea-Japan Strait, and FAYE(9503) which was the first tropical storm of 1995 to become a typhoon, respectively. The total precipitable water derived from TOVS observations is delineated according to the evolutions of WALT and FAYE movements because total precipitable water fields of TY WALT(9407) and FAYE(9503) were largely controlled by horizontal transport of water vapor over the Northwest Pacific Ocean which dominantly plays an important role in maintaining and accelerating their intensities toward Korea and Japan. These fields demonstrated that two major bands, which imply the rain bands, were locally well-organized and similar to the thick convective cloud features over Japan and the Korean peninsula while WALT and FAYE were approaching away and to. But the values of derived TOVS total precipitable water have shown the underestimate of those of SSM/I total comparatively for two typhoons.

TOVS로부터 도출한 한반도 부근의 전오존량 분포 및 그특성 비교

정효상 ( Hyo Sang Chung ),주상원 ( Sang Won Joo ) 大韓遠隔探査學會 1995 大韓遠隔探査學會誌 Vol.11 No.3

기상청에서는 1990년부터 Smith등(1984,1986)이 개발한 ITPP-VI(Internatiional TOVS Program Package)를 사용하여 직접 물리 해법을 이용한 연직온도분포 및 총오존량을 산출하여 예보현업에 이용하고 있다. 그러나 현재의 초기입력자료로 사용되는 기후값은 너무 오래되었고, 국지효과나 한반도 부근의 특성이 제외되었으므로 도출된 전오존량의 분포를 직접 사용하기에는 그 정확성이나 신빙성이 희박하다. 따라서 ITPP-VI로부터 오존량 산출자료의 질적 개선을 위해 초기 입력자료중 지표값을 기후자료 대신에 GPV(Gridded Point Values) 자료를 입력하여 오존량 도출을 수행하였다. GPV자료의 입력을 통한 TOVS 오존량 자료(TOVS-GPV)가 정량적으로 어느 정도 개선되었는지 알아보기 위하여 두경우의 총오존분포도를 비교하였다. GPV 지표자료의 입력으로 도출한 총오존량은 기후값으로 도출한 총오존량(TOVS-CLIMAT)에 비해 한반도 부근에서의 오존량 변화를 더 자세하게 표현하였다. 정량적으로 질적 개선을 알아보기 위해 1994년 2월 한달동안 지상 관측자료로써 연세대학 교의 오존분광기(Dobsometer)로 관측한 오존량(U(Y)). TOVS-GPV(U(G)), TOVS-CLIMAT(U(C)), 그리고 TOMS(Total Ozone Monitoring System) 관측값(U(M))을 이용하여 나타낸 결과, 월변화의 경향은 연세대 학교 총오존량값의 변화에 대해 TOVS-GPV(U(G)). TOVS-CLIMAT(U(C))와 TOMS(U(M)) 값들의 변화는 크지만, 새로운 TOVS-GPV 오존량은 TOVS-CLIMAT 오존량에 비해 TOMS 오존량과 연세대학교 관측치와 유사한 경향을 보였다. The International TOVS(TIROS Operational Vertical Sounders) Process Package (ITPP-VI), which has been installed at Korea Meteorological Administration(KMA), is only for a global usage to need a surface data to generate atmospheric soundings and total ozone amount. If the initial input process in the ITPP-VI is not modified, it takes climatic surface data for producing sounding data and total ozone amount in general. KMA is trying to improve the quality of TOVS total ozone amount using real-time synoptic observations in various ways instead of climatological data because this retrieved data in the new scheme for total ozone presently used at the KMA may critically provide to analyze the long-term trend of ozone structure over the Korean peninsula. Two cases in this study show that TOVS retrieved total ozone amounts used by synoptic surface observations can delineate more detailed ozone structures rather than those used by climate surface data. The distribution of TOVS retrieved ozone amount fields with the synoptic surface analyzed data(TOVS-CPV) show more in detail relatively than those with the climatic data(TOVS-CLIMAT) as expected. In addition, the collocated inter- comparisons of TOVS-CPV with TOVS-CLIMAT, TOMS observations and Dobsometer observations are performed statistically. TOVS-GPV fields with TOMS observations show smaller bias relatively than TOVS-CLIMAT and also reduce the differences.

Total Precipitable Water Derived by Satellite Observations over the Tropical Pacific Ocean

Hyo-Sang Chung(정효상) 한국기상학회 1994 Asia-Pacific Journal of Atmospheric Sciences Vol.30 No.2

위성관측에 의한 동해상의 폭발적 저기압의 고찰

정효상 ( Hyo Sang Chung ) 大韓遠隔探査學會 1996 大韓遠隔探査學會誌 Vol.12 No.2

1995년 늦가을인 11월 6일에서 8일 사이에 우리나라로부터 동해상으로 이동하면서 폭발적으로 발달한 저기압을 종관자료와 위성영상자료를 사용하여 분석하였다. 이 저기압은 중국북부에서 이동하여 한반도 국경 부근에서 경압성 구름(Baroclinic Leaf Cloud)으로 형태를 띠었고 동해상에서 컴마형(Comma) 구름으로 발달하였으며, 다시 저기압 최성기에 동반되는 Lambda형 구름으로 발달하였다. 여러 과학자들이 동해선풍에 대한 이동과 발달에 대한 수치모사에 따른 예보를 할 때 이런 저기압의 큰 경압성, 수증기의 지속적인 유입, 그리고 따뜻한 해양상으로 한파의 내습이 보편적으로 고려되는 것 들이다. 저기압의 중심기압이 24시간 내에 40hPa 이상 하강하는 이런 저기압은 겨울철에는 종종 강한 바람과 폭우나 폭설을 동반하곤 한다. 위의기간 중 12시간 연속적인 위성영상과 기상변수의 분석에 의하면 이 저기압과 관련하여 해면기압과 500hPa 기압고도의 중심은 기상위성의 합성된 강조적외영상을 사용하여 동쪽으로 이동한 전형적인 모습을 잘 묘사하고 있다. 열대성저기압의 강도와 중심기압을 가진 이런 저기압에 동반된 강풍은 60놋트로 북아메리카의 저기압폭탄이나 대서양 폭풍과 유사하게 하루에 44hPa나 중심기압이 떨어졌다. The characteristics of rapid development of the low pressure system over the East Sea from 06 to 08 Nov., 1995 has been analyzed in detail by the synoptic numerical products and satellite observations. The Low system was initially triggered the development of the baroclinic leaf cloud over the border of the northern part of Korea and China and moved eastward and then developed explosively com-ma or lambda type cloud system over the East Sea. To forecast well the general development and movement of the coastal winter cyclone over the East Sea popularly in a numerical simulation by several scientists, the large baroclinicity, continuous support of water vapor, and sequentia: cold outbreak over the warm sea surface have been more commonly concerned about. The cyclone which the central surface pressure was dropped 40hPa within 24 hours has often accompanied strong wind and heavy snow- or rain-fall in the winter season. In all successive observations with 12-hourly satellite imagery and analyzed meteorological variables in this period, the centers of the sea-level pressure and 500hPa geopotential height associated with this cyclone were typically illustrated by moving farther eastward using GMS combined enhanced IR images. The maxi-mum wind sustained by this system with the intensity and central pressure of tropical storm was about 60 knots with the center pressure drop of 44hPa/day similar to the North American cyclonic bomb and Atlantic storm.

가을철 동해상에서 발달한 폭발적 저기압에 관하여

정효상(Hyo-Sang Chung),정기순(Gi-Soon Jung) 한국기상학회 1996 한국기상학회 학술대회 논문집 Vol.1996 No.-

종관 지상 자료를 이용한 TOVS수치 해석 산출 자료

주상원 ( Sang Won Ju ),정효상 ( Hyo Sang Chung ),김금란 ( Kum Lan Kim ) 大韓遠隔探査學會 1994 大韓遠隔探査學會誌 Vol.10 No.1

The International TOVS(TIROS Oprational Vertical Sounders) Process Package (ITPP-VI) is for a global usage, which needs a surface data to generate atmospheric soundings. If the initial input process in the ITPP-VI is not modified, it takes climatic surface data for producing sounding data in general. Korea Meteorological Administration(KMA) is trying to improve the quality of TOVS sounding data using real-time synoptic observations and make a use weather prediction and analysis in various ways. Serval cases in this study show that TOVS retrieved meteolorogical parameters such as atmospheric temperature, dew point depression and geopotential heights used by synoptic surface observations can delineate more detailed atmospheric feature rather than those used by climate surface data. In addition, the collocated comparisons of TOVS synoptic retrieved parameters with radiosonde observations are performed statistically. TOVS retrieved fields with the synoptic surface analyzed data show smaller bias relatively than those with the climatic data and also reduced root mean square differences below 700 hPa as expected.

분광복사계와 일사계 관측에 의한 황사 및 에어리솔의 광학적 특성 연구

박혜숙 ( Hye Sook Park ),정효상 ( Hyo Sang Chung ),박균명 ( Gyun Myeong Bag ),윤홍주 ( Hong Ju Yoon ) 大韓遠隔探査學會 1998 大韓遠隔探査學會誌 Vol.14 No.3

1999년에 발사 예정인 다목적 실용위성 1호(KOMPSAT-l)에 탑재되는 해색관측센서(OSMI; Ocean Scanning Multispectral Imager)로 관측될 자료를 이용하여 대기 황사 및 에어러솔의 탐지 가능성을 조사하기 위하여 황사 발생시의 에어러솔의 광학적 특성을 분석하였다. 본 연구에서는 `98년 4월 서울에서 관측된 황사현상 때의 대기 복사량을 지상에서 분광복사계를 이용하여 측정하였으며 이로부터 에어러솔의 파장별 반사도(%)를 구하였고, 동일한 날에 대해 직달일사계로 관측한 일사량으로부터 에어러솔의 광학적 두께를 구하였다. 본 연구에서 처음으로 실시한 분광복사 관측 결과, 황사현상시 태양복사는 대기 중에 부유하는 황사업자에 의해 많이 산란 및 반사되는 것을 확인할 수 있었다. 황사현상일의 경우 관측된 평균 반사도는 500-900 nm 파장대에서 40% 이상으로 오후가 정오 무렵보다 더 높았고, 맑은 날에는 정오와 오후 모두 반사도가 평균 20% 정도였다. 파장별 반사도는 황사발생일의 대기 조건에 따라 달라지지만, 본 연구에서 분석된 사례일에 대해서는 500-900 nm 파장대에서 반사도가 40%에서 70%까지 증가하였다. 한편 501 mm에서 에어러솔의 광학적 두께는 맑은 날의 경우에는 0.25에서 황사현상일에는 1.01까지 증가하였고, 673 nm에서는 맑은 날의 경우 0.14에서 황사현상일에는 0.92까지 변하였다. 이와같이 황사발생시, 대기 에어러솔에 의한 반사도와 광학적 두께는 OSMI 파장대(400-900 nm)에서 매우 민감하게 반응함으로 OSMI 위성자료는 황사 및 에어러솔의 특성 파악 및 탐지에 매우 유용하다. To examine the detectability of the yellow sand and/or aerosol from China crossing over the Yellow Sea within the range of OSMI wavelengths(400-900 nm), we have investigated the optical characteristics of aerosols in yellow sand events observed on April, 1998 in Seoul. The spectral reflectance(%) and aerosol optical thickness in the range of Visible(VIS) and near Infrared (NIR) wavelengths were derived from the measurements of solar radiation using the GER-2600 spectroradiometer and sunphotometer during the April, 1998. The average spectral reflectance for the yellow sand events is over 40% and higher around 14:30 than 12:00 LST, but that for clear days is about 20% both at 12:00 and 14:30 LST in the range of 500-900 nm. The aerosol optical thickness at 501 nm varied from 0.25 on very clear day to 1.01 during a so-called "yellow-sand" episode and that for 673 nm varied from 0.14 to 0.92, respectively.

기상인자의 주기성 분석 및 일반화 선형모형을 이용한 강수영향분석: 2004KEOP의 한반도 남서지방 8개 지역 기상관측자료사용

김혜중,염준근,이영섭,김영아,정효상,조천호,Kim Hea-Jung,Yum Joonkeun,Lee Yung-Seop,Kim Young-Ah,Chung Hyo-Sang,Cho Chun-Ho 한국통계학회 2005 응용통계연구 Vol.18 No.2

본 연구에서는 2004년 기상청 집중관측기간(KEOP)에 수집된 지상관측자료를 사용하여 한반도 남서지방의 지역별(해남 외 7개 지역) 기상인자들의 주기성과 이들이 강수현상에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위하여 기술통계와 스펙트럴분석을 사용하여 주기성을 분석하고, 관측기간 및 지역별 랜덤효과를 반영할 수 있는 일반화 선형모형을 제시하여 강수현상에 미치는 기상인자들의 영향을 분석했다. 분석결과에 의하면 기상인자들과 강수현상은 연관성을 가지며 특정주기에 따라 변동하는 것으로 나타났으며, 기상인자들은 지역에 따라 상이한 패턴으로 강수현상에 영향을 미치는 것으로 나타났다. This article summarizes our research on estimation of area-specific and time-adjusted rainfall rates during 2004KEOP (Korea enhanced observation period: June 1, $2004{\sim}$ August 31, 2004). The rainfall rate is defined as the proportion of rainfall days per week and areas are consisting of Haenam, Yeosu, Janghung, Heuksando, Gwangju, Mokpo, Jindo, and Wando. Our objectives are to analyze periodicity in area-specific precipitation and the meteorological measures and investigate the relationships between the geographic pattern of the rainfall rates and the corresponding pattern in potential explanatory covariates such as temperature, wind, wind direction, pressure, and humidity. A generalized linear model is introduced to implement the objectives and the patterns are estimated by considering a set of rainfall rates produced using samples from the posterior distribution of the population rainfall rates.

TRMM/PR 관측에 의한 한반도에서의 여름철 호우의 특성: 사례연구

박혜숙 ( Hye Sook Park ),정효상 ( Hyo Sang Chung ),노유정 ( Yoo Jeong Noh ) 大韓遠隔探査學會 2000 大韓遠隔探査學會誌 Vol.16 No.1

열대 강우 관측 위성(TRMM: Tropical Rainfall Measuring Mission)에서 관측된 자료가 한반도에서 발생한 호우 특성을 얼마나 잘 나타내 주는지를 알아보기 위하여 1998년과 1999년 여름철 호우 사례에 대해 분석하였다. 본 연구에서는 먼저 집중 호우를 동반한 비 구름대의 높이, 강수형태, 비 구름의 수직 분포 및 수평 단면도 상의 장우 분포를 조사하였으며, TRMM/PR 관측 강우강도와 지상에서 관측된 자동기상관측 장비(AWS: Automatic Weather System)에서 관측된 값을 비교하였다. GMS-5 IR1과 AWS 지상관측 자료와 비교해 볼 때, TRMM/PR 관측자료는 기존의 자료로는 알 수 없는 강수 형태, 비 구름대의 높이 등에 대한 정보를 쉽게 제공해 주었으며 특히 비 구름대 내부에서의 강우강도 분포와 연직 발달 정도를 잘 묘사했다. 또한 위도-경도별 강우강도의 단면분포에서는 지형 효과에 의한 강우 특성도 알 수 있었다. TRMM/PR 관측 강우강도 값은 AWS 관측치에 비해 6mm/hr 이하에서 더 많이 관측되었으며, 전체적으로는 지상 관측에 비해 적게 관측되는 경향을 보였다. The Tropical Rainfall Measuring Mission(TRMM) Satellite was launched in November 1997, carrying into orbit the first space-borne Precipitation Radar(PR), The main objective of the TRMM is to obtain and study multi-year science data sets of tropical and subtropical rainfall measurements. In the present investigation, the characteristics of heavy rainfall cases over Korea in 1998 and 1999 are analyzed using the TRMM/PR data. We compare the rainrate measured from TRMM/PR with the accumulated rainfall data for 10 minutes by Automatic Weather System(AWS). Especially, horizontal cross-section of rainrate with height and longitude in the precipitating clouds are investigated. As a result of the comparison with GMS-5 IR1, the TRMM/PR data delineate well the rain type(i.e. convective, stratiform cloud and others), height of storm top and instantaneous rainrate in the precipitating clouds. The vertical structure with height and horizontal cross-section of rainrate along the longitude show the orographic effect on the rainfall. TRMM/PR instrument measures the rainrate below 6 mm/hr more than AWS rainguages and inclined to underestimate the rainrate than rainguages for the whole area.

GMS-5 Split Window 자료를 이용한 가강수량 산출

손승희 ( Seung Hee Sohn ),정효상 ( Hyo Sang Chung ),김금란 ( Keum Lan Kim ),이정환 ( Jung Whan Lee ) 大韓遠隔探査學會 1998 大韓遠隔探査學會誌 Vol.14 No.1

대기중에 존재하는 수증기의 관측은 일기와 기후의 이해에 있어서 매우 중요한데, 기존의 관측체계로는 지구상의 극히 제한된 지역의 수증기 분포만을 관측할 수 있다. 이 연구에서는 일본 정지기상위성인 GMS-5의 적외 split window 채널 관측자료로부터 대기중에 함유되어 있는 수증기 총량 즉 가강수량(precipitable water)을 산출하였다. 가강수량 산출에는 라디오존데 관측 가강수량과 split window 관측자료 사이의 회귀분석에 기초한 Chesters et a1.(l983)의 알고리즘을 사용하였다. 가강수량 산출을 위하여 센서의 필터 함수와 관련된 수증기 흡수 파라미터는 우리 나라 고층 관측소인 오산, 광주, 포항, 제주에서 관측한 `96년 8월부터 11월까지의 4개월간 관측한 라디오존데 자료와 위성 관측자료의 회귀분석을 통하여 산출하였다. 한편 기상청 전구 스펙트랄 모델의 700 hPa 온도를 1층 복사 모델의 대기 평균 온도로 사용하였다. 1996년 8월부터 12월까지의 기간에 대하여 산출한 GMS-5 가강수량 자료를 같은 기간 관측된 라디오존데 관측자료와 비교한 결과 0.46의 상관계수와 0.65 g/cm2~1.09 g/cm2의 RMS 오차를 나타내었다. GMS-5로부터 산출된 월평균 가강수량 분포는 계절에 따른 전지구 규모의 수증기 분포변화를 잘 나타내었다. 이번 연구에서 산출된 위성 가강수량은 0.5˚격자 간격으로 6시간마다 기상청에서 정규적으로 산출된다. 이 자료는 수치예보의 객관분석 초기 자료로 이용되어, 특히 청천 조건하에서의 습도 분석의 정확도 향상에 기여하며 기후 연구에 있어서도 현존하는 자료 세트에 대한 유용한 보완 자료가 될 것이다. 그러나 연구 결과의 실용화를 위하여는 좀더 높은 상관계수와 산출절차 등의 개선이 필요하다. Observation of hydrometeors` behavior in the atmosphere is important to understand weather and climate. By conventional observations, we can get the distribution of water vapor at limited number of points on the earth. In this study, the precipitable water has been estimated from the split window channel data on GMS-5 based upon the technique developed by Chesters et al.(1983). To retrieve the precipitable water, water vapor absorption parameter depending on filter function of sensor has been derived using the regression analysis between the split window channel data and the radiosonde data observed at Osan, Pohang, Kwangju and Cheju staions for 4 months. The air temperature of 700 hPa from the Global Spectral Model of Korea Meteorological Administration (GSM/KMA) has been used as mean air temperature for single layer radiation model. The retrieved precipitable water for the period from August 1996 through December 1996 are compared to radiosonde data. It is shown that the root mean square differences between radiosonde observations and the GMS-5 retrievals range from 0.65 g/cm2 to 1.09 g/cm2 with correlation coefficient of 0.46 on hourly basis. The monthly distribution of precipitable water from GMS-5 shows almost good representation in large scale. Precipitable water is produced 4 times a day at Korea Meteorological Administration in the form of grid point data with 0.5 degree lat./lon. Resolution. The data can be used in the objective analysis for numerical weather prediction and to increase the accuracy of humidity analysis especially under clear sky condition. And also, the data is a useful complement to existing data set for climatological research. But it is necessary to get higher correlation between radiosonde observations and the GMS-5 retrievals for operational applications.