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목차
요약문 12
1. 서론 15
가. 연구개발의 필요성 15
나. 연구개발 목표 18
다. 연구개발 내용 및 범위 19
1) 연구개발 내용 및 범위 19
2. 겨울철 평창지역 강설 물리과정 이해를 위한 ICE-POP 2018 집중관측 수행 20
가. ICE-POP 집중관측망을 이용한 미세 물리관측 20
1) 개요 20
2) 산맥과 나란한 방향 20
3) 산맥을 가로지르는 방향 22
나. 메이힐즈 수퍼사이트 운영 및 집중관측 26
1) 개요 26
2) 수퍼사이트 운영과 집중관측 28
다. 미세물리 관측자료 품질관리 수행 및 개선 31
1) 개요 31
2) 수행방법 31
3) 수행결과 33
라. 예보지원을 위한 미세물리 산출물 생산 및 개선 36
1) 개요 36
2) 수행방법 36
3) 수행결과 36
마. 광학우적계 관측자료 표준화 및 레벨자료 생산 40
1) 개요 40
2) 수행방법 40
3) 수행결과 43
3. 소형 이중편파 레이더 집중관측 수행 및 활용 46
가. 레이더 보정 및 초기 설정 46
1) 개요 46
2) 소형 이중편파레이더 기초보정 및 초기 설정 46
나. 소형 이중편파 레이더를 이용한 강수 집중 관측 51
1) 소형 이중편파 레이더를 이용한 강수 집중 관측 51
다. 소형 이중편파 레이더 기초 품질관리 54
1) 소형 이중편파 레이더 기초 품질관리 방법 54
2) 소형 이중편파 레이더 기초 품질관리 적용 56
라. 예보지원을 위한 레이더 기반 강설강도 지도 산출 60
1) HSR 기반 강설강도 산출 및 합성 60
4. 원격탐사 장비를 이용한 ICE-POP 2018 집중관측 수행 65
가. 연직지향레이더(구름레이더[Wprof], MRR등) 운영 및 집중관측 65
나. 도플러라이더 운영 및 집중관측 수행 68
1) 개요 68
2) 수행방법 69
3) 수행결과 73
다. 도플러라이더 기초품질관리 및 예보지원 산출물 생산 78
1) 개요 78
2) 수행방법 79
5. ICE-POP 2018 집중관측 자료기반 미세물리 및 역학장 기초 분석 88
가. 우적계(2DVD)를 이용한 강수입자의 밀도 산출 88
1) 개요 88
2) 수행방법 89
3) 수행결과 91
나. 집중관측자료를 이용한 강수연직구조에 따른 강수물리 특성 기초연구 93
1) 개요 93
2) 수행방법 93
3) 수행결과 95
다. 집중관측자료를 이용한 평창지역 정량 강수강도 산출기술 기초 개발 101
1) 개요 101
2) 수행방법 101
3) 수행결과 103
라. 역학장 생산을 위한 현업용 레이더 및 소형레이더 품질관리 106
1) 개요 106
2) 수행방법 106
3) 수행결과 109
마. 집중관측 자료기반 평창영역 3차원 바람장 사례 분석 117
1) 개요 117
2) 연구 방법 117
3) 3차원 바람장 사례 분석 118
6. 국제공동연구결과 기상지원을 위한 가시화 및 자료 공유 시스템 개선 및 운영 126
가. 자료 공유 시스템의 자료 수집 및 분배 기법 개선 및 운영 126
1) 자료 수집 및 분배 시스템 개선 127
2) 데이터베이스 구조개선 128
나. 평창지역 3차원 가시화 체계 개선 및 운영 130
1) 3차원 GIS자료 업데이트 및 신규 3D 건물자료 적용 가시화 130
2) 신규 기상관측 자료 추가 및 개선 131
3) 자료 갱신 체계 개선 및 운영지원 131
다. 관측자료 및 모델 자료 가시화 체계 개선 132
1) 관측자료 가시화 체계 개선 132
2) 모델자료 가시화 체계 개선 135
라. 관측자료 및 수치모델자료 비교 가시화 체계 개선 및 운영 138
1) 관측 자료 및 수치모델자료 비교 가시화 체계 개선 138
7. 연구개발결과의 기대효과 140
가. 연구개발결과의 기대효과 140
8. 참고문헌 141
표 2.1.1. 산맥과 나란한 방향(6개 사이트)의 미세물리 관측장비 자료 현황. 22
표 2.1.2. 산맥을 가로지르는 방향(6개 사이트, MHS 사이트 제외)의 미세물리... 25
표 2.2.1. MHS 사이트의 미세물리 관측장비 자료 현황. 29
표 2.5.1. NASA PARSIVEL의 자료형식설명. 40
표 2.5.2. UCLM PARSIVEL의 자료형식설명. 41
표 2.5.3. 각 단계별 자료형식 상세 설명. 44
표 3.2.1. T-Rex 레이더 자료 현황. 53
표 3.3.1. 통합 소속함수 가중치. 55
표 3.3.2. 퍼지변수의 임계값. 55
표 4.1.1. MRR, VertiX, WProf 자료 현황. 66
표 4.2.1. 도플러라이다 설치 환경. 70
표 4.2.2. 도플러라이다 관측전략 73
표 5.1.1. 선행연구 관계식. 92
표 5.3.1. 각 그룹 별 사용된 관계식(Huang et al., 2015). 102
표 5.4.1. 퍼지변수별 가중치 예신. 108
표 5.4.2. 가리산, T-Rex, D3R Ka밴드, Ku밴드 레이더 가중치. 112
그림 2.1.1. 산맥과 나란한 방향의 미세물리관측망. 21
그림 2.1.2. 산맥을 가로지르는 방향의 미세물리관측망. 23
그림 2.1.3. 산맥을 가로지르는 방향 주요 수퍼사이트의 미세물리 관측 장비. 24
그림 2.2.1. MHS 사이트 주변 위성사진. 26
그림 2.2.2. MHS 수퍼사이트 (DFIR 외부). 27
그림 2.2.3. MHS 수퍼사이트 (DFIR 내부). 27
그림 2.2.4. MHS 수퍼사이트 미세물리 관측 장비. 28
그림 2.2.5. MHS 수퍼사이트 관측장비(2DVD, PIP, MASC, POSS)의 관측 예시. 30
그림 2.3.1. 수상체 분류결과를 나타낸 낙하속도-직경 산포도... 32
그림 2.3.2. 수상체 분류결과에 따른 수적계 자료... 32
그림 2.3.3. 2DVD 자료로부터 얻어진 속도-직경 산포도 33
그림 2.3.4. PARSIVEL 자료에서 얻어진 원도표. (a)강우입자가 80%... 34
그림 2.3.5. PARSIVEL 자료에서 얻어진 속도-직경 산포도. (a) 그림 2.3.4a에 대한... 34
그림 2.3.6. 2DVD 자료에서 얻어진 원도표. (a)강우입자가 80% 미만인... 35
그림 2.3.7. 2DVD 자료에서 얻어진 속도-직경 산포도. (a) 그림 2.3.6a에 대한... 35
그림 2.4.1. 2018년 2월 28일 08:42분경 PARSIVEL 지점 별 속도-직경... 38
그림 2.4.2. 2018년 2월 28일 08:42분경 PARSIVEL 지점 별 원도... 39
그림 2.5.1. 경북대학교 및 국립기상과학원의 PARSIVEL 자료형식. 42
그림 3.1.1. 대관령기상대 옥상의 소형 이중편파 레이더와 라이더(좌측부터 T-Rex... 46
그림 3.1.2. 방위각, 고도각 offset 조정 중 갈무리... 47
그림 3.1.3. T-Rex 수평편파, 수직편파 신호 테스트 중... 48
그림 3.1.4. 대관령기상대에서의 빔 차폐 시뮬레이션 결과. 49
그림 3.1.5. 강릉원주대학교에서의 빔 차폐 시뮬레이션 결과. 50
그림 3.2.1. T-Rex, D3R, MXPol 레이더 관측 예시. 52
그림 3.3.1. 통합소속 함수. 54
그림 3.3.2. T-Rex 레이더 기초 품질관리 전·후 영상. 56
그림 3.3.3. D3R-Ka band 레이더 기초 품질관리 전·후 영상. 57
그림 3.3.4. D3R-Ku band 레이더 기초 품질관리 전·후 영상. 58
그림 3.3.5. MXPol 레이더 기초 품질관리 전·후 영상. 59
그림 3.4.1. HSR 기법 개념도. 60
그림 3.4.2. S-band 레이더(GDK, GNG, KAN, GRS, SBS) 강우강도 및 최저고도각... 61
그림 3.4.3. X-band 레이더(MXPol, T-Rex) 강우강도 및 최저고도각 영상. 63
그림 3.4.4. 2월 28일 2200 KST 평창지역 강설강도 합성영상. 64
그림 4.1.1. MRR(4개) 추가 관측 지점과 VertiX, WProf 관측 지점. 65
그림 4.1.2. VertiX와 WProf 관측 예시(2018년 2월 27일-3월 1일 사례). 66
그림 4.1.3. MRR 관측 예시(2018년 2월 28일 03-06 UTC). 67
그림 4.2.1. 평창지역 도플러라이다 설치 현황. 68
그림 4.2.2. 도플러라이다 주변 지형환경(각 원은 반경 10 km를 의미함). 69
그림 4.2.3. 산악지형에 의한 빔 차폐 모식도(Krajewski et al.,... 71
그림 4.2.4. 대관령기상대 도플러라이다의 고도각별 빔차폐 모의결과. 71
그림 4.2.5. 강릉원주대 도플러라이다의 고도각별 빔차폐 모의결과. 72
그림 4.2.6. 메이힐즈 수퍼사이트 도플러라이다의 고도각별 빔차폐 모의결과 72
그림 4.2.7. 관측소별 실시간 도플러시선속도 관측영상. 74
그림 4.2.8. 2018년 03월 28일 1500(KST) DGW 관측소의 PPI 및 RHI 도플러시선속도 이미지. 75
그림 4.2.9. 2018년 03월 28일 1500(KST) GWU 관측소의 PPI 및 RHI 도플러시선속도 이미지. 76
그림 4.2.10. 2018년 04월 08일 0000(KST) MHS 관측소의 PPI 및 RHI 도플러시선속도 이미지. 77
그림 4.3.1. 2018년 03월 28일 1500 (KST) 대관령기상대(DGW) 도플러라이다 PPI 이미지. 78
그림 4.3.2. 2018년 03월 28일 1500 (KST)... 79
그림 4.3.3. SNR을 이용한 시선속도 기초품질관리 결과. 80
그림 4.3.4. 준연직프로파일(QVP) 방법을 이용한 수평바람성분 산출 모식도. 80
그림 4.3.5. 시선속도 기초품질관리 전(위)과 후(아래)의 대관령기상대 수평바람장... 82
그림 4.3.6. 2018년 03월 28일 1500 (KST) 강릉원주대(GWU) 도플러라이다의 관측된 SNR과... 83
그림 4.3.7. 기초품질관리 전(위)과 후(아래)의 시선속도를 이용한 강릉원주대... 84
그림 4.3.8. 2018년 03월 28일 1500 (KST) 강릉원주대(GWU) 도플러라이다의 관측된... 86
그림 4.3.9. 시선속도 질감을 이용한 기초품질관리 적용 후 관측소별 속도성분... 87
그림 5.1.1. 2DVD 관측자료 품질관리 흐름도... 89
그림 5.1.2. 2DVD의 각 카메라에서 관측한 강설입자 이미지(조수정,... 90
그림 5.1.3. 평창지역 2DVD의 관측자료를 이용해 계산한 밀도, 직경... 92
그림 5.2.1. D3R레이더의 MHS 방향에 대한 RHI 스캔결과. 94
그림 5.2.2. MHS 연직대기에 대해 생성된 레이더 연직프로파일 시계열. 94
그림 5.2.3. (a)차등반사도 및 (b)교차상관계수에 대해 생성된 레이더... 95
그림 5.2.4. 2018년 2월 28일 사례에 대한 레이더변수별 레이더... 97
그림 5.2.5. 2018년 2월 28일의 지상강설 특성. (a) MASC... 98
그림 5.2.6. 2018년 3월 7일 사례에 대한 레이더변수별 레이더... 99
그림 5.2.7. 2018년 3월 7일의 지상강설 특성. MASC 수상체분류결과... 100
그림 5.3.1. 레이더 수평반사도에 대한 MHS 위... 103
그림 5.3.2. (a) DFR, (b) 강설강도에 대한 MHS 위... 103
그림 5.3.3. D3R레이더 관계식 별 산출된 강설강도와 Pluvio 강설강도간 시계열... 104
그림 5.3.4. D3R레이더 관계식 별 산출된 강설강도와 Pluvio 강설강도간 산포도... 105
그림 5.4.1. 퍼지변수의 확률밀도함수 예시. 107
그림 5.4.2. 이중편파레이더에 적용되는 퍼지알고리즘 모식도... 108
그림 5.4.3. 레이더별 지형에코 지도. 109
그림 5.4.4. 레이더별 퍼지소속함수. 111
그림 5.4.5. 가리산레이더 품질관리 전·후 영상. 113
그림 5.4.6. T-Rex 레이더 품질관리 전·후 영상. 114
그림 5.4.7. D3R Ka밴드 레이더 품질관리 전·후 영상. 115
그림 5.4.8. D3R Ku밴드 레이더 품질관리 전·후 영상. 116
그림 5.5.1. WISSDOM 분석 영역과 입력자료로 사용된 현업, 소형 레이더. 분석에... 118
그림 5.5.2. 2.5 km 고도 미만 지형을 가로지르는 평균바람(화살표)과 반사도,... 119
그림 5.5.3. 2018년 2월 28일 06 UTC 0.5 km, 1.5 km 고도의 수평바람과 반사도,... 120
그림 5.5.4. 2018년 2월 28일 11 UTC 0.5 km, 1.5 km 고도의 수평바람과 반사도,... 121
그림 5.5.5. 2018년 2월 28일 14 UTC 0.5 km, 1.5 km 고도의 수평바람과 반사도,... 122
그림 5.5.6. 2018년 2월 28일 중 MHS 사이트의... 123
그림 5.5.7. 2018년 3월 4일 사례의 2.5 km 이하 수평바람과 반사도의... 124
그림 5.5.8. 2018년 2월 27, 28일 사례와 3월 4일, 5일 사례의 2.5 km 이하 평균... 125
그림 6.1.1. 현 ICE-POP 2018 저장/공유 시스템 구성도. 126
그림 6.1.2. 자료 수집 및 분배 시스템 개선 - 설정관리 모듈 추가. 127
그림 6.1.3. 자료 수집 및 분배 시스템 개선 -... 127
그림 6.1.4. 자료 수집 및 분배 시스템... 128
그림 6.1.5. 자료 수집 및 분배 시스템... 128
그림 6.1.6. 자료 수집 및 분배 시스템... 128
그림 6.1.7. 자료 수집 및 분배 시스템... 128
그림 6.1.8. 자료 수집 및 분배 시스템 개선 - 데이터베이스 구조개선. 129
그림 6.2.1. 최신 항공사진 및 지형정보(DEM) 자료 업데이트. 130
그림 6.2.2. 3차원 인공구조물 가시화. 130
그림 6.2.3. 3차원 레이더 관측바람 자료 추가 표출. 131
그림 6.2.4. 자료 갱신 체계 개선 및 운영지원. 131
그림 6.3.1. 응답속도 개선 결과. 132
그림 6.3.2. 시계열과 문숫자 영역... 132
그림 6.3.3. Microphysics UI구성 표출. 132
그림 6.3.4. Parsivel, POSS UI구성 표출. 133
그림 6.3.5. MXPoll, TREX UI구성 표출. 133
그림 6.3.6. Radar WISSDOM UI구성 표출. 134
그림 6.3.7. Snow Cover, Natural RGB UI구성 표출. 134
그림 6.3.8. Flight Paths, Dropsonde, SeaSurface Wind UI구성 표출. 135
그림 6.3.9. Skew-T, Radar Comp UI구성 표출. 135
그림 6.3.10. 모델자료 이미지 표출 예시. 136
그림 6.3.11. DB Partitioning 활용... 136
그림 6.3.12. Index Table 개선 그림. 136
그림 6.3.13. LDPS 및 VDPS 연직단면도 생산프로그램 최적화. 137
그림 6.3.14. Meteogram 이미지 개선. 137
그림 6.4.1. 모델 데이터 갱신 체계 개선. 138
그림 6.4.2. UI 개선 결과. 139
그림 6.4.3. 모델 추가 표출. 139
그림 6.4.4. 추가 모델 파싱 규칙. 139
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