제주도 지방의 집중호우 경향과 사례 연구

유종인 제주대학교 대학원 1998 국내석사

제주도의 강수량 관측은 최근 관측망이 증가하기 전까지 해안에 국한되어 있었으므로 강수량이 많은 중산간지방의 집중호우 경향은 파악하기 어려웠다. 그러나 지난 5년(1993∼1997)동안 자동기상관측(AWS) 등 관측망이 확대되면서 이러한 연구가 가능해졌다. 이 연구에서는 확대된 강수량 자료를 사용하여 제주도의 집중호우 경향을 분석하고 특정한 사례를 선정하여 특성을 파악해보았다. 제주도 지방의 집중호우(≥80 mm/day)는 계절별로 여름, 봄, 가을, 겨울 순으로 많이 발생하고 월별로는 8월에 현저하게 편중되어 있으며 9월에 예상외로 적었다. 집중호우가 대부분 여름에 발생되는 것에 비하면 150 mm/day 이상은 3∼5월과 10∼12월에 증가율이 높았고, 최근 2년(1996∼1997)동안 10월∼12월에 발생한 집중호우 5회는 모두 150 mm/day 이상이었다. 제주도 지방의 집중호우는 지역적으로 많은 차이를 나타낸다. 이것은 제주도를 기준으로 접근하는 저기압의 통과 위치에 따라 풍상층이 결정되고, 산악효과에 의해 강수량이 결정되기 때문이다. 지난 5년동안 제주도 부근을 통과한 저기압(태풍포함)은 총 90회이다. 이 중 62%가 80 mm/day 이상의 집중호우를 가져왔는데 저기압 통과로 풍상층이 되기 쉬운 남∙동부 지역이 북∙서지역보다 많다. 이에따라 지역별 강수량 분포는 남부 해안형(Southern Coast Type, SCT)을 포함한 남부형(Southern Area Type, SAT)이 51%로 가장 많다. 제주도에서 집중호우가 형성되는 과정의 특징들은 1)습윤공기 확장이 뚜렷하여 850∼700hpa 층의 빠른 이류가 있고, 한라산 정상을 경계로 역전층이 존재하며, 저층 또는 중층까지의 대기 안정도가 조건부 불안정하다. 2)상층과 하층에 서풍과 동풍 또는 북서와 남동풍이 각각 불어서 한라산 정상을 중심으로 강한 수렴대가 형성된다. 3)산악효과 및 저층의 강한 바람에 의하여 포화된 불안정한 공기가 빠르게 상승하여 국지적으로 왕성한 대류가 발생한다. 저기압 접근시 저층에서 풍향과 풍속의 강도, 역전층 유무 및 고도에 따라 영향을 받기 때문에 위와같은 특성들에 따라 집중호우 구역이 중산간 지역이나 풍상층 지역으로 구별된다. 반면 뚜렷한 종관조건 없이 하층제트에 의한 강한 바람이 한라산을 넘으면 생기는 파가 불안정한 공기를 상승시키고, 이 때 지면가열이나 상층의 한기 유입에 의하여 상승기류가 빠르게 가속화 되면 풍하층 좁은지역에서 집중호우가 내릴 수 있는데 사례의 빈도수는 극히 적어 보인다. The observational network of precipitation in Cheju Island was confined to coastal areas before its recent expansion so that it was hard to study the tendency of heavy rainfall in the mountain areas, which have high rainfalls. However, the network expansion in recent 5 years( 1993-1997) make it possible. In this paper, the tendency of heavy precipitation over Cheju Island has been studied with the data and its characteristics has been also analyzed with case study. Heavy rainfall(≥80 mm/day) over Cheju Islands occurs more frequently in summer, spring, fall, and winter in order, most frequently in August, and unexpectedly rare in September. When compare to that most heavy rainfalls occurs in summer, its of ≥ 150 mm/day increased in number in March to May (spring) and Octorber to December, especially all the heavy rainfalls occured in Octorber to December of 1996 and 1997 are of ≥ 1,50 mm/day. The heavy rainfall in Cheju shows regionally different tendencies. It may he because that the up-wind region is depend on the location of cyclones passing through the island and the precipitation is determined by mountain effect. For recent fine years, 56 cases(62%) out of 90 cyclones including typhoon which had passed through Cheju were recorded as heavy precipitation of ≥ 80 mm/day, and they occur more frequently in the south-east area, where come to be upwind regions, than north-west areas. Cyclones generally caused southerly or south-easterly wind, and so heavy precipitation falls in the south-east area and the mountain area where come to be up-wind region against southerly wind. The characteristics of heavy rainfall's formulation are as follows. First, with an expansion of misture air to Cheju Islands and an swift advection in the layer of K:50-700hpa, an inversion layer is formed in the height of mountain summit and an conditional instability is formed in the lower layer. Second, convergence zone is formed along Mt Halla by westerly or north-westerly wind in the upper layer and easterly or south-easterly wind in the lower layer. Third, a strong convection of moisture air ascended forcibly by the orographic effect. Since heavy rainfalls are affected by the wind direction and wind strength in the lower layer and the existence and altitude of inversion layer, heavy rainfalls seem to occur in the upwind region and mountain region when cyclones approach Cheju Islands. Without cyclone and typhoon, heavy rainfalls can occur when the waves, which is formed by air's climbing up and down the mountain with jet stream in the lower layer, push up the unstable air and the ascending is accelerated by heating of radiation or cold air divergence from the upper layer. However, the case seems to occur rarely.

상당온도로 본 장마전선의 특징

박준 서울대학교 대학원 2014 국내석사

본 연구에서는 장마전선을 위도에 따라 네 가지 유형(위도 27°-30°, 30°-33°, 33-36°, 36°-39°)으로 구분하고 각 유형별 전선의 수직구조와 종관특성을 분석하였으며, 저기압 동반 유무에 따라 차이가 나타나는지를 살펴보았다. 본 연구에서는 상당온도를 사용하여 장마전선의 수직 구조를 분석하였다. 상당온도는 상당온위보다 값의 변화가 크며, 고도가 상승할수록 감소하는 특성 때문에 전선의 수직 구조 분석에 유용하게 이용될 수 있다. 연구 결과, 상당온도가 하강하는 지점에 상당온도의 음의 최대값이 분포하는 영역과 상당온도의 수직경도가 작은 영역이 존재하며, 이 지점에서 전선의 기울기 값이 크다는 점을 확인할 수 있었다. 전선의 기울기는 전선이 북상할수록 약해지는 모습을 보였다. 바람의 수직구조를 살펴보면 전선의 남쪽에 하층제트와 상승기류가 존재하며, 전선 북쪽에서는 대기 하층에 동풍과 상층제트가 나타나는 모습을 보였다. 전선 북쪽에 나타나는 대기 하층의 동풍은 전선이 북상하면 약화된다. 강수강도는 전선을 중심으로 강하며, 전선이 북상할수록 강수강도가 강해지는 양상을 보였다. 상층 종관장의 분석 결과는 바람장의 분포가 전선의 형성과 유지에 중요함을 보였다. 대기 하층에서는 전선이 위치한 위도대로 남서기류가 들어오며, 200hPa면 일기도에서는 북쪽에 위치한 서풍이 남하하여 전선 북쪽을 통과하는 모습을 보였는데, 이는 전선의 수직 구조상에 제시되는 바람의 분포와 동일하다. 대기 하층에서는 전선 부근에서 온도 변화가 급격하게 나타났으며, 전선 북쪽의 동풍 순환으로 인해 한기가 서쪽으로 확장되는 양상이 온도 분포에서 드러났다. 상대소용돌이도 분석 결과는 대기 하층의 양의 상대소용돌이도 중심은 한반도 이남의 전선의 경우에는 500hPa면의 양의 소용돌이도의 중심과의 연계가 약하나, 한반도에 위치한 전선은 500hPa면의 중심과의 연계가 비교적 강하게 나타나는 모습을 보였다. 저기압 동반유무에 따라 전선의 수직 구조와 종관장 특성에는 차이가 나타났다. 저기압이 전선에 동반될 때에는 유형 I을 제외하고, 전선의 기울기 값이 더 강하며, 높은 고도까지 나타났다. 서풍은 전 고도에 걸쳐 전선 부근에서 강화되는 모습을 보였으며, 전선 북쪽의 대기 하층에 나타나는 동풍의 세력도 전선이 위치한 위도대에 관계없이 강하게 유지되었다. 전선의 상승기류와 강수강도는 유형 I을 제외하면, 강화되는 모습을 보였다. 하층 일기도에서는 저기압과 저기압성 회전이 전선 상에 등장했으며, 그 결과 전선의 북쪽에서 한기가 서쪽으로 더 확장되는 온도 분포가 나타났다. 200hPa면 일기도에서는 유형 IV를 제외하고 북쪽에 위치한 서풍이 일반적인 경우보다 조금 더 남하한 후에 전선의 북쪽을 통과하였다. 그리고 전선이 위치한 위도대와 관계없이 850hPa면과 700hPa면, 그리고 500hPa면의 양의 상대소용돌이도의 중심들이 꽤 연계되는 모습을 보였다. 본 연구는 장마전선이 위치한 위도대 및 저기압 동반 유무에 따라 전선의 수직구조와 상층 종관장이 다르게 나타남을 밝힌 점과 국내 전선 연구에 거의 활용되지 않은 상당온도가 장마전선의 분석에 유용하게 활용될 수 있음을 보인 연구라는 점에 그 의의가 있다.

호남지방에서 관측된 집중호우의 종관적 특성

김상효 조선대학교 교육대학원 2004 국내석사

The statistical characteristics of heavy rainfall occurred in Honam area were revealed in this study. Data used in this study are precipitation and synoptic data observed at sixteen site in Honam area during recent thirty years The number of observed heavy rainfall is 944 for thirty years. The frequency of heavy rainfall event is relatively high from June to September and the highest frequency and strong intensity of heavy rainfall are can be seen at August. Pressure pattern at heavy rainfall event can be divided into low pressure type, Jangma front type, mT border type, trough type, and heavy rain by Typhoon, and heavy rain fall event due to Jangma front type is often occurred in this area. The number of occurrence of heavy rainfall is 291, 209, 217,180 and 47 by Jangma front type, Typhoon, low pressure type, trough type, and mT border type, respectively. Therefore the reasons of most part of heavy rainfall occurred in Honam area are the existence of Jangma front, typhoon, and trough.

시베리아 고기압 확장시의 우리나라 국지 대설에 관한 종관 특성 연구

김명철 서울대학교 대학원 2011 국내석사

대구시 녹지의 공간적 변화 분석과 미래 예측 : 산림·초지를 중심으로 : A Case Study of Forests and Grasslands

서현진 경북대학교 대학원 2017 국내박사

In this study, the spatial change of urban green spaces in Daegu, Korea was analyzed and predicted where its urbanization is in the stage of stabilization. To do so, three kinds of analyses were performed. First, in order to analyze the spatial change of urban green spaces in Daegu from 1989 to 2009, the conversion process of land cover was explored and synoptic and gradient analyses were conducted using spatial metrics. Second, using physical, social, economic, and policy factors selected, ordinary least squares(OLS) regression analysis, hot-spot analysis, logistic regression analysis and generalized estimating equation(GEE) regression analysis were performed to identify the forces driving the spatial change of urban green spaces in Daegu. Third, the CA-Markov model was applied to predict the spatial change of urban green spaces in 2020 and 2030 and to investigate the spatial patterns by synoptic and gradient analyses. The results from this study are summarized as follows. The synoptic and gradient analyses show that urban green spaces in Daegu were gradually fragmented in size, shape, cohesion and diversity around the Dalseong-gun, Seongseo and Ansim housing development districts. Forests were most prominently fragmented in the Hwawon area and most rapidly in the Chilgok area. Grasslands were largely fragmented due to the decrease in size and cohesion in many areas and most fragmented in the Ansim area. The GEE analysis indicates that the area and size metrics were positively correlated with the proportion of residential areas and negatively correlated with the distance to roads. In the case of the shape metrics, there was a positive relationship with the slope and the proportion of industrial areas and there were no significant variables with negative relation. The cohesion and diversity metrics were positively correlated with the slope and there were no significant variables with negative correlation. The urban green spaces of Daegu in 2020 and 2030 were predicted using the CA-Markov model. The simulation results show that forests decreased significantly compared to the year of 2009. Through the land cover change detection, it was found that the spatial change was related to the increase of urbanized and agricultural areas. On the other hand, grasslands showed a slight increase. The synoptic and gradient analyses illustrate that the quantitative decrease of urban green spaces was observed in the region where the urban growth occurred rapidly until 2009 and they were remarkably fragmented although their complexity was lowered. In particular, Gachang-myeon in ​​Dalseong-gun was highly fragmented. Overall, the complexity of urban green spaces was lowered but their fragmentation increased since forests almost disappeared in the areas from Doosan-dong in Suseong-gu and Bongdeok-dong in Nam-gu to Eumnae-dong and Guam-dong in Buk-gu. The significance of this study is as follows. First of all, this study provides an empirical case study of the spatial change of urban green spaces in Daegu in the stage of stable urbanization from 1989 to 2009 considering the form and distribution along with the total amount. Second, this study made it possible to analyze the local variation of urban green spaces through the difference map by applying the moving window method as a sampling strategy for quantifying spatial metrics. Also, this study suggested the optimal window size for capturing the local variation of the spatial metrics through the sensitive analysis. Third, this study applied hot-spot analysis and GEE regression analysis to analyze the driving forces of urban green spaces. The hot-spot analysis was employed to cluster the changes of spatial metrics from 1989 to 2009 while GEE regression analysis was used to remove the spatial autocorrelation effect detected from the logistic regression analysis. Fourth, this study extends exiting literature by predicting urban green spaces in Daegu and analyzing the spatial change at the global and local levels. Finally, the spatial pattern of the fragmented urban green spaces identified by this study can be used as a base data for establishing the environment-friendly urban development strategy.

종관 배경에 따른 한반도 집중호우의 분류

노준우 서울대학교 대학원 2003 국내석사