한국형모델 현업 1주년 - 의의, 성과 및 향후계획

권영철 한국기상학회 2021 한국기상학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.4

한국형모델(KIM)은 대한민국 자체기술로 한국형수치예보모델개발사업단(KIAPS: Korean Institute of At-mospheric Prediction Systems)에서 9년간의 개발 끝에 완성된 비정역학 전지구 수치예보시스템이다. 독자 전지구 모델을 보유하고 있는 국가는 8개국 (미국, 캐나다, 독일, 영국, 프랑스, 러시아, 일본, 중국)이였는데 KIM의 개발로 우리나라가 9번째로 자체모델을 보유한 나라가 되었다. 수치예보모델은 현업기상예보 뿐 아니라 기상연구에도 가장 기본이 되는 도구임을 고려하면, 한국형모델의 성공적인 개발은 기상청의 기상예보의 독립적 위상확보와 기상학계 연구분야에도 한단계 도약의 발판을 마련한 쾌거라고 생각된다. 한국형모델은 플럭스형식의 비정역학 방정식을 수평으로 육면체구, 연직으로 기압-고도 하이브리드 좌표계에 구현한 역학체계를 가지고 있으며, 총 10개의 물리과정은 격자적응, 물리 과정간의 상호 연계과정 등을 고려하여 개발되었다. 또한 자료동화는 자체 개발 관측 전처리와 앙상블-변분법의 혼합방식의 동화기법을 사용하고 있다. 한국형모델은 2019년 12월 KIAPS에서 기상청으로 이관된 후 현업환경에 맞게 수정되어 2020년 4월 28일 00UTC부터 기상청 현업모델로서 구동을 시작하였다. 2020년 여름철에는 유래가 없는 54일간의 긴 장마, 3개의 태풍이 연속으로 우리나라에 영향을 주는 등의 다양한 위험기상 현상이 발생하였다. 현업 첫 해임에도 불구하고 한국형 모델은 한반도의 여름철 위험기상 예측 성능이 기상청에서 병행 운영되고 있는 영국모델 (KMA UM)과 유사한 성능을 보여 성공적인 데뷔를 하였다. 장마기간동안 강수예측의 정확도(ACC)는 KIM이 0.67, UM이 0.68로 나타났으며, 우리나라에 영향을 준 3개의 태풍 (바비, 마이삭, 하이선)의 경로예보는 UM이 KIM보다 우수했으나 강도예보는 KIM이 정확도가 높았다. 수치모델링 센터는 KIM의 현업운영과 함께 매일 예보브리핑에서 모델결과를 예보관들에게 설명하여 보다 정확한 예보를 생산하는데 도움을 주고 있으며, 예보관들의 모델에 대한 의견을 반영하여 모델개선에 사용하고 있다. 또한 한국형모델의 결과를 관측/분석과 비교하여 결함을 파악하고, 위성관측자료의 동화를 확대하여 성능을 지속적으로 개선하고 있다. 이 발표에서는 한국형모델 1년 현업의 성과 그리고 수치모델링센터에서 진행하였거나 계획하고 있는 모델성능 개선에 대한 내용을 간략히 설명하고자 한다.

한국 기상학의 대부 국채표 박사

김근배 한국기상학회 2021 한국기상학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.10

첫 기상학자로 불릴 국채표는 다채로운 경력을 가진 뜻밖의 인물이다. 연희전문학교를 거쳐 1941년 교토제국대학을 졸업한 수학 전공자였다. 고등교육을 받은 후에는 이화여자고등보통학교에서 교사로 근무했고 교감으로 승진해서는 안정적인 생활을 하고 있었다. 그는 기상학과 거리가 먼 학문을 전공했고 경력도 전혀 관련이 없었다. 관련을 구태여 찾는다면 교사로 있으면서 신문에 기상에 관한 교양성격의 글을 일부 게재했다는 점이다. 그가 기상분야로 발을 내딛기 시작한 것은 천문학자 이원철 때문이었다. 연희전문 사제관계가 인연이 되어 중앙관상대 대장으로 있던 이원철의 권유로 그는 직장을 옮기게 되었다. 중앙관상대 부대장으로 임명되어 기상관측 업무에 종사하게 되었고 다시 이원철의 인력양성계획에 따라 미국유학을 떠나게 되었다. 기상학을 본격적으로 배우기 위해 그의 나이 43세에 시카고대학 기상학과에 학부생으로 입학했던 것이다. 기상학자로서 국채표를 국제적으로 인정받게 해준 연구는 허리케인 예보 연구였다. 그는 시카고대학 기상학과 대학원과 미 제6군단에 있으면서 그에 대한 장기예보 방법을 찾고자 노력했다. 당시 허리케인 기상관측은 24시간이라는 단기예보에 그쳐 많은 피해를 막을 수 없었다. 그는 자신이 독창적으로 고안한 일기도의 데이터를 이용한 수리적 방법을 통해 예보기간을 3일로 대폭 늘려 장기예보의 길을 열었다. 이 연구는 미연방 기상국에서 당대 기상연구의 주요 성과의 하나로 인정받았다. 그는 1961년 중앙관상대 대장으로 임명받고 기상관측 현대화에도 큰 기여를 했다. 한국에서 가뭄이 극심할 때 그 해결책으로 인공강우를 제시하며 주목을 끌었다. 박정희 대통령까지 나서서 관심을 나타냈고 국가적인 재정 지원이 이루어졌다. 이를 통해 그는 기상관측소를 확대하고 자동일기예보, 라디오/텔레타이프 통신, 기상 팩시밀리 등 현대적 기상시스템을 갖추었다. 일일예보만이 아니라 주간예보, 월간예보 등과 같은 장기예보가 이루어진 것도 이때부터였다. “세종대왕 이후 최초의 기상학자”로 불린 국채표, 그는 최신의 첨단기법으로 여겨진 인공강우를 전략적으로 활용하여 기상학 및 기상활동의 국가적 위상을 획기적으로 높이고자 했다. 특히 그는 한국의 현대적 기상예보 기술과 기상학의 제도적 발전을 선도한 과학자였다. 뿐만 아니라 그는 독창적인 국의 기법을 창안하여 허리케인과 태풍의 장기예보를 위한 학술적 기초를 제공했다. 그만큼 국채표는 국제 기상학 연구에서도 한 획을 그은 보기 드문 과학자였다.

한국농림기상학회지 수록 논문에 기반한 산림기상 연구 추세와 전망

문나현,신만용,문가현,천정화 한국농림기상학회 2019 한국농림기상학회지 Vol.21 No.3

This study was conducted to review the trends of forest meteorological studies based on the publications for last 20 years in Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology (KJAFM), and to provide insight for future prospect for researches in the field of forest meteorology. A total of 220 papers related to forest meteorology were published in KJAFM for the last 20 years. That corresponds to 33.5% out of all the papers including agricultural meteorology papers. To review the trends of forest meteorology studies, the 220 published papers were classified into seven categories. They are forest meteorology and forest fire, forest meteorology and tree physiology, forest meteorology and forest protection, micrometeorology in mountain area, climate and forest growth, climate and forest vegetation distribution, and climate change and forest ecosystem. Even if there were differences in paper numbers among the seven categories, it was found that various and very specific studies were conducted in the field of forest meteorology for the last 20 years. It was also expected that the accumulation and utilization of various and accurate forest meteorological information would bring remarkable progress of forest meteorological studies in the near future. 본 논문은 한국농림기상학회지 발간 20주년을 맞이하여 지난 20년 동안 학회지에 게재된 산림기상 관련 논문을 분석함으로써 그동안 수행된 산림기상 분야의 연구 추세를 진단함과 동시에, 앞으로의 산림기상 연구의 방향을 전망하고자 하였다. 산림기상 관련 논문은 총 220편으로 전체 게재된 논문의 35.5%인 것으로 분석되었다. 그동안 구체적으로 어느 분야의 연구가 수행되었는지를 평가하기 위해 전체 220편의 산림기상 논문을 7개 영역으로 분류하여 분석하였다. 분류된 연구 주제는 산림기상과 산불, 산림기상과 수목생리, 산림기상과 산림보호, 산악지역 미기상, 기후와 산림 생장, 기후와 산림식생분포, 그리고 기후변화와 산림 생태계의 7개 영역이다. 게재된 220편의 산림기상 관련 논문은 앞에서 분류한 7개 영역에 복수로 포함될 수도 있는 주제를 다루고 있어, 일부 논문의 경우에는 분류에 어려움이 있었다. 이러한 경우 가장 유사한 영역에 포함되도록 조치하였으며, 또한 일부 논문의 경우 저자가 산림분야의 연구자가 아님에도 불구하고 산림을 대상으로 산림기상 연구를 수행한 경우가 많았다. 이 경우에는 저자에 상관없이 모두 산림기상 관련 논문으로 취급하여 분류하였다. 전체적으로 보면, 산림기상과 수목생리 관련 논문이 총 54편으로 가장 많고, 기후와 산림생장이 49편, 산악지역 미기상이 47편으로 이 3개 분야의 논문이 전체의 68.2%를 차지하고 있다. 반면에 기후변화와 산림생태계 관련 논문이 10편으로 가장 적었고, 다음은 산림기상과 산불이 16편, 산림기상과 산림보호가 21편, 그리고 기후와 산림식생분포가 23편인 것으로 분석되었다. 이상의 7개 영역의 논문을 세부적으로 분석한 결과, 해당 영역 내에서 다양한 주제의 연구가 수행된 것으로 파악되었다. 산림생태계의 현상은 기상조건과 밀접한 관계를 맺고 있다. 따라서 다양한 산림분야의 연구는 기상조건을 고려하여 수행되어야 좀 더 정확한 결과를 도출할 수 있다. 그동안 사용가능한 산림기상 자료의 부족 등으로 인하여 산림기상 관련 연구에 한계가 있었던 것이 사실이다. 하지만 최근에 이루어진 산림수치기후도의 제작, 산림기상관측망의 확충, 산악 지역 내의 플럭스 관측망 설치, 기후변화 시나리오의 사용 등은 앞으로 산림기상 관련 연구의 활성화에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 판단된다. 뿐만 아니라 위성영상이나 산림지리정보시스템 등과 같은 과학기술의 접목과 함께 첨단 통계기법의 적용은 산림기상 분야의 연구를 양적 그리고 질적으로 크게 성장시킬 수 있을 것으로 기대된다.

한국형모델 운영 현황 및 예측성능 진단

임윤진,박세영,구본양,김해근,조아라,이성은,최원,임혜란,박예서,강현석,원덕진,권영철 한국기상학회 2021 한국기상학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.10

기상청은 한국형모델(KIM)을 2020년 4월부터 실시간으로 운영하며 본격적으로 예보생산에 활용 중이다. 기상청 슈퍼컴퓨터를 통해 매일 4회(00, 06, 12, 18UTC) 12km 해상도의 12일 전지구 예측정보가 생산되며, 기존의 현업모델인 영국통합모델과 함께 단 중기 날씨예보 생산을 위한 기초자료로 제공된다. 수치모델링센터에서는 관측자료의 추가 활용, KIM모델의 강수과정과 지면-대기 상호작용 등을 개선하여 예측성능을 높이는 한편, 예보관과 함께 모델의 특성과 문제점을 분석하고 해결방안을 도출하여 2020년 부터 총 3회의 성능 개선을 추진하였다. 한국형모델의 결과는 기상청 누리집(weather.go.kr/w/index.do)과 방재기상정보 시스템(https://atso.kma.go.kr)을 통해 재해예방 관련 기관과 국민에게 실시간 제공되고 있으며, 더욱 상세하고 정밀한 해양기상, 항공기상, 황사예보에도 활용되고 있다. 본 발표에서는 한국형모델을 2020-2021 여름철 동안 예보현장에 직접 적용한 정성적인 예측성능 진단 결과를 제시하였다. 여름철 주요기상 이슈(장마, 태풍, 폭염 등)에 대한 ’20년과 ’21년 한국형모델의 예측 성능은 기존 현업모델인 영국통합모델(UM)과 유사한 수준인 것으로 확인되었다. 최장 기간의 장마기간을 보였던 ’20년(54일 중부, 49일 제주)과 역대 3번째로 짧았던 ’21년(17일 전국)에 대한 12시간 누적강수의 3일 예측 성능(정확도와 맞힘률)은 UM과 비슷하였으며, 사례별 분석에서도 강수기작에 따라서 차이는 있지만 우수한 성능을 보였다. 우리나라에 영향을 미쳤던 태풍의 진로 예측에 있어서도 발생초기를 제외하면 일관성 있는 진로를 예측하였다. 특히, 폭염 발생시 공간분포를 UM 대비 관측과 유사하게 나타나는 특징을 보였다.

Evolution of Agrometeorology at the Global Level

Sivakumar, M.V.K. 한국농림기상학회 2004 한국농림기상학회지 Vol.6 No.2

농업기상은 지난 100년동안 서술적인 학문에서 물리학적 및 생물학적 법칙을 활용하는 정량적인 학문적으로 발전되어 왔다. 농업인들은 기후와 기상정보의 이용으로 수익을 개선할 수 있다는 점을 더욱 깊이 인식하게 되었고, 이는 농업기상서비스에 대한 수요를 증대로 이어질 것이라는 점은 의심할 여지가 없다. 그러므로 21세기 농업기상의 필요성과 전망을 크게 두 가지 주제로 구분하는 것은 시의 적절하다 할 수 있다. 즉 농업생산을 위한 농업기상서비스와 이들 서비스를 지원하기 위한 농업기상자원시스템의 중요한 구성요소인 자료, 연구, 정책 및 훈련/교육/지도의 중요성이 더욱 강조될 것이다. 몬티쓰박사가 말한 바와 같이, 식량공급은 궁극적으로 기상자원의 잠재성을 탐구하거나 악기상의 영향을 최소화하는 농민의 기술력에 좌우될 것이다. 장비, 자료관리체계, 기후예측, 작물모의, 농업기상정보 배분등에 있어서의 최근 발전으로 인해 농민이 이러한 핵심기술을 습득, 향상시키는 것을 돕기 위해 필요한 도구들이 농업기상학자들에게 제공되고 있다. 따라서 향후 농업기상기술의 현장활용은 그 전도가 매우 밝다 하겠으며, 이러한 기술의 현장활용을 통해 지속농업의 촉진 및 빈곤타파 등에 농업기상이 근원적인 커다란 기여를 할 수 있을 것이다. Agricultural meteorology has advanced during the last 100 years from a descriptive to a quantitative science using physical and biological principles. The agricultural community is becoming more aware that using climate and weather information will improve their profitability and this will no doubt increase the demand for agrometeorological services. Hence it is timely that the needs and perspectives for agrometeorology in the 21^(st) Century are grouped under two major headings: agrometeorological services for agricultural production and agrometeorological support systems for such services. Emphasis must be placed on the components of such support systems comprising of data, research, policies and training/ education/extension. As Monteith (2000) mentioned, food supplies ultimately depend upon the skill with which farmers can exploit the potential of good weather and minimize the impact of bad weather: Recent developments in instrumentation, data management systems, climate prediction, crop modelling, dissemination of agrometeorological information etc., provide agrometeorologicts the tools necessary help the farmers improve such skills. The future for operational applications of agricultural meteorology appears bright and such applications could contribute substantially to promote sustainable agriculture and alleviate poverty.

고해상도 입체기상관측자료 확보를 위한 기상드론과 고층관측장비의 비교 관측

이승협,박미르,전혜림,박미은 한국기상학회 2021 한국기상학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.10

강원영동 공동 입체기상관측 프로젝트에서는 영동대설과 강풍의 메커니즘을 이해하기 위해 3차원 관측을 수행하고 있다. 그러나 기존의 고층관측장비는 대기최하층 관측자료를 생산하는데 시공간해상도가 낮거나 정확도가 떨어지는 단점이 있다. 이에 따라 이번 연구에서는 기상드론과 고층기상관측장비(레윈존데, 윈드프로파일러, 윈드라이다)의 관측자료를 비교하여 기상드론의 대기최하층(150 m 고도 이하) 관측공백 해소를 통한 고해상도 3차원 관측자료 확보 가능성을 확인하고자 한다. 레윈존데와 윈드프로파일러는 북강릉에서 상시관측했으며, 윈드라이다는 프로젝트 기간 동안 대관령에서 관측하였다. 기상드론은 각 장비에서 30~48 m 떨어진 지점에서 비행했고, 북강릉지점에서는 최대 300 m 고도까지 연직상승 및 하강, 대관령지점에서는 150, 200, 250 m 고도에서 10분간 정지관측하였다. 관측날짜는 바람이 약해 드론 비행에 적합한 2021년 4월 23일, 5월 13일과 영동강풍 특별관측기간에 해당하는 2021년 5월 7일로 총 3일간 총 23회 비교관측을 수행하였다. 기상드론과 레윈존데의 관측결과, 기온과 습도는 200 m 고도에서 각각 1.5℃ 이상, 15% 이상 큰 편차가 나타났다. 풍속은 바람이 강했던 5월 7일 고도에 따라 2 m/s이상의 차이를 보였으나 바람이 약했던 4월 23일에는 지상부터 200 m 고도까지 1 m/s의 편차로 기상측기검정기준을 만족했다. 또한 두 장비의 상관계수(r)는 풍속과 풍향 모두 0.7 이상으로 대기최하층에서 기상드론은 3차원 관측자료 생산에 적합하다고 판단했다. 윈드프로파일러는 기상드론과 r값이 -0.85에서 0.10로 낮았으며, 특히 가장 낮은 고도인 150 m에서 풍속과 풍향의 편차가 각각 4 m/s와 80°로 가장 컸다. 이러한 윈드프로파일러의 대기하층의 부정확성과 150 m 이하의 관측공백은 기상드론으로 대체 가능하다고 생각된다. 윈드라이다와 기상드론의 풍속과 풍향의 평균편차는 각각 1 m/s와 5°이었지만, 시간에 따른 일변동 경향이 유사하고 r값은 0.86으로 높아 기상드론 자료를 통해 윈드라이다 최하층 자료 보정이 가능할 것으로 판단하였다. 이번 연구에서 레윈존데와 비교를 통해 기상드론의 대기하층 3차원 관측자료 생산가능성을 확인했으며, 기상드론과 원격관측장비인 윈드프로파일러와 윈드라이다의 비교에서는 100 150 m 고도이하의 관측공백해소와 연직해상도를 높일 수 있었다.

양양지역 송이 발생과 기상요소의 상관관계

심교문 ( Kyo Moon Shim ),고철순 ( Cheol Soon Ko ),이양수 ( Yang Soo Lee ),김건엽 ( Gun Yeob Kim ),이정택 ( Jeong Taek Lee ),김순정 ( Soon Jung Kim ) 한국농림기상학회 2007 한국농림기상학회지 Vol.9 No.3

지금까지 자생지의 기상환경평가는 주로 월별 기상자료와 연간 발생량을 토대로 하여 분석하였다. 또한, 기상자료도 발생 인근지역의 종관기상자료(기상청)를 주로 활용하였으므로, 기상요소와 버섯발생량의 상관성을 명확히 구명하는 데 효과적이지 못했다. 따라서 본 연구에서는 강원도 양양의 자생지에 기상측기를 설치하고, 3년간(2003~2005년) 자생지 주변의 기상환경과 버섯발생량을 측정 및 조사하여 이들의 상관관계를 분석하였다. 송이의 출현 개체수는 발생초일(9월상/중순)부터 발생종일(10월상/중순)까지 거의 매일 조사하여 기록하였다. 10월의 고온과 잦은 강우현상에 의해 발생종일이 늦추어진 2005년에 가장 많은 송이가 발생하였고, 9월의 적은 강우와 10월의 무 강우현상에 의해 발생종일이 앞당겨진 2004년에 송이가 가장 적게 발생하였다. 수분관련 기상요소(상대습도, 토양수분, 강우량)가 온도관련 기상요소(기온, 지온, 지중열류량, 일사량)보다 발생량과 상관성이 다소 높은 것으로 조사되었으나, 이들의 상관관계는 매우 낮았고(r=0.15~0.46), 통계적으로도 유의하지 않았다. 상관관계가 낮은 이유로는 발생량에 관여하는 인자가 기상요소뿐만 아니라 송이의 생물적 특징, 소나무와의 공생관계, 토양, 주변식생 등 다양한 인자가 존재하기 때문으로 생각되었다. 연중 균사생장을 하는 이 버섯원기를 형성하기 위해서는 저온자극이 필요한데, 본 연구에서는 지하 0.05 m 깊이의 3일 이동평균된 지온이 19.5℃이하로 떨어지는 일시적인 저온충격이 필요하며 이로부터 16일 후에 버섯이 발생하는 것으로 조사되었고, 송이의 발생종일은 3일 이동평균된 지온이 14℃이하로 떨어졌을 때 나타났다. The relationships between pine mushroom emergence and meteorological factors were analyzed with three years (from 2003 to 2005) of measurement data at Yangyang site, in order to evaluate the effect of micrometeorological environment on pine mushroom production. Pine mushroom was daily monitored and collected in the survey area during the its producing period (approximately one month). Pine mushroom production was highest in 2005 with the meteorological conditions of high temperature and frequent rainfalls in October. The production was lowest in 2004 due to dry conditions from mid September to late October. The meterological factors related to humidity (i.e., relative humidity, soil water content, and precipitation) were better correlated than those related to temperature (i.e., air and soil temperature, soil heat flux and solar radiation) with pine mushroom production. However, all of the correlation coefficients were statistically insignificant with values ranging from 0.15 to 0.46. Such poor correlations may be attributed to various other environmental conditions (e.g., topography, soil, vegetation, other fungi, the relationship between pine mushroom and pine forest) affecting pine mushroom production. We found that a mycelium requires a stimulation of low temperature (of three-day moving average) below 19.5℃, in order to form a mushroom primordium which grows to pine mushroom after 16 days from the stimulation. We also found that the pine mushroom production ended when the soil temperature (of three-day moving average) fell below 14.0℃.

社團法人 韓國氣象學會定款 외

편집부(편집자) 한국기상학회 1993 대기 Vol.3 No.2

조기경보시스템 검증을 위한 무인기상관측망 실황자료 표출 시스템

김대준,박주현,김수옥,김진희,김용석,심교문 한국농림기상학회 2020 한국농림기상학회지 Vol.22 No.3

The Early Warning System for agrometeorological hazard of the Rural Development Administration (Korea) forecasts detailed weather for each farm based on the meteorological information provided by the Korea Meteorological Administration, and estimates the growth of crops and predicts a meteorological hazard that can occur during the growing period by using the estimated detailed meteorological information. For verification of early warning system, automated weather observation network was constructed in the study area. Moreover, a real-time web display system was built to deliver near real-time weather data collected from the observation network. The meteorological observation system collected diverse meteorological variables including temperature, humidity, solar radiation, rainfall, soil moisture, sunshine duration, wind velocity, and wind direction. These elements were collected every minute and transmitted to the server every ten minutes. The data display system is composed of three phases: the first phase builds a database of meteorological data collected from the meteorological observation system every minute; the second phase statistically analyzes the collected meteorological data at ten-minutes, one-hour, or one-day time step; and the third phase displays the collected and analyzed meteorological data on the web. The meteorological data collected in the database can be inquired through the webpage for all data points or one data point in the unit of one minute, ten minutes, one hour, or one day. Moreover, the data can be downloaded in CSV format. 농촌진흥청 농업기상재해 조기경보시스템은 기상청으로부터 제공되는 기상정보를 활용하여 농장 단위로 상세 추정하고, 추정된 상세 기상정보를 바탕으로 작물의 생육 추정 및 생육이 진행됨에 따라 발생할 수 있는 기상 재해를 예측하여 사용자에게 미리 전달한다. 이들 예측 정보를 검증하기 위한 무인기상관측망을 연구 지역 내에 구축하였으며, 관측망으로부터 수집되는 기상 실황 자료의 실시간 웹 표출 시스템을 구축하였다. 기상관측장비로부터 수집되는 기상요소로는 기온, 습도, 일사량, 강우량, 토양수분, 일조시간, 풍속, 풍향 등이며, 1분단위로 수집 및 10분 간격으로 서버로 전송된다. 자료 표출 시스템은 기상관측장비로부터 수집되는 1분 단위의 기상자료를 DB로 구축하는 1단계, 수집된 기상자료를 10분, 1시간, 1일 단위로 통계 분석하는 2단계, 수집 및 분석한 기상자료를 웹으로 표출하는 3단계로 구성된다. DB에 수집된 기상자료는 웹 페이지를 통해, 전체 지점 또는 1개 지점의 1분단위, 10분단위, 1시간 단위, 1일 단위로 조회할 수 있으며, CSV 포맷으로 다운로드 할 수 있다. 자료표출 시스템 접속 URL은 http://aws.agmet.kr 이다.

광학 흐름(Optical-flow)기법을 활용한 레이더 영상기반 벡터 산출에 관한 연구

모선진,구지영,류근혁,박진우 한국기상학회 2021 한국기상학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.10

기상레이더는 전자기파를 대기 중에 방사하여 강수입자에 반사되어 되돌아오는 전자기파 신호의 강도와 수신 시간을 통해 강수의 위치와 강도를 관측하는 장비로 세밀한 시·공간 해상도를 가지고 있어 위험기상 감시에 매우 중요한 역할을 하고 있다. 더욱이 기상레이더 영상은 시각적인 측면에서 가시성이 높아 다양한 활용이 가능하다. 즉 기상레이더 원시자료뿐 아니라 영상의 변화 특성만으로도 기상현상의 흐름을 파악할 수 있는 장점을 가지고 있다. 특히 영상처리기법이 기상연구 분야에서도 점차 확대되고 있고 기상레이더 영상과 같이 높은 해상도를 가지는 영상자료의 경우 영상처리기법이라는 새로운 접근을 통해 유용한 정보 생산을 기대할 수 있다. 본 연구에서는 일정 시간 간격으로 산출되는 기상레이더 영상자료를 기반으로 하여 시간차에 의한 기상레이더 영상의 변화추이를 영상처리기법중 하나인 광학흐름(Optical Flow) 방법을 통해 기상현상 흐름을 벡터로 산출하였다. 광학흐름기법을 기상학적 측면에서 좀 더 유용하게 적용하기 위하여 기상현상 규모에 적합한 벡터분석 해상도, 기상레이더 영상이 존재하지 않는 영역에서의 벡터보간, 특정 기상현상의 흐름과 대기 전체 흐름 구분을 위한 평균흐름 벡터 제거 등을 통해 태풍과 같은 관심 기상현상의 특성을 도출하였다. 또한, 지형적 특성으로 발생하는 국지 흐름을 고려하기 위하여 평균흐름 벡터 제거 과정에서 국소면적 이동평균 흐름 산출 기법을 적용하여 정확도 향상을 도모하였다. 본 연구를 통해 기상레이더의 원시자료 활용뿐 아니라 영상자료 고유의 특성 활용이라는 기상레이더 활용 영역 확대와 영상처리기법의 향후 기상학분야에서의 활발한 활용을 기대해 본다.