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[연구진]
요약문
목차
제1장 서론 12
1.1. 연구의 필요성 및 목적 12
1.2. 주요 연구내용 13
제2장 레이더 기본 이론 14
2.1. 레이더시스템 구성 및 특성 14
2.1.1. 송신기(Transmitter : TX) 15
2.1.2. 수신기(Receiver) 17
2.1.3. 도파관(Wave Guide) 19
2.1.4. 마스터클락(Master Clock)/컴퓨터 22
2.1.5. 표시기(Indicator) 및 표출기(Display) 22
2.1.6. 안테나(Antenna) 25
2.2. 레이더 방정식 26
2.2.1. 레이더 반사도 방정식(Reflectivity Equation) 26
2.2.2. 도플러 속도 방정식 27
2.3. 레이더 강우량 추정 29
2.3.1. 레이더 반사도(Z) 및 강우강도(R) 계산 30
2.3.2. Z-R 관계식의 활용 예시 34
제3장 국내외 레이더 강우자료의 품질관리 기법 조사 42
3.1. 레이더자료 품질관리의 중요성 42
3.2. 레이더 산출 강우량의 오차 및 품질판리 43
3.2.1. 품질영향 요소별 원인 43
3.2.2. 품질영향 요소별 해결방법 48
3.3. 국내 기상청 레이더자료의 품질관리 50
3.3.1. 기상레이더 품질관리의 필요성 50
3.3.2. 기상레이더 자료의 품질관리 절차 52
3.4. 미국 NEXRAD 레이더자료의 품질관리 현황 60
3.4.1. WSR-88D 강우 산정 알고리즘 개요 60
3.4.2. Stage II/III PPS Precipitation Estimate Adjustments 64
3.4.3. Stage II Bias Adjustmentl 65
3.4.4. Stage II Quality Control 65
3.4.5. 레이더 강우 추정의 부정확도 결정방법 66
3.5. 중국 CINRAD 레이더자료의 품질관리 현황 71
3.5.1. 개요 71
3.5.2. 품질관리 알고리즘 적용 결과 72
3.5.3. 반사도 누적 73
3.6. 국내외 레이더 품질관리의 비교 분석 79
제4장 임진강 강우레이더 품질관리 현황 및 자료 분석 82
4.1. 임진강 강우레이더 자료처리 절차 82
4.1.1. 레이더 자료 품질관리 및 실시간 보정 절차 85
4.1.2. 면적강우량 산정 86
4.2. 홍수기 레이더 자료 분석 및 검토 88
4.2.1. 사례 I 89
4.2.2. 사례 II 100
4.3. 사례분석 결과 109
4.4. 기대효과 및 향후계획 110
제5장 레이더 장비 특성 조사 및 분석 112
5.1. 임진강강우레이더관측소의 일반현황 112
5.1.1. 설립배경 112
5.1.2. 주요연혁 112
5.1.3. 법령근거 113
5.1.4. 주요 임무 113
5.2. 강우레이더 운영실무 114
5.2.1. 강우레이더 개요 114
5.2.2. 레이더 운영 프로그램(IRIS) 123
5.2.3. 관측자료 생산·처리 및 종류 126
5.2.4. 관측자료 분석 및 지원 128
5.3. 레이더 강우의 활용 129
5.3.1. 실시간 보정방법 129
5.3.2. IRIS_Hydromet 보정방법 131
5.3.3. CM(Conditional Merging) 보정방법 132
5.4. 임진강레이더시스템 유지보수 133
5.4.1. 개요 133
5.4.2. 유지보수 점검사항 134
제6장 강우레이더 관측자료의 품질관리 및 운영방안 검토 142
제7장 결론 144
참고문헌 148
부록 152
부록 1. 임진강 강우레이더 산출 영상 소개 154
부록 2. 임진강 홍수예보모형 매개변수 160
부록 3. 임진강 강우레이더 점검일지 양식 164
서지자료 177
판권기 178
그림 2.1. 강우레이더 시스템 모식도 14
그림 2.2. 다이내믹 레인지 19
그림 2.3. 구형(矩形) 도파관의 단면도 20
그림 2.4. TE10 도파관 연직단면 21
그림 2.5. A-scope상에서 목표물의 특성에 따른 강도와 변화 23
그림 2.6. 실제 레이더의 A-Scope 영상 23
그림 2.7. 레이더의 RHI: 시선속도(우)와 레이더반사도(좌) 24
그림 2.8. (a) 포물면 접시 안테나와 (b) 포물면 접시 안테나의 빔 단면 25
그림 2.9. 레이더의 관측 원리 27
그림 2.10. 목표물의 이동에 따른 레이더파의 위상변화 28
그림 2.11. Z 계산을 위한 예 31
그림 2.12. R 계산을 위한 예 32
그림 2.13. Z가 같고 R이 다를때 강우량 비교 33
그림 2.14. 강우강도 R이 같고 Z가 다른 경우 34
그림 2.15. 두가지 Z-R 관계식의 비교 35
그림 2.16. 강우강도와 레이더 반사도dBZ의 관계 비교 36
그림 2.17. Z-R 관계식에서 절편과 기울기의 선정 38
그림 2.18. 거리에 따른 빔의 퍼짐 39
그림 2.19. 거리에 따른 관측 고도의 차이 40
그림 3.1. 반사도 품질관리 처리 절차 53
그림 3.2. 0.5도 고도각에 대한 noise filter 전(a)과 후(b) 54
그림 3.3. 0.5도 고도각에 대한 noise filter 전(a)과 후(b) 55
그림 3.4. (a) 라인에코 제거 적용시와 (b) 노이즈필터 적용시 0.5도 반사도 장에 대한 비교 56
그림 3.5. 레이더 빔 전파에 따른 고도 분포 57
그림 3.6. 노이즈 필터 전(a), 후(b)의 0.5˚ 고도 반사도 영상 59
그림 3.7. 1999년 3월 19일 0800UTC의 stage III PPS로부터 산출된 KHGX WSR-88D의 영상 (a) Stage I (b) Stage II 편차보정된 레이더 강우 산정 (c) 시간별... 69
그림 3.8. 1999년 7월 13일 2000UTC의 stage III PPS로부터 산출된 KHGX WSR-88D의 영상 (a) Stage I (b) Stage II 편차보정된 레이더 강우 산... 70
그림 3.9. Beijing(BJ)와 Tianjin(TJ) 레이더로부터 최저고도의 PPI 반사도 영상 72
그림 3.10. TJ레이더의 0.44도 고도각에 대한 FLAPR 알고리즘 적용사례 NONQC사례 (왼쪽)와 QC사례(오른쪽) 73
그림 3.11. 베이징 레이더의 최저층 고도에 대한 Probability of Detection(POD). 0.5도(왼쪽)와 1.5도(오른쪽) 74
그림 3.12. SJZ 레이더에 대한 NONQC와 QC에 대한 POD 비교 74
그림 3.13. BJ 레이더에 대한 NONQC-QC에 대한 반사도 누적 영상 75
그림 3.14. Tianjin radar에 대한 품질관리 전후의 반사도 누적자료 75
그림 3.15. 2006년 8월에 대한 TJ 레이더의 0.4도(왼쪽)과 1.4도(오른쪽) 반사도 누적 영상 76
그림 3.16. 단일 영상과 6시간 누적영상 77
그림 3.17. NONQC와 QC의 2007년 7-8월 Tianjin 레이더 시선속도 누적 77
그림 4.1. 지형에코 제거 및 복원 알고리즘 적용 방법 83
그림 4.2. 차폐 보정 알고리즘 적용 방법 84
그림 4.3. UF 저장 도형도 84
그림 4.4. 임진강유역 소유역분할도 87
그림 4.5. 2008년 홍수기(2008년 5월 15일 ~ 10월 15일) 주요지점 수위변화 88
그림 4.6. 2008년 7월 24일 15시 30분 영상 (a) 보정전, (b) 품질관리후 보정전, (c) 품질관리후 실시간 보정후, 그리고 (d) 기상청 레이더 합성영상 89
그림 4.7. 임진강유역 티센망 91
그림 4.8. 2008년 7월 23일 12시 ~ 7월 25일 8시사이의 (a) 수원기상대, (b) 문산기상대, (c) 동두천기상대 그리고 (d) 김포관측소의 강우분포 92
그림 4.9. TM 관측소 지점강우와 레이더강우의 분포 (2008년 7월23일 12시 ~ 7월 25일 8시) 93
그림 4.10. 소유역별 강우분포 (2008년 7월23일 12시 ~ 7월 25일 8시) 94
그림 4.11. 소유역 누적강우량 분포(2008년 7월23일 12시 ~ 7월 25일 8시) 96
그림 4.12. (a)TM강우와 (b)레이더 강우를 이용한 전곡 수위 모의 결과 98
그림 4.13. (a)TM강우와 (b)레이더 강우를 이용한 적성 수위 모의 결과 99
그림 4.14. 2008년 8월 1일 06UTC 지상일기도 100
그림 4.15. 2008년 8월 2일 일누적강수분포 101
그림 4.16. 2008년 8월 2일 00시 ~ 06시 보정된 레이더 강우 영상 102
그림 4.17. 2008년 8월 1일 00시 ~ 8월 4일 00시까지의 (a) 수원기상대, (b) 문산기상대, (c) 동두천기상대 그리고 (d) 김포관측소의 강우분포 103
그림 4.18. 2008년 8월 1일 00시 ~ 8월 4일 00시 TM 관측소 지점 및 레이더 강우분포 104
그림 4.19. 대상기간동안의 각 소유역별 평균강우량 분포 105
그림 4.20. (a)TM 강우와 (b)레이더 강우를 이용한 전곡 수위 모의결과 107
그림 4.21. (a)TM 강우와 (b)레이더 강우를 이용한 적성 수위 모의결과 108
그림 5.1. 레이돔 114
그림 5.2. 안테나 115
그림 5.3. 송수신기 116
그림 5.4. Motor Generator 116
그림 5.5. 제어시스템 117
그림 5.6. 분석시스템 118
그림 5.7. 표출시스템 118
그림 5.8. 백업장비 119
그림 5.9. 디스크어레이 119
그림 5.10. DAT Tape Drive 120
그림 5.11. UPS 121
그림 5.12. 비상발전기 121
그림 5.13. 항온항습기 122
그림 5.14. CCTV 123
그림 5.15. IRIS 자료처리도 124
그림 5.16. 관측자료 처리 흐름도 126
그림 5.17. 실시간 보정방법 자료처리 흐름도 130
그림 5.18. IRIS 보정방법 자료처리 흐름도 131
그림 5.19. CM 보정방법 자료처리 흐름도 132
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