도플러 연직 라이다의 바람 산출 알고리즘 비교 = Intercomparison of Wind Retrieval Algorithms for Doppler Vertical LiDAR

국문 초록 (Abstract)

최근 활용도가 급격히 증가하고 있는 도플러 윈드 라이다는 바람의 연직 분포를 고해상도로 연속 산출할 수 있는 관측장비이다. 그러나 관측방식과 데이터 처리 설정에 따라 산출되는 바람 벡터의 정확도에는 차이가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 경사 주사(Scanning) 방식의 연직 라이다 시선속도를 이용하여 바람 벡터를 산출하는 선형대수학 기반의 대수적 알고리즘을 제시하였다. 각 알고리즘의 정확도는 라디오존데 GPS 기반 바람 벡터와 비교 평가하였으며, 이를 통해 제안된 방식이 기존 인접 방위각 방식의 수치적 불안정성을 해결하고 산출 신뢰성을 확보함을 확인하였다. 또한, 국지적 변동성이 뚜렷한 사례를 대상으로 윈드프로파일러 관측 결과와 비교함으로써 윈드 라이다 관측의 유용성을 검증하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Doppler wind LiDAR (Light Detection and Ranging), whose applicability has been rapidly increasing in recent years, is an instrument capable of continuously retrieving high-resolution vertical profiles of wind. However, the accuracy of the retrieved wind vectors may vary depending on the observation strategy and data processing configuration. In this study, matrix-algebra-based algorithms for retrieving wind vectors from radial velocities measured by a vertical wind LiDAR in scanning mode are presented. Algorithm accuracy was evaluated against GPS-based radiosonde data, confirming that the proposed method resolved numerical instability in the conventional adjacent azimuth approach and ensured data reliability. In addition, the usefulness of wind LiDAR observations is examined by comparison with wind profiler measurements in cases characterized by pronounced local variability.