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 이 연구는 동아시아 지역의 수치예보모델 지표초기화 (특히, 지역 규모 수치예보모델 WRF 관련)와 관련된 문제들을 제시하고, 이를 해결하기 위한 방법을 제안하고자 하였다. 이를 바탕으로 동아시아 지역의 지표-대기 상호작용을 이해하기 위해, 지표 성질 변수 중 날씨 예측에 민감한 영향을 미치는 토양 수분이 동아시아 기후대에서 어느 정도의 시간 규모를 갖고 대기와 상호작용 하고 있는가에 대하여 조사하였다.

대부분의 경우, 수치예보모델의 지표초기화를 위해 대기 모형의 오차를 포함하는 성긴 격자 규모를 가지는 전지구 모델 기반의 지표자료를 지표모델의 개별적인 특성을 고려하지 않은 채 사용하고 있는 실정이다. 이 연구에서는 이러한 문제점을 개선하기 위해 한반도지표자료동화체계를 독자적으로 개발하여 관측이 반영된 고해상도 지표초기조건뿐만 아니라 사용하고자 하는 수치 예보모델과 결합된 지표모델의 특성을 고려한 토양 수분 자료를 산출하였고, 이를 WRF 모델에 지표초기조건으로 적용하였다.

한반도 지표자료동화체계란 동아시아 지역에서 활용 가능한 관측과 신뢰성 있는 모델 분석 자료를 사용하여 MODIS 자료를 이용해 지표정보를 개선한 Off-line Noah 지면모델을 장기간 강제시켜 현실적인 지표초기자료를 생산하는 시스템이다. 한반도 지표자료동화체계를 통해 산출된 입력자료와 결과물들은 한반도지역의 종관 관측자료와 Koflux 자료에 비교할 때 좋은 성능을 보이고 있었으며, 적분 시작 후 13개월 이후 안정한 상태로 접어들어 이후의 자료들을 지역규모모델 WRF의 초기조건으로 활용할 수 있다.

한반도지표자료동화체계를 통해 산출된 10㎞ 의 고해상도 지표초기조건은 전지구 모델 기반의 성긴 NCEP GDAS 자료에 비해 다소 건조하고 차가운 지표상태를 보이고 있었으며, WRF 모델의 초기조건으로 사용하였을 때 모사된 지표근처 온도와 습도에 대해 관측과 더 일치하는 결과를 산출하였다. 강수 사례 실험 결과에서도 관측이 반영된 고해상도 지표초기조건은 WRF 모델의 강수예측성 향상에 기여하는 것으로 나타났으며, 토양수분과 강수량간에 있어 약한 양의 상관관계가 있음을 밝혔다. 또한, WRF Noah 지표모델과 다른 지표모델로부터 얻어진 토양수분을 WRF의 초기조건으로 사용하였을 경우 비록 48시간과 같은 비교적 짧은 적분 기간에서조차 강수계의 위치를 바꾸는데 기여할 수 있음을 확인하였다.

부가적으로 수행된 Off-line 실험 결과, 동아시아 지역에서의 토양 수분은 여러 전지구모델들마다 동아시아 몬순 강수에 영향을 받는 지역에서 불확실성이 크게 나타나고 있었으나, 적어도 한번의 몬순 기간 (6, 7, 8월; 3개월)을 겪으면 안정한 범위의 값으로 수렴하는 것을 볼 수 있었다. 이러한 지표모델의 초기 불안정한 상태에서 안정한 범위로의 값으로 수렴하는 시간 (스핀업 시간) 은 누적 강수량과 증발률 (전체 이용 가능한 에너지 중에서 잠열속이 차지하는 비율) 과 밀접한 관계를 가지는 것으로 조사되었다.

이 연구의 결과들은 특정 사례 중심 결과이므로 이들을 일반화 시키기에는 무리가 있을 수 있지만, 동아시아 지역의 날씨 규모 예측에 있어서 현실적인 지표초기조건의 확보가 중요할 수 있다는 것을 보여주고 있다. 또한, 동아시아 지역에서의 수치모델링을 위한 안정한 토양 수분 확보 관점에서, 몬순 기간을 포함한 3개월 정도의 스핀업 시간이 필요할 수 있다 연구 결과는 동아시아 지역에서 지역 기후모델링을 연구하는 그룹들에게 시사하는 바가 크다고 할 수 있다.

참고문헌 (67건) : 자료제공( 네이버학술정보 )

참고문헌 목록에 대한 테이블로 번호, 참고문헌, 국회도서관 소장유무로 구성되어 있습니다.
번호 참고문헌 국회도서관 소장유무
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25 Numerical study of surface energy partitioning on the Tibetan plateau: comparative analysis of two biosphere models 네이버 미소장
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27 8-2: Fennoscandian shield — Orogenic gold deposits 네이버 미소장
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