표제지

제출문

목차

보고서 요약서 24

요약문 26

제1장 과업의 개요 35

제1절 과업의 배경 및 필요성 35

제2절 과업수행 내용 36

제2장 과업수행 결과 39

제1절 이중편파레이더 강수량 추정 및 합성기술 개발 39

1. 백령도 레이더 이중편파변수 오차 및 안정성 평가 39

1.1. 국외 이중편파레이더 변수안정성 평가기술 조사 40

1.2. 반사도 및 차등반사도 관측오차 산출 및 평가 77

1.3. 레이더 관측변수 정량적 안정성 평가 80

2. 하이브리드지도 기반 강우추정기술 확대 적용 91

2.1. HSR 마스크 입력자료 생성 91

2.2. 반사도 및 차등반사도 HSR 지도 생성 104

2.3. HSR 강우추정 및 강우파일 생성 106

2.4. HSR 기반 산출물 검증 121

3. 단일 및 이중편파레이더 산출물 합성기술 개발 153

3.1. HSR 기반 반사도·차등반사도 합성기술 개발 153

3.2. HSR 기반 레이더 강우 합성기술 개발 157

3.3. HSR 기반 합성강우 검증 163

4. HSR 기반 기술의 향후 연구 방향 및 활용분야 확대 방안 제시 168

4.1. 향후 연구방향 168

4.2. 활용분야 확대 방안 171

제2절 레이더-위성을 이용한 융합강수장 산출기술 개선 173

1. 레이더 관측공백지역에 대한 레이더-위성 기반 융합강수장 불연속 개선 173

1.1. 한반도 레이더 관측영역에서의 공백지역 융합강수장 산출 173

1.2. 다양한 사례분석을 통해 융합강수장의 불연속면 최소화 기법 개선 183

1.3. 레이더-위성-초단기모델 강수장의 최적가중치를 이용한 융합강수장 산출 개선 및 검증 187

2. 레이더-위성-모델 기반 융합강수장의 서해상 확장 적용 및 성능 평가 191

2.1. 진도레이더 관측영역 공백설정 후 융합강수장 적용 및 검증 191

2.2. 한반도 인근 서해상에서 주요 강수사례에 대한 융합기법 적용 199

2.3. 주요 사례에 대한 다른 위성 강수장과의 통계적 비교 평가 213

3. 이중편파레이더-위성 강수 간의 특성분석 및 융합강수 산출 217

3.1. 이중편파레이더 관측변수 및 위성관측변수 간의 관계 및 특성 분석 217

3.2. 이중편파레이더로부터 도출된 수상체 (얼음, 물)에 따른 강수유형별(warm, cold type) 강수-위성관측값 관계 분석 221

3.3. 위와 관련성을 활용한 가상의 이중편파레이더 공백지역 융합강수 시험 산출 226

4. 레이더-위성 융합강수장 산출기술 고도화 및 현업화를 위한 향후 연구방향과 활용분야 확대 방안 제시 230

4.1. 레이더-위성 융합강수장 산출 기술 고도화를 위한 융합기술 흐름도 제시 230

4.2. 이중편파레이더 적용을 위한 필요 기술 및 방안의 개념적 제시 231

4.3. 현업화 활용을 위한 융합강수장의 활용 가능 방향 제시 232

제3절 레이더 테스트베드 관측자료 활용 기반기술 개발 233

1. 레이더 테스트베드 관측자료 활용 기반 이중편파레이더 최적 관측기술 개발 233

1.1. 2013년 신규 도입된 이중편파레레이더의 빔 차폐 시뮬레이션 구현 233

1.2. 현업용 이중편파레이더의 관측전략을 이용한 부분 빔 차폐 보정 원형기술 개발 248

2. 레이더 테스트베드와 비교관측소 간 관측기술 연계 기반기술 개발 290

2.1. 비교검증자료를 이용한 이중편파변수의 신뢰도 검증 290

2.2. 부분 빔 차폐 보정 자료 검증기술 개발 324

3. 레이더 테스트베드의 활용성 향상을 위한 타분야 응용기술 연구 328

3.1. 레이더부분 빅데이터 연구 추진 국내외 동향조사 328

3.2. 빅데이터 활용 확대를 위한 자료 수집 및 처리와 관련된 기초연구 조사 369

제3장 요약 및 결론 394

제1절 이중편파레이더 강수량 추정 및 합성기술 개발 394

1. 신규 도입 이중편파레이더 하이브리드지도 기반 강우추정을 위한 이중편파 변수 오차 및 안정성 평가 394

1.1. 국외 이중편파레이더 변수안정성 평가기술 조사 394

1.2. 반사도 및 차등반사도 관측오차 산출 및 평가 395

1.3. 레이더 관측변수 정량적 안정성 평가 395

2. 실시간 단일·이중편파레이더 HSR 기반 강우 추정기술 확대 적용 396

2.1. HSR 마스크 입력자료 생성 396

2.2. 반사도 및 차등반사도 HSR 지도 생성 397

2.3. HSR 강우추정 및 강우파일 생성 397

2.4. HSR 기반 산출물 검증 397

3. HSR 기반 개별 단일·이중편파레이더 산출물 합성기술 개발 및 검증 398

3.1. HSR 기반 반사도·차등반사도 합성기술 개발 398

3.2. HSR 기반 레이더 강우 합성기술 개발 398

3.3. HSR 기반 합성강우 검증 399

4. 단일·이중편파레이더 HSR 기반 기술의 향후 연구 방향 및 활용분야 확대 방안 제시 399

4.1. 연구방향 확대 방안 399

4.2. 활용분야 확대 방안 400

제2절 레이더-위성을 이용한 융합강수장 산출기술 개선 401

1. 레이더 관측공백지역에 대한 레이더-위성 기반 융합강수장 불연속 개선 401

2. 레이더-위성-모델 기반 융합강수장의 서해상 확장 적용 및 성능 평가 401

3. 이중편파레이더-위성 강수 간의 특성분석 및 융합강수 산출 402

4. 레이더-위성 융합강수장 산출기술 고도화 및 현업화를 위한 향후 연구방향과 활용분야 확대 방안 제시 402

제3절 레이더 테스트베드 관측자료 활용 기반기술 개발 403

1. 레이더 테스트베드 관측자료 활용 기반 이중편파레이더 최적 관측기술 개발 403

1.1. 2013년 신규 도입된 이중편파레이더의 빔 차폐 시뮬레이션 구현 403

1.2. 현업용 이중편파레이더의 관측전략을 이용한 부분 빔 차폐 보정 원형기술 개발 404

2. 레이더 테스트베드와 비교관측소 간 관측기술 연계 기반기술 개발 405

2.1. 비교검증자료를 이용한 이중편파변수의 신뢰도 검증 405

3. 레이더 테스트베드의 활용성 향상을 위한 타분야 응용기술 연구 407

3.1. 레이더부문 빅데이터 연구 추진 국내외 동향 조사 407

3.2. 이중편파레이더 자료를 활용한 응용기술 조사 410

제4장 참고문헌 411

표 2.1.1. 고해상도 고도각 분포 91

표 2.1.2. 빔 차폐모의를 위해 사용된 레이더별 입력변수 91

표 2.1.3. 관측소별 관측전략 97

표 2.1.4. 백령도(BRI) 및 강릉(GNG) 레이더의 청천대기(clear echo) 조건 사례 98

표 2.1.5. HSR 마스크 생성을 위한 사용변수 및 임계값 102

표 2.1.6. 강우사례별 반사도 편차보정 값 107

표 2.1.7. 선정된 10개 강우사례 107

표 2.1.8. HSR 기반 반사도 및 차등반사도 지도 검증에 사용된 장비 및 자료 특징 121

표 2.1.9. 반사도/차등반사도 검증에 사용된 검증변수 및 계산 식 122

표 2.1.10. 반사도 및 차등반사도 검증 사례별 날짜 및 시간 123

표 2.1.11. HSR 반사도 지도 검증결과(ZH bias＝-1.5 dB)(이미지참조) 129

표 2.1.12. HSR 차등반사도 지도 검증결과(ZDR bias＝0.2 dB)(이미지참조) 130

표 2.1.13. 강우추정 검증에 사용된 검증 변수 133

표 2.1.14. 레이더별 검증반경에 따른 검증 AWS 수량 및 레이더 빔 고도범위 149

표 2.1.15. HSR 합성장 설정 내용 153

표 2.1.16. 개별 레이더 및 합성장(COMP)의 고도분포에 대한 Mean, Median, Mode 비교 158

표 2.1.17. 합성강우 검증결과 167

표 2.2.1. 한반도 합성 레이더 영역의 공백지역에서 산출한 융합강수장의 특징 183

표 2.2.2. 산출된 위성 강수장과 CMORPH 자료간 비교결과 205

표 2.2.3. 이중편파레이더 관측변수 218

표 2.3.1. 11개 고도각으로 구성된 세부 관측전략 구성(PPI #11) 234

표 2.3.2. RHI 관측의 세부 관측전략 구성(RHI #02) 234

표 2.3.3. 7개 고도각으로 구성된 세부 관측전략 구성(PPI #07) 234

표 2.3.4. 연직지향 관측의 세부 관측전략 구성(VRT #03) 234

표 2.3.5. 용인테스트베드 빔차폐 모의를 위한 환경설정 238

표 2.3.6. 이중편파레이더 강우강도 추정식 253

표 2.3.7. TRMM-LBA: 1999년 2월 동안 S-POL과 우량계의 강우량 통계 254

표 2.3.8. 1999년 2월 동안 우량계에 대한 S-POL 강우추정치의 성능 254

표 2.3.9. 인위적으로 20dB와 10dB 감소시킨 방위각에서 반사도 편차의 보정값 279

표 2.3.10. 2008년 6월 14일 1000~1300UTC 사이의 3시간 누적강우량을 사용하여 산출한 두 가지 빔 차폐 보정방법과 방법을 적용하지 않은 각 레이더 QPE에 대한 통계결과. 282

표 2.3.11. 용인테스트베드 레이더 반사도의 시스템 편이 변동 현황 317

표 2.3.12. FIR 필터의 계수 322

표 2.3.13. GATE 기간 동안 관측된 레벨-1 레이더 에코와 시드니에서 관측된 30 dBZ 이상의 스톰에 대한 합성 면적 백분율분포표 330

표 2.3.14. 레이더 에코 면적의 기하평균 331

표 2.3.15. 레이더 에코 최대고도의 기하평균 332

표 2.3.16. 지표에서 500 hPa까지의 질량 가중 평균 바람에 대한 스톰의 움직임의 평균과 표준편차 334

표 2.3.17. 2002~2006년에 North Dakota에서 일중 최대 뇌우 발생 시간대 340

표 2.3.18. 2002~2006년에 북부 Dakota 지역에서 월별에 대한 뇌우 특성 341

표 2.3.19. 2002년부터 2006년까지 북부 Dakota에서 발생한 뇌우의 평균 지속 시간, 평균 풍속, 평균 최대 반사도에 대한 일변동 342

표 2.3.20. 지속 시간의 함수에 따른 추적된 뇌우의 수 345

표 2.3.21. 일 평균값에 대한 상관관계 계수 349

표 2.3.22. 상층의 바람과 폭풍의 발생에 대한 통계(700 hPa와 500 hPa 사이의 라디오존데 평균 바람) 351

표 2.3.23. 낙뢰 시작시간의 통계적 분석 결과. 356

표 2.3.24. VII 퍼센트 359

표 2.3.25. CG의 예측인자로써 IC를 포함한 CG 플래쉬의 최고 예측인자로써 통계 (POD, FAR, CSI)와 선행시간 368

표 2.3.26. 평균 강우강도 비교 379

표 2.3.27. 우적계의 위치와 각 지역의 적운형(층운형)으로 구분된 2분 평균 DSD 자료 수 388

그림 2.1.1. 관측오차(sampling error)산출 순서도 77

그림 2.1.2. 반사도 편차(△ZH)의 연직고도 및 방위각별 빈도분포(이미지참조) 78

그림 2.1.3. 차등반사도 편차(△ZDR)의 연직고도 및 방위각별 빈도분포(이미지참조) 79

그림 2.1.4. 백령도 이중편파레이더의 관측변수별 샘플링 수에 따른 오차변동 79

그림 2.1.5. 일평균 반사도 편차(bias). 2014년 4월부터 9월까지 관측자료 사용 80

그림 2.1.6. 일평균 차등반사도 편차(bias). 2014년 6월 17일부터 9월 30일까지 연직지향 관측자료 사용 81

그림 2.1.7. 백령도 레이더 관측변수별(DZ, DR, RH, PH) 최저고도각(0.2°) PPI 이미지 82

그림 2.1.8. 2014년 06월 02일 하루 동안의 관측변수별 평균 PPI 시계열 83

그림 2.1.9. 2014년 09월 06~07일 동안의 관측변수별 평균 PPI 시계열 84

그림 2.1.10. 2014년 09월 10일 0000KST~09월 11일 1200KST 동안의 관측변수별 평균 PPI 시계열 85

그림 2.1.11. 백령도 이중편파레이더의 2014년 9월 02일 2347KST 연직지향관측 결과 87

그림 2.1.12. 백령도 이중편파레이더의 변수별 일평균 방위각변동 87

그림 2.1.13. 백령도 이중편파레이더 차등위상차의 방위각별 일 변동 88

그림 2.1.14. 2014년 7월 25일 2217KST 백령도 이중편파레이더 연직지향관측자료의 차등위상차 PPI 이미지 및 방위각별 연직분포 89

그림 2.1.15. 2014년 9월 02일 각 변수의 방위각별 일평균 분포(검정 실선) 및 표준편차(황색 막대) 90

그림 2.1.16. 고해상도 고도각의 빔 진행 모식도(안테나 높이는 고려되지 않음) 92

그림 2.1.17. 백령도 레이더(BRI)의 고해상도 고도각별 빔 차폐율 93

그림 2.1.18. 강릉 레이더(GNG)의 고해상도 고도각별 빔 차폐율 94

그림 2.1.19. 비슬산 레이더(BSL)의 고해상도 고도각별 빔 차폐율 95

그림 2.1.20. 각 레이더의 빔 차폐 마스크(좌) 및 빔 차폐 최저고도각지도(우) 96

그림 2.1.21. 강릉레이더(GNG)의 고도각별 지형에코지도 98

그림 2.1.22. 백령도 이중편파레이더(BRI)의 고도각별 지형에코지도 99

그림 2.1.23. 비슬산레이더(BSL)의 고도각별 지형에코지도 99

그림 2.1.24. 강우장 마스크 생성 알고리즘 흐름도(기상레이더센터, 2013) 100

그림 2.1.25. BRI 이중편파레이더의 2014년 9월 03일 0100KST 관측자료를 이용하여 생성한 고도각별 강우장 마스크 101

그림 2.1.26. BSL의 2014년 9월 24일 0300KST 관측자료를 이용하여 생성한 고도각별 강우장 마스크 101

그림 2.1.27. 이중편파레이더 HSR 마스크 생성 알고리즘 흐름도(기상레이더센터, 2013) 103

그림 2.1.28. GNG(a), BRI(b), BSL(c) 레이더의 HSR 마크스 생성 결과 103

그림 2.1.29. 반사도 및 차등반사도 HSR 지도 생성 흐름도 (기상레이더센터, 2013) 104

그림 2.1.30. GNG(a), BRI(b), BSL(c) 레이더의 반사도(ZH) HSR 지도 생성 결과(이미지참조) 105

그림 2.1.31. BRI, BSL의 차등반사도(ZDR) HSR지도 생성 결과(이미지참조) 105

그림 2.1.33. 백령도 이중편파레이더(BRI)의 사례별 추정 강우강도 및 검증 AWS 위치(검은색 점) 108

그림 2.1.34. 백령도 이중편파레이더(BRI)의 사례별 추정 강우강도 및 검증 AWS 위치(검은색 점) (계속) 109

그림 2.1.35. 백령도 이중편파레이더(BRI)의 사례별 추정 강우강도 및 검증 AWS 위치(검은색 점) (계속) 110

그림 2.1.36. 백령도 이중편파레이더(BRI)의 사례별 추정 강우강도 및 검증 AWS 위치(검은색 점) (계속) 111

그림 2.1.37. 백령도 이중편파레이더(BRI)의 사례별 추정 강우강도 및 검증 AWS 위치(검은색 점) (계속) 112

그림 2.1.38. 비슬산 이중편파레이더(BSL)의 사례별 추정 강우강도 및 검증 AWS 위치(검은색 점) 113

그림 2.1.39. 비슬산 이중편파레이더(BSL)의 사례별 추정 강우강도 및 검증 AWS 위치(검은색 점) (계속) 114

그림 2.1.40. 비슬산 이중편파레이더(BSL)의 사례별 추정 강우강도 및 검증 AWS 위치(검은색 점) (계속) 115

그림 2.1.41. 비슬산 이중편파레이더(BSL)의 사례별 추정 강우강도 및 검증 AWS 위치(검은색 점) (계속) 116

그림 2.1.42. 비슬산 이중편파레이더(BSL)의 사례별 추정 강우강도 및 검증 AWS 위치(검은색 점) (계속) 117

그림 2.1.43. 강릉 단일편파레이더(GNG)의 사례별 추정 강우강도 및 검증 AWS 위치(검은색 점) 118

그림 2.1.44. 강릉 단일편파레이더(GNG)의 사례별 추정 강우강도 및 검증 AWS 위치(검은색 점) (계속) 119

그림 2.1.45. 강릉 단일편파레이더(GNG)의 사례별 추정 강우강도 및 검증 AWS 위치(검은색 점) (계속) 120

그림 2.1.46. 비슬산 이중편파레이더(흑색 점) 및2DVD(적색 점) 위치 121

그림 2.1.47. 2012년 06월 01일 0000KST 부터 2012년 09월 30일 2400KST 까지 HSR 반사도(ZH) 및 차등반사도(ZDR) 지도의 검증결과(왼쪽) 및 시계열(오른쪽)(이미지참조) 123

그림 2.1.48. 반사도(위) 및 차등반사도(아래) 검증결과(좌) 및 시계열(우)(사례 #1) 124

그림 2.1.49. 반사도(위) 및 차등반사도(아래) 검증결과(좌) 및 시계열(우)(사례 #2) 124

그림 2.1.50. 반사도(위) 및 차등반사도(아래) 검증결과(좌) 및 시계열(우)(사례 #3) 125

그림 2.1.51. 반사도(위) 및 차등반사도(아래) 검증결과(좌) 및 시계열(우)(사례 #4) 125

그림 2.1.52. 반사도(위) 및 차등반사도(아래) 검증결과(좌) 및 시계열(우)(사례 #5) 126

그림 2.1.53. 반사도(위) 및 차등반사도(아래) 검증결과(좌) 및 시계열(우)(사례 #6) 126

그림 2.1.54. 반사도(위) 및 차등반사도(아래) 검증결과(좌) 및 시계열(우)(사례 #7) 127

그림 2.1.55. 반사도(위) 및 차등반사도(아래) 검증결과(좌) 및 시계열(우)(사례 #8) 127

그림 2.1.56. 반사도(위) 및 차등반사도(아래) 검증결과(좌) 및 시계열(우)(사례 #9) 128

그림 2.1.57. 반사도(위) 및 차등반사도(아래) 검증결과(좌) 및 시계열(우)(사례 #10) 128

그림 2.1.58. 사례별 반사도 검증결과 131

그림 2.1.59. 사례별 차등반사도 검증결과 132

그림 2.1.60. 백령도 이중편파레이더(BRI)의 사례별 추정강우 검증 결과 134

그림 2.1.61. 백령도 이중편파레이더(BRI)의 사례별 추정강우 검증 결과 (계속) 135

그림 2.1.62. 백령도 이중편파레이더(BRI)의 사례별 추정강우 검증 결과 (계속) 136

그림 2.1.63. 백령도 이중편파레이더(BRI)의 사례별 추정강우 검증 결과 (계속) 137

그림 2.1.64. 백령도 이중편파레이더(BRI)의 사례별 추정강우 검증 결과 (계속) 138

그림 2.1.65. 비슬산 이중편파레이더(BSL)의 사례별 추정강우 검증 결과 139

그림 2.1.66. 비슬산 이중편파레이더(BSL)의 사례별 추정강우 검증 결과 (계속) 140

그림 2.1.67. 비슬산 이중편파레이더(BSL)의 사례별 추정강우 검증 결과 (계속) 141

그림 2.1.68. 비슬산 이중편파레이더(BSL)의 사례별 추정강우 검증 결과 (계속) 142

그림 2.1.69. 비슬산 이중편파레이더(BSL)의 사례별 추정강우 검증 결과 (계속) 143

그림 2.1.70. 강릉 단일편파레이더(GNG)의 사례별 추정강우 검증 결과 144

그림 2.1.71. 강릉 단일편파레이더(GNG)의 사례별 추정강우 검증 결과 (계속) 145

그림 2.1.72. 강릉 단일편파레이더(GNG)의 사례별 추정강우 검증 결과 (계속) 146

그림 2.1.73. 백령도 레이더의 강우사례 4번에 대한 반사도(좌) 및 차등반사도(우) 보정오차 산출결과 147

그림 2.1.74. 10개 강우사례 누적 평균 강우강도 분포 비교 147

그림 2.1.75. HSR 및 CAPPI 강우추정 검증결과 148

그림 2.1.76. 백령도 레이더 관측자료를 이용한 각 강우추정 시스템(HSR, CAPPI)의 거리에 따른 검증결과 150

그림 2.1.77. 백령도 레이더 관측자료를 이용한 각 강우추정 시스템(HSR, CAPPI)의 강우강도에 따른 검증결과 151

그림 2.1.78. 기상청 현업 CAPPI 및 HSR 합성 영역 비교 154

그림 2.1.79. HSR 기반 합성장 생성 알고리즘 흐름도 154

그림 2.1.80. 2014년 05월 11일 2330KST 관측자료를 이용한 HSR 기반 반사도 (좌) 및 차등반사도 (우) 합성장 및 레이더 ID(아래) 156

그림 2.1.81. 2014년 05월 11일 2330KST 관측자료를 이용한 HSR 기반 반사도 (좌) 및 차등반사도 (우) 합성장 고도지도 157

그림 2.1.82. 개별 레이더 및 합성장 고도 분포 158

그림 2.1.83. 2014년 05월 11일 2330KST의 R(ZH)(좌) 및 R(ZH, ZDR)(우) 추정강우 합성장(이미지참조) 159

그림 2.1.84. 10개 강우사례별 합성강우(누적강우량) 생성 및 비교 160

그림 2.1.85. 10개 강우사례별 합성강우(누적강우량) 생성 및 비교 (계속) 161

그림 2.1.86. 10개 강우사례별 합성강우(누적강우량) 생성 및 비교 (계속) 162

그림 2.1.87. 합성 추정강우 검증결과 164

그림 2.1.88. 합성 추정강우 검증결과 (계속) 165

그림 2.1.89. 합성 추정강우 검증결과 (계속) 166

그림 2.1.90. 고도각별 FOR 결과 169

그림 2.1.91. 비 차폐영역(실선)과 부분 차폐영역(파선)에서의 RFOR(a), AVFOR(b),VVFOR(c)의 확률밀도분포 170

그림 2.1.92. 지형기반 하이브리드 스캔기법(좌)과 반사도 기후학 기반(우) 기법의 결과 비교. 170

그림 2.1.93. 레이더 에코 발생빈도의 일 변동. 171

그림 2.1.94. 레이더 에코 발생빈도의 일 변동. 172

그림 2.2.1. 한반도 레이더 관측영역에서의 공백지역 융합강수장 산출 흐름도 174

그림 2.2.2. 2012년 8월 15일 15시 COMS 밝기온도 자료와 레이더 관측자료의 공간 일치과정 175

그림 2.2.3. 강수사례별 레이더 관측과 산출된 위성 강수장 176

그림 2.2.4. 강수사례별 레이더 관측과 산출된 위성 강수장 178

그림 2.2.5. 오차보정된 위성 강수장과 레이더관측간의 밀도산점도 179

그림 2.2.6. 가상의 레이더 공백지역(레이더 관측에 검은색 박스로 표시)에 대하여 최적가중치융합(레이더자료 이용) 방법에 의한 레이더-위성 융합강수장 산출결과 180

그림 2.2.7. 가상의 레이더 공백지역(레이더 관측에 검은색 박스로 표시)에 대하여 최적가중치융합(AWS자료 이용) 방법에 의한 레이더-위성 융합강수장 산출결과 181

그림 2.2.8. 가상의 레이더 공백지역(레이더 관측에 검은색 박스로 표시)에 대하여 동등 가중치융합방법에 의한 레이더-위성 융합강수장 산출결과 182

그림 2.2.9. 2012년 주요 강수사례에서 한반도 합성 레이더 영역의 CAPPI 영역에 해당하는 MAPLE 자료 185

그림 2.2.10. 2012년 주요 강수사례에서 한반도 합성 레이더 영역의 CAPPI 영역에 해당하는 MAPLE 자료(경도 수정) 186

그림 2.2.11. 융합강수장의 불연속면 완화기법 187

그림 2.2.12. 동등가중치 융합방법으로 산출한 융합강수장과 불연속면 완화기법을 적용한 융합강수장의 비교 189

그림 2.2.13. 산출된 융합강수장과 레이더 관측간 비교 190

그림 2.2.14. 진도레이더 관측영역을 제외한 데이터베이스 구축 후 한반도 영역에서의 위성 강수장 산출 흐름도 191

그림 2.2.15. 2012년 8월 30일 07:00시 강수사례에서 COMS IR1 채널 위성밝기온도(왼쪽), 진도레이더 관측영역을 제외한 데이터베이스로 산출된 위성 강수장(중간)과 한반도 합성 레이더관측을... 192

그림 2.2.16. 강수사례별 레이더 관측과 진도레이더 관측영역을 제외한 데이터베이스로 산출된 위성 강수장 193

그림 2.2.17. 진도레이더 관측영역을 제외한 데이터베이스에 기반하여 산출된 위성 강수장을 MAPLE 자료를 이용하여 보정한 결과 195

그림 2.2.18. 진도레이더 관측영역 공백설정 후 융합강수장 산출기법의 모식도 196

그림 2.2.19. 진도레이더 관측영역에서 레이더-위성-초단기모델 융합강수장 산출결과 198

그림 2.2.20. 한반도 인근 서해상에서 레이더-위성-모델기반 융합강수장의 산출 흐름도 199

그림 2.2.21. 한반도 인근 서해상을 포함한 영역에서의 위성 강수장 산출 흐름도 201

그림 2.2.22. 주요 강수사례에서 레이더 관측과 CMORPH 자료 비교 202

그림 2.2.23. 주요 강수사례에서 산출된 위성 강수장과 CMORPH 자료 비교 203

그림 2.2.24. 주요 강수사례에서 레이더 관측이 존재하지 않는 서해상에서 산출된 위성 강수장과 CMORPH 자료 비교 204

그림 2.2.25. 강수사례별 레이더 관측과 KLAPS 모델 강수장 206

그림 2.2.26. 주요 강수사례에서 레이더 관측과 CDF 일치된 위성 강수장 비교 207

그림 2.2.27. 평균 bias factor 계산예시 208

그림 2.2.28. 주요 강수사례에서 레이더 관측과 위성 강수장 비교 209

그림 2.2.29. 융합기법을 결정하는 융합 마스크 211

그림 2.2.30. 주요강수사례에서 레이더-위성-모델 융합강수장과 CMORPH 강수장 215

그림 2.2.31. 주요 강수사례에서 레이더 관측이 존재하지 않는 서해상에서 산출된 융합강수장과 CMORPH 자료 비교 216

그림 2.2.32. 2012년 9월 17일 10:00시 강수사례에서의 이중편파레이더 관측변수 219

그림 2.2.33. 2012년 9월 17일 10:00~12:00시 강수사례에서의 이중편파레이더 관측변수와 위성밝기온도와의 관계 220

그림 2.2.34. 고도각 0.0°에서 비슬산 이중편파레이더 대기수상체 분류결과 222

그림 2.2.35. 네 강수사례에서 레이더 강우강도, 대기수상체 분류결과와 위성 밝기온도 223

그림 2.2.36. 네 강수사례의 대기수상체 형태별 데이터베이스에서 이중편파레이더 강우강도와 위성밝기온도와의 관계 225

그림 2.2.37. 네 강수사례에서 비와 눈 형태의 입자가 혼합된 데이터베이스로부터 산출된 위성 강수장과 비 형태의 입자만 존재하는 데이터베이스에서 산출된 위성 강수장의 정확도 228

그림 2.2.38. 네 강수사례에 대하여 가상의 레이더 공백지역(흰색 박스로 표시)에서 산출한 레이더-위성-모델기반 융합강수장 산출결과 229

그림 2.2.39. 레이더-위성 융합강수장 산출 기술 흐름도 231

그림 2.3.1. 용인테스트베드 방문 사진 233

그림 2.3.2. 용인테스트베드 관측전략 세트 (30분 기준) 233

그림 2.3.3. 2014년 8월 3일 0200KST 용인테스트베드 고도각 0.2°에 대한 (a) 필터전 반사도(DZ), (b) 필터 후 반사도(CZ), (c) 시선속도 (Vr), (d) 차등반사도(ZDR), (e) 교차상관계수(ρHV), (f) 차등위상차(ΦDP)의 PPI 영상(이미지참조) 235

그림 2.3.4. 용인테스트베드 반경 60km 이내 지형의 고도분포. 236

그림 2.3.5. 레이더 빔 차폐모의 개념도 (Dr. Krajewski, University of Iowa 제공) 및 가우시안 가중함수의 모형(Jung and Kim, 2007) 237

그림 2.3.6. KNU-BPSM을 이용한 차폐모의 구현 순서도 238

그림 2.3.7. 용인테스트베드 관측전략에 따른 각 고도각별 차폐모의결과 239

그림 2.3.8. 각 고도각별 방위각 방향 차폐율 변화 240

그림 2.3.9. 용인테스트베드 레이더의 각 고도각별 10 dBZ이상 반사도 누적 빈도의 PPI 영상 243

그림 2.3.10. 용인테스트베드 레이더의 각 고도각별 10 dBZ 이상인 반사도의 평균반사도의 PPI 영상 244

그림 2.3.11. 용인테스트베드 레이더의 각 고도각별 10 dBZ 이상 반사도 빈도의 B-scope 영상 246

그림 2.3.12. 용인테스트베드 레이더의 10 dBZ 이상 반사도의 각 고도각별 평균반사도의 B-scope 영상 247

그림 2.3.13. 관측된 차등위상차와 반사도와 차등반사도로부터 추정한 차등위상차의 산포도 250

그림 2.3.14. 차등위상차에 대한 (a) 반사도와 (b) 차등반사도의 경향. 250

그림 2.3.15. 방위각에 따른 (a)반사도, (b) 차등반사도의 변동 251

그림 2.3.16. 첫 번째(붉은색)와 두 번째(녹색) 고도각에서 방위각에 따른 부분차폐의 △ZH 보정치(dB) 그래프.(이미지참조) 252

그림 2.3.17. 이중편파 최적화 기법을 사용하여 특정 지점에서 강우율 계산을 위한 이중편파 추정자를 결정하는데 사용된 의사결정알고리즘 253

그림 2.3.18. 999년 2월 동안 S-POL 레이더와 우량계로 산출한 강우 총누적치의 산포도 255

그림 2.3.19. 5개 강우사례를 이용하여 Cimarron 레이더로 관측한 Z의 방위각에 따른 편이 259

그림 2.3.20. 자료처리와 강우량 누적의 각 단계 개념도 262

그림 2.3.21. 매 1% 빔차폐 당 각 빔차폐 단계에 대한 (a) 10log10[R(ZH)/R(KDP)], (b) 10log10[R(ZH,ZDR)/R(KDP)], (c) 10log10[R(KDP,ZDR)/R(KDP)]의 중간값 (가는선)과 2005년 7월 4일...(이미지참조) 263

그림 2.3.22. 2005년 7월 4일의 6시간 강우사례에 대한 (좌)--기반 추정(consistency로 표시)과 (우)레이더 반사도의 함수로 기반의 추정을 나타내는 산포도. 기반의 는 (a) 프로파일을 평활화 하기위... 266

그림 2.3.23. 추정에 있어 평활화를 위한 중심이동평균기법과 중심유한차분법을 이용한 추정(검정색 선)과 다른 기술의 비교를 제외하고 그림 7과 같음; Bringi and Chandrasekar (2001)에 기초한... 267

그림 2.3.24. 평균 (검은색 선; 스케일은 좌측), (짙은 회색선; 스케일은 좌측), (옅은 회색 선; 스케일은 오른쪽)을 전력손실과 빔차폐의 함수로 전체 네 가지 강수사례에 설쳐 평균하였음. 각 빔차폐 단계별(매... 268

그림 2.3.25. 2004년 12월 17일, 2005년 6월 23일, 7월 4일, 7월 28일 강우사례에 대한 매 1% 빔차폐 당 각 빔차폐 단계에 대한 10log10[R(ZH)/R(KDP)]의 중간값과 빔차폐 정도에 따라 예상되는...(이미지참조) 269

그림 2.3.26. 보정되지 않고 검사되지 않은 지역과 더불어 innter와 outer 차폐영역을 보여주는 NAME동안 S-Pol 관측영역내 다른 차폐 영역의 지도. 271

그림 2.3.27. NAME 동안 전체 S-Pol 자료에서 1.5°~2.0°km-1 범위의 값을 가진 레이더 빈을 이용한 방위각에 따른 반사도 중앙값(실선).(이미지참조) 272

그림 2.3.28. NAME동안 S-Pol 전체 자료에서 (a) "outer"의 차폐영역에 대해 〈0.1km-1 인 약한 이슬비인 경우의 방위각에 따른 차등반사도() 중앙값(실선)의 방위각상...(이미지참조) 273

그림 2.3.29. 방법을 사용하여 차폐된 방위각에 적용한 보정치(마름모: 그림 3과 같음)와 FSC 방법(별표). 274

그림 2.3.30. 다음의 날짜와 시간의 S-Pol 0.8°고도각에 적용한 방위각에 따른 평균 보정치: 2128 UTC 12 Jul, 0157 UTC 7 Aug, 0045 UTC 10 Aug, 2238 UTC 13 Aug, 2032 UTC 17... 275

그림 2.3.31. (a) 차폐가 없는 방위각에서 추정된 변수 a(흰색)와 차폐된 방위각에서의 변수 aB(검은색). 파선은 차폐가 없는 영역에서 산출한 변수 a의 중간값을 나타낸다. (b) DEM으로... 278

그림 2.3.32. (a) 관측된 반사도, (b) 방위각 200°~205° 영역을 20dB 인위적으로 감소시킨 반사도, (c) 복원한 반사도, 관측시간은 그림 4와 동일. 279

그림 2.3.33. 2008년 6월 14일 1200UTC의 영역 1 (+표시)과 영역 2(흰색 및 검은색 사각형)에서 고도각 1.1°에서 반사도와 1.1°와 0.5° 사이의 반사도 차이의 중간값의 산포... 280

그림 2.3.34. 3개 강우 사례의 44개 볼륨 스캔에 대해 Zupper과 Zlower 반사도 차이의 시계열. 283

그림 2.3.35. △(r0, rm)〉 10°의 임계치를 사용하여 300°의 방위각에서 상수 계수 a ＝ 4.24x10-4 (검은색 사각형)와 동적인 계수 a(흰색 사각형)으로부터 추정한...(이미지참조) 284

그림 2.3.36. 반사도 보정 절차 순서도 286

그림 2.3.37. 이중편파변수의 자기일치성을 이용하여 계산한 각 방위각별 α와 αB의 예시.(이미지참조) 288

그림 2.3.38. 이중편파변수와 DEM방법을 이용하여 계산한 각 방위각별 차폐율 288

그림 2.3.39. 차폐보정예제 288

그림 2.3.40. 차폐보정결과. 289

그림 2.3.41. 2014년 9월 2일 1850KST 용인테스트베드 레이더(왼쪽)와 소백산 레이더(오른쪽)의 지형에코필터 보정 전 반사도 PPI 영상 292

그림 2.3.42. 2014년 9월 2일 1850KST 용인테스트베드 레이더(왼쪽)와 소백산 레이더(오른쪽)의 시선속도 PPI 293

그림 2.3.43. 2014년 9월 2일 1850KST 용인테스트베드 레이더(왼쪽)와 소백산 레이더(오른쪽)의 교차상관계수 PPI 영상 294

그림 2.3.44. 2014년 9월 2일 1850KST 용인테스트베드 레이더(왼쪽)와 소백산 레이더(오른쪽)의 차등반사도 PPI 영상 295

그림 2.3.45. 2014년 8월 2일 2345KST 테스트베드 레이더로 관측한 고도각 0.2°의 (a)지형에코 필터전 반사도(DZ), (b) 지형에코 필터 후 반사도(CZ), (c) DZ의 시선방향 구조(radial texture)... 297

그림 2.3.46. 2014년 9월 3일 0133KST 테스트베드 레이더로 관측한 고도각 0.2°의 (a)지형에코 필터전 반사도(DZ), (b) 지형에코 필터 후 반사도(CZ), (c) DZ의 시선방향 질감(texture) 분포도,... 298

그림 2.3.47. 2014년 9월 3일 0003KST 용인 테스트베드 레이더로 관측한 고도각 0.8°의 단일/이중편파변수의 PPI 영상 300

그림 2.3.48. 2014년 9월 3일 용인테스트베드 볼륨관측자료를 이용한 각 고도각별 지형에코 필터적용 전 반사도에 대한 (a) 보정후 반사도(CZ), (b) 시선속도, (c) 스펙트럼 폭, (d) 차등반사도, (e) 차등위상차, (f) 교차상... 302

그림 2.3.49. 2014년 9월 24일 0403KST ~ 0440KST 동안 용인테스트베드로 관측한 고도각 1.24°의 PPI 영상 303

그림 2.3.50. 2014년 9월 23일 0603KST ~ 9월 24일 1820KST 동안 테스트베드 레이더의 각 고도각별 교차상관계수 영역의 정규화된 빈도분포의 변동 304

그림 2.3.51. 2014년 9월 3일 0103KST 고도각 0.49°에서 방위각 50.2°와 2014년 9월 24일 고도각 0.49°에서 방위각 330.1°에서의 거리 10km 이내에서 차등위상차(검은색), 반사도(붉은 색), 교차상관... 305

그림 2.3.52. 2014년 8월 10일 1607KST 연직지향관측의 B-scope 영상 306

그림 2.3.53. 2014년 8월 17일 1337KST 연직지향관측 307

그림 2.3.54. (a) 2014년 8월 10일 1607KST (사례1) 과 (b) 2014년 8월 17일 1337KST (사례2)의 연직지향관측자료의 방위각 180°에 대한 거리 0~4km 범위에서 반사도(파란색), 교차상관계수(붉은색), 차등위상차... 308

그림 2.3.55. 2014년 8월 10일 1607KST 용인이중편파레이더 연직지향관측자료의 거리 2~3km 범위에서 (a) 반사도, (b)시선속도, (c) 차등반사도, (d) 차등위상차의 방위각상 변동 309

그림 2.3.56. 2014년 8월 17일 1337KST 용인이중편파레이더 연직지향관측자료의 거리 2~3km 범위에서 (a) 반사도, (b)시선속도, (c) 차등반사도, (d) 차등위상차의 방위각상 변동 310

그림 2.3.57. 연직지향관측자료를 이용한 차등반사도 보정의 모식도 311

그림 2.3.58. 연직지향관측을 통한 차등반사도 보정오차 산출 순서도 312

그림 2.3.59. 2014년 8월 3일 0027KST 연직지향관측 자료. 312

그림 2.3.60. 연직지향관측을 이용한 차등반사도 오차 시계열. 313

그림 2.3.61. 반사도 보정오차 산출 순서도 314

그림 2.3.62. 2014년 8월 21일 자료를 이용하여 산출한 반사도 보정오차 결과 316

그림 2.3.63. 2014년 9월 2일 자료를 이용하여 산출한 반사도 보정오차 결과 316

그림 2.3.64. 2014년 9월 3일 자료를 이용하여 산출한 반사도 보정오차 결과 316

그림 2.3.65. 2014년 9월24일 자료를 이용하여 산출한 반사도 보정오차 결과 317

그림 2.3.66. 원시 ΨC의 거리프로파일(점선)과 필터링 이후 동일한 프로파일(이미지참조) 319

그림 2.3.67. δ를 제거하고 그림 2.3.66과 동일한 거리프로파일 319

그림 2.3.68. 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13회 반복 이후를 보여주는 IRFT의 예제 320

그림 2.3.69. 반복적인 필터링 기법의 흐름도 321

그림 2.3.70. 2014년 9월 3일 0100KST~0900KST 동안 강우사례에 대한 용인테스트베드 레이더의 고도각 0.83°에서의 (a) 시스템 편이 보정 전, 차폐 보정 전, (b) 시스템 편이 보정 후, 차폐보정 전, (c)시스템 편이... 326

그림 2.3.71. 2014년 9월 3일 0100KST~0900KST 동안 용인테스트베드 레이더의 고도각 0.83°에서의 (a) 시스템 편이 보정 전, 차폐 보정 전, (b) 시스템 편이 보정 후, 차폐보정 전, (c) 시스템 편이 보정 후,... 326

그림 2.3.72. 2014년 9월 3일 0100KST~0900KST 동안 용인테스트베드 레이더의 고도각 0.83°에서 시스템 편이 보정 전, 차폐 보정 전(검은색), 시스템 편이 보정 후, 차폐보정 전(녹색),... 327

그림 2.3.73. 시간간격을 제외하고 그림 2.3.72와 동일함 327

그림 2.3.74. (a) 30 dBZ 스톰의 공간 빈도분포. (b) 최대반사도의 중앙값의 공간분포. 실선은 400 m, 1000 m 등고선을 나타냄 329

그림 2.3.75. (a) 30 dBZ 이상의 스톰들의 부피에 대한 빈도 분포와 로그 확률.(b) 합성면적 빈도 분포와 합성 면적의 로그확률 330

그림 2.3.76. GATE 길이 규모 분포와 면적, Fujita (1981)에 의해 고안된 중위도 규모 분류 330

그림 2.3.77. (a) 각 스톰 부피에 대한 30 dBZ 스톰 최대고도(km)와 (b) 로그 확률 331

그림 2.3.78. 20-100 km의 거리에 있는 각 스톰에 대한 최대 반사도의 함수로서의 30 dBZ 이상의 스톰 최대고도의 분포. 332

그림 2.3.79. 20-100 km의 거리에 있는 (a) 30 dBZ 이상의 스톰에 대한 최대 반사도 빈도 분포, (b) 최대반사도의 고도 빈도 분포. 평균 응결고도는 화살표로 표시됨 333

그림 2.3.80. 지표에서 500 hPa 층까지의 질량 가중 평균 바람에 상대적인 30 dBZ 이상의 스톰의 움직임. 334

그림 2.3.81. 스톰 지속 기간(a)과 트랙 당 평균 스톰 부피(b)의 막대그래프 336

그림 2.3.82. 스톰 초기 발생 시간에 대한 히스토그램 336

그림 2.3.83. 스톰의 이동속도(a)와 스톰의 진행방향(b)의 분포 337

그림 2.3.84. 스톰의 (a) 최대반사도와 (b)최대고도에 대한 분포. 337

그림 2.3.85. (a) 스톰 면적, (b) 스톰 부피, (c)스톰의 최대고도, (d)최대반사도의 지리적 분포 338

그림 2.3.86. 2002년부터 2006년까지 북부 Dakota 지역에서의 월별 뇌우분포. 339

그림 2.3.87. KBIS 레이더로 탐지된 2005년의 월별 뇌우의 이동 방향 스냅 사진 343

그림 2.3.88. 악뇌우의 평균 돌풍 속도(25.8 ms-1 이상의 풍속)(이미지참조) 344

그림 2.3.89. (a) 추적경로 지속시간 동안 반사도 최대치, (b) 반사도의 최대값(빨간 선)과 서로 다른 추적 경로 지속 시간에 대해 평균한 평균 반사도(파란 선) 345

그림 2.3.90. 폭풍 생명 주기점의 두 번째 단계에서의 최대 반사도에 따른 사례의 수 346

그림 2.3.91. (a) 시간에 따른 ID의 분포. 시간은 UTC로 표현되었음. 지역 시간은 UTC + 02. (b)대류 세포가 처음 관측된 시간에 따른 최대 반사도의 평균값과 대류 세포가 이동한 거리 347

그림 2.3.92. (a) 서로 다른 고도에서 바람 방향의 빈도분포와 폭풍이 다가오는 방향에 대한 일평균 빈도 분포. 방향은 10° 간격으로 분류됨. 원은 20일 간격으로 그려짐; (b) (a)와 같으나... 348

그림 2.3.93. 북서부 이태리에 대한 500-700 hPa 층에서 평균 풍향에 대한 함수로서의 폭풍 이동 방향(벡터)과 ID 밀도(색)의 공간 분포 350

그림 2.3.94. 1995년 6월 11일 뇌우사례에 대한 NLDN 낙뢰 플래쉬가 중첩된 -10℃ 기온고도(6500m)에서의 연속된 레이더 영상. 354

그림 2.3.95. 1995년 6월 11일 뇌우사례에 대한 NLDN 낙뢰 플래쉬가 중첩된 -15℃ 기온고도(7500m)에서의 연속된 레이더 영상. 354

그림 2.3.96. 1995년 6월 11일 뇌우사례에 대한 NLDN 낙뢰 플래쉬가 중첩된 -15℃ 기온고도(7500m)에서의 연속된 레이더 영상. 355

그림 2.3.97. 1997~ 2006까지 전체 자료를 이용한 CSI 결과. 361

그림 2.3.98. 최소 2개의 추적을 가진 스톰만을 고려했을 때, 전체 자료(1997~2006) 에서 VII 퍼센트를 이용한 CSI값. 반경 150km 이내(위), 반경 75km 이내(아래) 362

그림 2.3.99. 반사도 방법을 사용한 1997-2006년 동안 평균 선행시간 363

그림 2.3.100. 반경 150km(위), 75km(아래)에 대해 최소 추적수가 2인 스톰만을 고려했을 때 VII 퍼센트 방법을 이용한 1007~2006년 동안 평균 선행시간. 364

그림 2.3.101. -10℃, -15℃, -20℃와 상승기류 -10℃에서(각각 E10, E15, E20, U20) (a) CG에 대한 5개 최고 반사도 예측인자와 (b) IC에 대한 6개 최고 반사도 예측인자 366

그림 2.3.102. -10℃, -15℃, -20℃와 상승기류 -10℃에서(각각 E10, E15, E20, U20) (a) CG에 대한 5개 최고 선행시간과 (b) IC에 대한 6개 선행시간 366

그림 2.3.103. CG와 IC 둘에 대한 VII 백분율의 (a) CSI와 (b) 선행시간 367

그림 2.3.104. (a) 실제 D0의 함수로 추정된 D0의 정규표준편차(NSD)와 (b) Nw의 함수로 추정된 log10Nw의 정규표준편차.(이미지참조) 372

그림 2.3.105. 레이더 관측오차가 존재할 때 (a) D0의 함수로 나타는 D0 추정값의 정규표준편차와 (b) 레이더 관측오차가 존재할 때 log10Nw로 나타난 log10Nw 추정값의 정규표준편차.(이미지참조) 375

그림 2.3.106. 감마 DSD 매개변수의 산포도. 377

그림 2.3.107. Λ에 대한 ZDR과 10log(ZHH/N0) 의 종속관계.(이미지참조) 378

그림 2.3.108. 세 개의 기간 동안 다른 방법으로 구해진 강우강도 비교. 380

그림 2.3.109. 세 기간동안 다른 방법으로 구해진 특성 크기 (characteristic size)비교. 382

그림 2.3.110. 레이더 반사도 383

그림 2.3.111. 8월 21일(1448 UTC) 스톰에 따른 본 이중-도플러 바람장 분석 383

그림 2.3.112. 8월 21일 1448UTC 뇌우의 0.5km에서의 추정된 총 입자 수농도, 중앙부피직경, 액체수함량, 강우강도. 384

그림 2.3.113. 9월 17일(2209UTC) 사례의 층운형 지역에 대해 추정된 입자 크기 분포 변수와 우적계 위치. 385

그림 2.3.114. 9월 22일 뇌우에 대한 1956 UTC의 바람장 분석 386

그림 2.3.115. 9월 11일 1956UTC 뇌우에 대한 추정된 입자 크기 분포 변수. 387

그림 2.3.116. S-Pol 레이더로 추정된D0의 히스토그램(이미지참조) 389

그림 2.3.117. 그림 13에서 제외된log10Nw의 히스토그램(이미지참조) 389

그림 2.3.118. (a) D0 vs S-Pol 레이더 측정으로 회수된 17 Sep 1998의 적운형 강...(이미지참조) 391

그림 2.3.119. 그림 16. 층운형 사례에 대한 (a) D0 vs R과 (b) Nw vs R(이미지참조) 391

그림 2.3.120. 우적계와 레이더로부터 추정된 층운형 강우에서 평균 log10Nw(±1σ표준편차...(이미지참조) 392

그림 2.3.121. 그림 2.3.115 에서 제외된 적운형 강우 392