제주도 지방의 집중호우 경향과 사례 연구 = Tendency of Heavy Rainfall and Case Study over Cheju Island in Korea

국문 초록 (Abstract)

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.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

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.

목차 (Table of Contents)

• 목차
• I. 서론 = 1
• II. 자료 및 분석방법 = 4
• 1. 분석자료 = 4
• 2. 분석방법 = 4
• III. 제주지방의 집중호우 경향 = 8
• 1. 지역 및 계절별 경향 = 8
• 2. 유형(Pattern)별 경향 = 12
• 1) 유형 분류 = 12
• 2) 유형별 종관 조건(Synoptic Condition) = 14
• IV. 집중호우 사례(CASE) 분석 = 16
• 1. 사례선정 = 16
• 2. 종관 분석(Synoptic Analysis) = 16
• 3. 중규모 분석(Mesoscale Analysis) = 26
• 1) 지형(Topography)특성 = 26
• 2) 대기선도(Skew-T, log P diagram) = 29
• 3) 수직단면도 = 34
• 4. 사례분석 결과 = 44
• V. 결론 = 47
• -참고문헌 = 50
• -요약 = 52
• -감사의 글 = 54