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[표지]
최종보고서
제출문
목차
요약문 15
제1장 서론 18
제1절 연구개발의 필요성 및 목표 18
제2절 연구개발 내용 및 범위 20
제2장 연구개발 결과 21
제1절 수도권 집중관측자료 보정 및 품질관리 기술 개발 21
1. 2020년 집중관측자료(윈드라이다 등) 품질관리 기법 개발 21
2. 수치모델 기반 기존 관측망 대비 집중관측자료 추가 효과 분석 33
제2절 집중관측자료 격자화 생산 기술 개발 53
1. 집중관측자료를 활용한 2차원 지상 격자자료 및 입체자료 생산 기술 개발 53
제3절 미세물리변수 개선방안 도출을 위한 예측성 평가 91
1. 수치모델 기반의 중규모 대류계 예측결과 유형별, 전주기 단계별 정량적 평가 91
제4절 동아시아 지역 대기천 발생에 따른 한반도 강수 영향 분석 114
1. 대기천이 동아시아 호우/집중호우에 미치는 영향 정량화 114
2. 다양한 대기천 발생 기작에 대한 호우/집중호우의 특성 차이 분석 149
3. 대기천-호우 관계에 지형이 미치는 영향 분석 168
제5절 동아시아 지역의 대기천 발생 기작 규명 176
1. 간헐적인 대기천(transient atmospheric river)의 발달 기작 분석 176
2. 준정체적인 대기천(quasi-stationary atmospheric river)의 발달 기작 분석 188
제3장 연구개발의 기대효과 202
제4장 참고문헌 203
그림 2.1.1.1. 라이다(LiDAR) 관측 변수별 영상 22
그림 2.1.1.2. 라이다 시선/방위각 방향 국지변동성-SNR 빈도분포 23
그림 2.1.1.3. 품질관리 전후의 시선속도와 시선속도 품질관리를 위한 변수 24
그림 2.1.1.4. 2020년 8월 25일 00:55 KST 일산 라이다의 품질관리 전후 시선속도 25
그림 2.1.1.5. 퍼지기반 품질관리 알고리즘 모식도 26
그림 2.1.1.6. 2020년 8월 2일 15:00 KST 소백산 레이더 품질관리 전·후 영상 28
그림 2.1.1.7. 2020년 8월 2일 15:00KST 가리산 레이더 품질관리 전·후 영상 29
그림 2.1.1.8. 소백산, 가리산 레이더 품질관리 후 누적 반사도 영상 30
그림 2.1.1.9. 서산, 수원 레이더 품질관리 전·후 최저고도각 누적반사도 영상 31
그림 2.1.1.10. 수원 레이더 고도각별 누적반사도 32
그림 2.1.1.11. 서산 레이더 고도각별 누적반사도 32
그림 2.1.2.1. Little-R 포맷으로 변환된 라디오존데 입력자료 37
그림 2.1.2.2. Little-R 포맷으로 변환된 레이더 입력자료 38
그림 2.1.2.3. 모델 도메인 38
그림 2.1.2.4. (a) 레이더, (b) 윈드프로파일러, (c)... 39
그림 2.1.2.5. (a) 2020.08.14.1200UTC의 지상 분석장, (b) 2020.08.14.1800UTC~15.0300UTC, 9시간... 41
그림 2.1.2.6. 2020.08.14.1800UTC의 2km 41
그림 2.1.2.7. 2020.08.14.1800~15.0300UTC 42
그림 2.1.2.8. 2020.08.14.1800~15.0300UTC, DA_KPOP(파란선), DA_GEN(붉은선), ... 43
그림 2.1.2.9. 2020.08.14.1800~15.0300UTC, DA_KPOP(파란선), DA_GEN(붉은선), ... 44
그림 2.1.2.10. (a) 2020.08.02.0000UTC의 지상 분석장, (b) 2020.08.02.0300UTC~1200UTC, ... 44
그림 2.1.2.11. 2020.08.02.0600UTC의 레이더 CAPPI 45
그림 2.1.2.12. 2020.08.02.0600~1200UTC 46
그림 2.1.2.13. 2020.08.02.0600~1200UTC, DA_KPOP(파란선), DA_GEN(붉은선), ... 47
그림 2.1.2.14. 2020.08.02.0600~1200UTC, DA_KPOP(파란선), ... 47
그림 2.1.2.15. (a) 2020.07.18.1200UTC의 지상 분석장, (b)... 47
그림 2.1.2.16. 2020.07.18.1800UTC의 2km 48
그림 2.1.2.17. 2020.07.18.1800~19.0300UTC 49
그림 2.1.2.18. (a) 2020.06.29.1200UTC의 지상 분석장, (b) 9시간 누적 강수량... 50
그림 2.1.2.19. 2020.06.29.0900UTC의 2km 50
그림 2.1.2.20. 2020.06.29.0900~1800UTC 51
그림 2.2.1.1. 2차원 지상 격자자료 및 입체자료 생산 영역 53
그림 2.2.1.2. (a) 10분 강수자료 생성방법, (b) 바람, 기온, 상대습도, 해면기압 격자자료 생성... 54
그림 2.2.1.3. 방사형기저함수를 이용한 바람장 생성 예시(2020년 8월 2일 15시, KST) 56
그림 2.2.1.4. 방사형기저함수 보간법으로 생산된 AWS 분석장 예시(2020년 8월 2일 15시, KST) 57
그림 2.2.1.5. 레이더 자료 기반 입체자료 생산 흐름도 58
그림 2.2.1.6. 2DVD로부터 도출한 X밴드 레이더 관계식 60
그림 2.2.1.7. 2DVD로부터 도출한 C밴드 레이더 관계식[원문불량;p.44] 61
그림 2.2.1.8. 2DVD로부터 도출한 S밴드 레이더 관계식[원문불량;p.44] 61
그림 2.2.1.9. 2020년 8월 3일 DJK 레이더 시스템 오차 계산 방법별 결과 64
그림 2.2.1.10. 분석된 모든 사례(최우측 : 평균)의 Self-consistancy 기법 BRI 반사도 BIAS 64
그림 2.2.1.11. 분석된 모든 사례(최우측 : 평균)의 Self-consistancy 기법 GDK 반사도 BIAS 65
그림 2.2.1.12. 분석된 모든 사례(최우측 : 평균)의 Self-consistancy 기법 GRS 반사도 BIAS 65
그림 2.2.1.13. 분석된 모든 사례(최우측 : 평균)의 Self-consistancy 기법 KSN 반사도 BIAS 66
그림 2.2.1.14. 분석된 모든 사례(최우측 : 평균)의 Self-consistancy 기법 KWK 반사도 BIAS 66
그림 2.2.1.15. 분석된 모든 사례(최우측 : 평균)의 Self-consistancy 기법 SBS 반사도 BIAS 67
그림 2.2.1.16. 분석된 모든 사례(최우측 : 평균)의 Self-consistancy 기법 SAN 반사도 BIAS 67
그림 2.2.1.17. 분석된 모든 사례(최우측 : 평균)의 Self-consistancy 기법 DJK 반사도 BIAS 68
그림 2.2.1.18. 분석된 모든 사례(최우측 : 평균)의 Self-consistancy 기법 GDK 반사도 BIAS 68
그림 2.2.1.19. 분석된 모든 사례(최우측 : 평균)의 Self-consistancy 기법 SRI 반사도 BIAS 69
그림 2.2.1.20. Inter-comparison 기법 69
그림 2.2.1.21. 분석된 모든 사례(최우측 : 평균)의 Inter-comparison 기법 SWN 반사도 BIAS 70
그림 2.2.1.22. 분석된 모든 사례(최우측 : 평균)의 Inter-comparison 기법 IIA 반사도 BIAS 70
그림 2.2.1.23. ZH-ZDR 관계를 이용한 ZDR BIAS 산출 예[이미지참조] 71
그림 2.2.1.24. 분석된 모든 사례(최우측 : 평균)의 ZH-ZDR 관계에 따른 BRI 차등 반사도 BIAS[이미지참조] 72
그림 2.2.1.25. 분석된 모든 사례(최우측 : 평균)의 ZH-ZDR 관계에 따른 BRI 차등 반사도 BIAS[이미지참조] 72
그림 2.2.1.26. 분석된 모든 사례(최우측 : 평균)의 ZH-ZDR 관계에 따른 BRI 차등 반사도 BIAS[이미지참조] 73
그림 2.2.1.27. 분석된 모든 사례(최우측 : 평균)의 ZH-ZDR 관계에 따른 BRI 차등 반사도 BIAS[이미지참조] 73
그림 2.2.1.28. 분석된 모든 사례(최우측 : 평균)의 ZH-ZDR 관계에 따른 BRI 차등 반사도 BIAS[이미지참조] 74
그림 2.2.1.29. 분석된 모든 사례(최우측 : 평균)의 ZH-ZDR 관계에 따른 BRI 차등 반사도 BIAS[이미지참조] 74
그림 2.2.1.30. 분석된 모든 사례(최우측 : 평균)의 ZH-ZDR 관계에 따른 BRI 차등 반사도 BIAS[이미지참조] 75
그림 2.2.1.31. 분석된 모든 사례(최우측 : 평균)의 ZH-ZDR 관계에 따른 BRI 차등 반사도 BIAS[이미지참조] 75
그림 2.2.1.32. 분석된 모든 사례(최우측 : 평균)의 ZH-ZDR 관계에 따른 BRI 차등 반사도 BIAS[이미지참조] 76
그림 2.2.1.33. 분석된 모든 사례(최우측 : 평균)의 ZH-ZDR 관계에 따른 BRI 차등 반사도 BIAS[이미지참조] 76
그림 2.2.1.34. 개별레이더 HSR 추정강우 생산 흐름도 78
그림 2.2.1.35. 2020년 8월 2일 1500KST 백령도레이더 HSR 반사도, 강우강도, 마스크 산출...9
그림 2.2.1.36. 2020년 8월 2일 1500KST 관악산, 광덕산, 군산 레이더 HSR 반사도, 강우강도, ... 80
그림 2.2.1.37. 2020년 8월 2일 1500KST 소백산, 가리산, 인천공항 레이더 HSR 반사도, ... 81
그림 2.2.1.38. 2020년 8월 2일 1500KST 덕적도, 수리산, 망일산 레이더 HSR 반사도, ... 82
그림 2.2.1.39. 2차원 HSR 기반 강수량 합성 알고리즘 흐름도 83
그림 2.2.1.40. 2020년 8월 2일 1500KST 사례의 2차원 HSR 강우량 합성결과 85
그림 1.2.1.41. 3D CAPPI 생성 알고리즘 흐름도 86
그림 1.2.1.42. 2020년 8월 2일 15:00 KST의 3차원 CAPPI의 고도별 반사도 영상 87
그림 2.2.1.43. 수도권 3차원 바람장 생성 전체 흐름도 88
그림 2.2.1.44. 사용 레이더 자료에 따른 바람장 생산 최종결과 비교(2020년 8월 2일 15... 89
그림 2.2.1.45. 2020년 8월 2일 15 KST 사례의 1.5km 합성반사도와 바람장 90
그림 2.3.1.1. 발생 구조에 따라 구분된 중규모 대류계 및 유형별 대표 사례 92
그림 2.3.1.2. CC 사례에 대한 IMERG 강수와 초기시간별 LDAPS 예측장 93
그림 2.3.1.3. CC 사례의 초기시간별 GDAPS 강수 예측장 94
그림 2.3.1.4. (a) ERA5, (b) 20일 00 UTC 초기장 GDAPS(GDAPS 1), (c) 19일 12 UTC 초기장... 96
그림 2.3.1.5. MCC 사례에 대한 IMERG 강수와 LDAPS 예측장 97
그림 2.3.1.6. MCC 사례의 cold pool에 의한 강수 발생 시기의 강수 99
그림 2.3.1.7. 분석 강수 발생 3시간 전인 8월 1일 21 KST의 내륙 지역의 남북-연직 온위...00
그림 2.3.1.8. Squall line diagonal 사례의 IMERG 강수, GDAPS, LDAPS 예측 강수장 101
그림 2.3.1.9. SLD 사례의 시간별 IMERG 강수, ERA5, GDAPS, LDAPS의 초기 시간별 850 hPa... 103
그림 2.3.1.10. 위도 38。N에서의 동서-연직 온위 단면도 104
그림 2.3.1.11. SLP 사례의 IMERG 강수와 LDAPS 강수 예측장 105
그림 2.3.1.12. SLP 사례의 GDAPS 강수 예측장 107
그림 2.3.1.13. 경기만 MCC 사례 발생 시기의 ERA5 지표 온도, 지위고도, 상당온위, 수분속 및... 109
그림 2.3.1.14. WRF 실험을 위한 경기만 해수면 온도 처방 방안 및 각 실험 결과로 도출된... 110
그림 2.3.1.15. 2017년 7월 15일 06-15 UTC 누적강수 111
그림 2.3.1.16. 2017년 7월 15일 15 UTC의 850 hPa(WISSDOM은... 112
그림 2.3.1.17. 2017년 7월 15일 15 UTC의 경기만 지역 연직 방향 속도 구조 112
그림 2.3.1.18. 2017년 7월 15일 15 UTC의 850 hPa 비습(g kg⁻¹) 및 위도 37。N에서의... 113
그림 2.4.1.19. 연직적분수증기속(IVT)의(a) 겨울철(11월-3월) 및... 115
그림 2.4.1.20. (a) 연간 대기천 발생빈도(음영) 및 평균 대기천 강도(벡터)(b) 경도에 따른 동서... 116
그림 2.4.1.21. 계절 평균 기후학적 대기천 발생빈도 117
그림 2.4.1.22. 동아시아 지역(검은색), 알래스카 지역(초록색), 브리티시컬럼비아... 118
그림 2.4.1.23. 대기천이 많이 가장 많이 발생하는 월 119
그림 2.4.1.24. 8단계로 구분한 동아시아 대기천의 연간 변화(1-4단계).... 121
그림 2.4.1.25. 8단계로 구분한 동아시아 대기천의 연간 변화(5-8단계).... 122
그림 2.4.1.26. (a) 라니냐 및(b) 엘니뇨 동안의 겨울철(10월-3월) 전... 124
그림 2.4.1.27. MJO 위상에 따른 겨울철(10월-3월) 북반구... 125
그림 2.4.1.28. AO 위상에 따른 겨울철(10-3월) 북반구 대기천 발생빈도 변화. 그림... 126
그림 2.4.1.29. PNA 위상에 따른 겨울철(10-3월) 북반구 대기천 발생빈도 변화.... 127
그림 2.4.1.30. 기후변동성에 따른 동아시아 대기천 발생빈도 변화 요약 128
그림 2.4.1.31. (a) 관측과(b) 기후모형에서의 계절별 동아시아 대기천 발생빈도 130
그림 2.4.1.32. 기온 상승에 따른 계절별(a) 해면 기압(등치선) 및 해수면 온도(음영) 변화와(b)... 131
그림 2.4.1.33. 연간 대기천 발생빈도 및 IVT 변화 132
그림 2.4.1.34. 예측 기간별(왼쪽) 겨울철 및(오른쪽) 여름철 대기천 발생빈도(음영). DeFlorio... 133
그림 2.4.1.35. (a) 동아시아 지형(m; 음영) 및 계절별 대기천 관련 강수(mm day-1... 134
그림 2.4.1.36. 계절별 동아시아 전체 강수 중 대기천 관련 강수... 135
그림 2.4.1.37. 계절별 동아시아 전체 강수 중 대기천 관련... 135
그림 2.4.1.38. 2006년 7월 19일 00UTC 동아시아에서 발생한... 137
그림 2.4.1.39. 기존의 대기천 탐지 알고리즘의 순서도 138
그림 2.4.1.40. 수정된 대기천 알고리즘의 순서도 139
그림 2.4.1.41. 수정된 대기천 탐지 알고리즘으로 탐지한(a)-(c) 2009년 겨울과(d)-(f) 2006년... 140
그림 2.4.1.42. 계절별 동아시아 대기천 발생빈도) 141
그림 2.4.1.43. 계절에 따른 동아시아 강수량 142
그림 2.4.1.44. 계절별 동아시아 대기천 강수 비율 143
그림 2.4.1.45. 한반도 연주기 강수량(초록색 실선), 대기천에 의한 강수량(초록색 파선)... 144
그림 2.4.1.46. 동아시아 강수 강도별 대기천 강수 발생 비율 145
그림 2.4.1.47. 한반도에서의 강수 강도별 강수 발생빈도와 대기천 강수 발생빈도 연주기 146
그림 2.4.1.48. 계절별 강수 강도에 다른 한반도 발생빈도 및 대기천... 147
그림 2.4.1.49. 1979년부터 2020년까지의 여름철(6-9월) 344개 집중호우... 148
그림 2.4.2.1. 스톰트랙 하류에서 온대저기압에 연관되어 나타나는 대기천... 149
그림 2.4.2.2. 서로 다른 발달 기작을 보이는 미국 남서부의 대기천의 예 150
그림 2.4.2.3. 미국 서부와 동아시아의 여름철(빨강)과... 151
그림 2.4.2.4. 1979년부터 2020년까지 여름철 (왼)전체, (오른)간헐적인 대기천의 발생 비율 153
그림 2.4.2.5. 1979년부터 2020년까지 여름철 각 월별 (왼)전체, (오른)간헐적인... 154
그림 2.4.2.6. 1979년부터 2020년까지 동아시아 강수량에 대한 (왼)전체 대기천과... 155
그림 2.4.2.7. 1979년부터 2020년까지 각 월별 동아시아 강수량에 대한 (왼)전체, ... 156
그림 2.4.2.8. 1979년부터 2020년까지 여름철 (왼)전체 대기천, (오른)간헐적인... 157
그림 2.4.2.9. 1979년부터 2020년까지 여름철 월별 (왼)전체 대기천, ... 158
그림 2.4.2.10. 1979년부터 2020년까지 여름철 월별 (왼)전체 대기천, ... 159
그림 2.4.2.11. 1979년부터 2020년까지 여름철 (왼)전체 대기천과(오른)준정체적인 대기천의... 160
그림 2.4.2.12. 1979년부터 2020년까지 여름철 각 월별 (왼)전체 대기천과... 161
그림 2.4.2.13. 1979년부터 2020년까지 동아시아 강수량에 대한 (왼)전체 대기천과... 162
그림 2.4.2.14. 1979년부터 2020년까지 각 월별 동아시아 강수량에 대한 (왼)전체... 163
그림 2.4.2.15. 1979년부터 2020년까지 여름철 (왼)전체 대기천과(오른)준정체적인... 164
그림 2.4.2.16. 1979년부터 2020년까지 여름철 월별 (왼)전체 대기천과... 165
그림 2.4.2.17. 1979년부터 2020년까지 여름철 월별 (왼)전체 대기천과... 166
그림 2.4.3.1. (a) 동아시아의 지형(m)과(b)-(e) 각 계절별 동아시아 강수량에 대한 대기천... 168
그림 2.4.3.2. 월별 한반도 ASOS 관측소 별 전체 강수량... 170
그림 2.4.3.3. 월별 한반도 ASOS 관측소 별 40 mm day⁻¹ 이상... 171
그림 2.4.3.4. 1979년부터 2020년 42년간 여름철의 344개 집중호우 사례의(a) IVT 벡터, (b)... 173
그림 2.4.3.5. 1979년부터 2020년 42년간 여름철의 344개 집중호우 사례의(a) IVT 벡터, (b)... 174
그림 2.4.3.6. 1979년부터 2020년 42년간 여름철의 344개 집중호우 사례의(a) IVT 벡터, (b)... 174
그림 2.5.1.1. (a) 연평균, (b) 겨울철(DJFM), 그리고 (c)... 177
그림 2.5.1.2. (위) 겨울철, (아래) 여름철 대기천에 의한 IVTA(음영, kg m⁻¹ s⁻¹)와(등치선)... 179
그림 2.5.1.3. 간헐적인 대기천 사례(2018년 8월 2일)에서의(음영) IVTA(kg m⁻¹ s⁻¹)와... 180
그림 2.5.1.4. 간헐적인 대기천 사례의(등치선) 850-hPa 지위고도 아노말리와... 182
그림 2.5.1.5. 동아시아 여름철 간헐적인 대기천과 관련된(위)... 183
그림 2.5.1.6. 간헐적인 대기천의(음영) 지위고도... 184
그림 2.5.1.7. 간헐적인 대기천의 발생으로부터 2일전부터 2일... 186
그림 2.5.1.8. 간헐적인 대기천의 발생 기작 모식도 187
그림 2.5.2.1. 준정체적인 대기천 사례(2020년 6월 13일)에서의(음영) IVTA(kg m⁻¹ s⁻¹)와... 188
그림 2.5.2.2. 준정체적인 대기천 사례의(등치선) 850-hPa 지위고도... 190
그림 2.5.2.3. 동아시아 여름철 준정체적인 대기천과 관련된(위)... 191
그림 2.5.2.4. 준정체적인 대기천의(음영) 지위고도... 192
그림 2.5.2.5. 준정체적인 대기천의 발생으로부터 2일전부터 2일... 194
그림 2.5.2.6. 준정체적인 대기천의 발생 기작 모식도 195
그림 2.5.2.7. 중간형태 대기천 사례의(등치선) 850-hPa 지위고도... 197
그림 2.5.2.8. 중간형태 대기천의 발생으로부터... 198
그림 2.5.2.9. 동아시아에서(a) 간헐적인, (b)... 201
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