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[표지]

제출문

목차

요약문 11

제1장 서론 14

제1절 연구 개발 배경 14

제2절 연구 개발 필요성 17

제2장 ATMS 위성자료의 KIM 활용성 향상을 위한 전처리기술 개선 19

제1절 해빙영역 마이크로파 위성 하층채널 편향보정(예측인자, 갱신방법) 개선 20

1. 편향보정 성능 개선을 위한 최적의 예측인자 개수 및 조합 선정 20

2. 선정된 예측인자를 이용한 보정계수 갱신방법 제안 24

제2절 편향보정기법 KIM 적용을 통한 자료동화 효과 진단 27

1. 실험 설계 27

2. 편향보정 기법의 KIM 시스템 적용 28

3. 자료동화 실험에 따른 효과 진단(품질검사 결과) 29

4. 자료동화 실험에 따른 효과 진단(모델 분석장) 36

5. 자료동화 실험에 따른 효과 진단(모델 예보장) 38

제3장 고해상도 위성자료의 수치예보모델 활용 기술 개발 43

제1절 위성산출 지면정보를 활용한 하층 대기의 산출 정확도 향상 기술 개발 43

1. 위성산출 지면정보 데이터 검증 및 특성 분석 43

2. 위성산출 지면정보 활용을 위한 수치실험 구성 52

3. 위성산출 지면정보 활용을 위한 수치실험 결과 59

제2절 정지궤도 초분광적외탐측기의 수치예보모델 영향평가 71

1. 가상의 초분광적외탐측 수치실험 방안 71

2. 위험기상 사례 선정 및 초분광적외 센서 자료 모의 76

3. 모의위성 자료동화 예측을 위한 실험 구성 81

4. 모의위성 자료동화 예측 실험 결과 분석 87

제4장 요약 및 결론 93

제5장 주요 산출물 내역 96

참고 문헌 97

[뒷표지] 100

표목차

표 2.1.1. ATMS 5번 채널의 방출률(ε), 표면온도(Ts), 대기 상향복사(TB↑), 대기... 22

표 2.1.2. ATMS 6번 채널의 방출률(ε), 표면온도(Ts), 대기 상향복사(TB↑), 대기... 22

표 2.1.3. ATMS 7번 채널의 방출률(ε), 표면온도(Ts), 대기 상향복사(TB↑), 대기... 22

표 2.1.4. ATMS 5-7번 채널 관측증분에 대한 예측인자 조합 및 고려순서 23

표 2.2.1. 실험 설계 표 27

표 2.2.2. 전구 해빙 자료에서 동화된 관측자료 개수, 편향보정 전/후 관측증분의... 33

표 2.2.3. 북반구 및 남반구 해빙에서 동화된 관측자료 개수, 편향보정 후... 34

표 3.1.1. 위성 산출물을 통한 검증 및 특성 분석에 사용된 수치모델 분석장 자료 45

표 3.1.2. 실험 수행 도메인 설정 55

표 3.1.3. 위성산출 지면정보를 활용한 수치실험 구성 56

표 3.2.1. 현재 초분광적외탐측기 비교 73

표 3.2.2. 실험 수행 도메인 설정 75

표 3.2.3. RTTOV 모의에 사용되는 ERA5 및 WRF의 대기 및 지상 자료 정보 78

표 3.2.4. 자료동화 실험 수행 도메인 설정 82

표 3.2.5. 자료동화 실험 구성 83

표 3.2.6. 배경오차 공분산 옵션 설정 84

표 3.2.7. 정지궤도 위성의 predictor 85

표 3.2.8. IASI 채널 특성 86

그림목차

그림 2.1.1. 2023년 7월 한 달 기간에 한국형수치예보모델 시스템에 동화된 ATMS 6번... 19

그림 2.1.2. ATMS 3번-15번 채널 주파수에 대한 대기 상한 휘도온도의 기여 변... 21

그림 2.1.3. 예측인자 개수에 따른 회귀 성능 변화 24

그림 2.1.4. 자료 수집 기간에 따른 ATMS 5-7번 채널의 관측증분 (좌) 회귀 성능 및 (우) 편... 25

그림 2.1.5. 15일 자료로 계산된 보정계수의 유효기간 평가를 위한 시계열 분석. 편향보... 26

그림 2.2.1. BC2024 편향보정 방법의 보정계수 갱신방법 28

그림 2.2.2. main_atms.f90 예시 29

그림 2.2.3. calc_BCcoef_seaice_2024.ob4da.py 예시 29

그림 2.2.4. 2023년 7월 한달 기간에 (좌) BC2023 및 (우) BC2024 실험을 통해 동화된... 30

그림 2.2.5. (좌) BC2023 및 (우) BC2024 실험에서 동화된 ATMS 6번 채... 31

그림 2.2.6. (좌) BC2023 및 (우) BC2024 실험에서 동화된 ATMS... 32

그림 2.2.7. BC2023(청색) 및 BC2024(적색) 방법을 적용하여 동화된 (좌) ATMS 6번 및... 33

그림 2.2.8. 편향보정 후 관측증분의 히스토그램. 파선은 남반구 해빙 관측자료, 실선은 북... 34

그림 2.2.9. (상) 북반구 및 (하) 남반구 해빙 지역 동화된 관측자료의 2023년... 35

그림 2.2.10. (상) 북반구 및 (하) 남반구 해빙 지역 동화된 관측자료의 2023... 36

그림 2.2.11. 2023년 7월 한달 평균 분석장 차이로 왼쪽부터 차례로 온도, 지위고도, 습도, 동... 37

그림 2.2.12. 2023년 7월 한달 평균 IFS 대비 분석장 편차 제곱근 오차 차이의 위도별 분포 38

그림 2.2.13. (상) BC2024 실험과 CTRL 실험의 지역별, 예보 기간에 따른 대기 변수의... 39

그림 2.2.14. (상) BC2024 실험과 CTRL 실험의 예보 기간에 따른 예보 성능 차이. 수직의... 39

그림 2.2.15. (상) BC2024 실험과 CTRL 실험의 지역별, 예보 기간에 따른 대기 변수의 예... 40

그림 2.2.16. (상) BC2024 실험과 CTRL 실험의 예보 기간에 따른 예보 성능 차이. 수직의... 41

그림 2.2.17. BC2023 실험과 해빙 관측자료를 잔차 편향보정 없이 동화한 실험의 지역별, 예보... 42

그림 2.2.18. BC2023 실험과 해빙 관측자료를 잔차 편향보정 없이 동화한 실험의 지역별, 예보... 42

그림 3.1.1. 한반도 (좌) 해양부이 지점과 (우) 2022년 8월 7일 00UTC의 해수면온... 44

그림 3.1.2. 지표면온도에 대한 ASOS 자료와 위성 산출물 자료의 확률밀도함수 비교 44

그림 3.1.3. 2023년 6월의 GK-2A 위성산출 지표면온도 자료와 ERA5, GFS, KIM... 46

그림 3.1.4. 2023년 7월의 GK-2A 위성산출 지표면온도 자료와 ERA5, GFS, KIM... 46

그림 3.1.5. 2023년 8월의 GK-2A 위성산출 지표면온도 자료와 ERA5, GFS, KIM... 46

그림 3.1.6. 2023년 6월의 GK-2A 위성 지표면온도 산출물 자료와 ERA5, GFS,... 47

그림 3.1.7. 2023년 7월의 GK-2A 위성 지표면온도 산출물 자료와 ERA5, GFS,... 47

그림 3.1.8. 2023년 8월의 GK-2A 위성 지표면온도 산출물 자료와 ERA5, GFS,... 48

그림 3.1.9. 2023년 6월의 GK-2A 위성산출 해수면온도 자료와 ERA5, GFS,... 49

그림 3.1.10. 2023년 7월의 GK-2A 위성산출 해수면온도 자료와... 49

그림 3.1.11. 2023년 8월의 GK-2A 위성산출 해수면온도 자료와 ERA5, GFS,... 49

그림 3.1.12. 2023년 6월의 GK-2A 위성 해수면온도 산출물 자료와 ERA5, GFS, KIM 모델 분... 50

그림 3.1.13. 2023년 7월의 GK-2A 위성 해수면온도 산출물 자료와 ERA5, GFS, KIM 모델... 50

그림 3.1.14. 2023년 8월의 GK-2A 위성 해수면온도 산출물 자료와 ERA5, GFS, KIM 모델... 51

그림 3.1.15. 2023년 JJA의 GK-2A 위성 LST 산출물 자료와 ERA5, GFS, KIM 모델 분... 52

그림 3.1.16. 2023년 JJA의 GK-2A 위성 SST 산출물 자료와 ERA5, GFS, KIM 모델... 52

그림 3.1.17. 객관분석과정과 초기화 과정의 차이 53

그림 3.1.18. (좌) 위성 지표면온도 산출물 자료, (중) KIM(분석장) 초기장의 지표면... 54

그림 3.1.19. (좌) 위성 해수면온도 산출물 자료, (중) KIM(분석장) 초기장의 해수면... 54

그림 3.1.20. 수치실험을 위한 WRF 모델 모의 영역 55

그림 3.1.21. 1991-2020 기간 대비 2023년 JJA(여름철) 특징 56

그림 3.1.22. 1991-2020 기간 대비 2023년 JJA(여름철) 특징 57

그림 3.1.23. 위성의 지면정보 자료와 KIM 분석장(초기장) 결과. 차례로 위성 해수면... 58

그림 3.1.24. 위성의 지면정보 자료와 KIM의 갱신된 분석장의 차이장 59

그림 3.1.25. ERA5 재분석장과 (좌) CTRL/(중) GK2A 실험의 2m 온도 편차와 (우) GK2A... 60

그림 3.1.26. ERA5 재분석장과 (좌) CTRL/(중) GK2A 실험의 2m 습도 편차와 (우) GK2A실험... 61

그림 3.1.27. (좌) CTRL과 (중) GK2A 실험의 저층 구름과 (우) 실험 간의 (GK2A-CTLR) 편차 61

그림 3.1.28. 재분석장과 (좌) CTRL/(중) GK2A 실험의 2m 온도 편차와 (우) GK2A실... 62

그림 3.1.29. ERA5 재분석장과 (좌) CTRL/(중) GK2A 실험의 2m 습도 편차와 (우)... 63

그림 3.1.30. (좌) CTRL과 (중) GK2A 실험의 저층 구름과 (우) 실험 간의... 64

그림 3.1.31. ERA5 재분석장과 (좌) CTRL/(중) GK2A 실험의 2m 습도 편차와 (우) GK2A실... 65

그림 3.1.32. 2023년 7월 30일 일 최고 기온 65

그림 3.1.33. (위) ERA5 재분석장과 (좌) CTRL/(중) GK2A 실험의 한반도 영역... 66

그림 3.1.34. (위) ERA5 재분석장과 (좌) CTRL/(중) GK2A 실험의 한반도 영역 2m 하... 67

그림 3.1.35. ASOS 동두천 지점(37.9019°N, 127.0607°E)의 예측 시간... 68

그림 3.1.36. ASOS 수원 지점(37.2723°N, 126.983°E)의 예측 시간(3hour)... 68

그림 3.1.37. ASOS 파주 지점(37.88°N, 126.7665°E)의 예측 시간(3hour)에... 68

그림 3.1.38. ASOS 양평 지점(37.488°N, 127.4842°E)의 예측 시간(3hour)... 69

그림 3.1.39. 위성의 지면정보 자료와 KIM 분석장(초기장) 결과. 차례로 위성 해... 70

그림 3.1.40. (좌) 2023년 6월 25일 12UTC의 편집 일기도와 (우) 위성의 지면... 70

그림 3.2.1. 기존의 historical OSSE와 고도화된 historical OSSE의 차이 71

그림 3.2.2. 초분광탐측기 실험 및 수치모델 영향평가 세부 과제 요약 (1) 72

그림 3.2.3. 초분광탐측기 실험 및 수치모델 영향평가 세부 과제 요약 (2) 72

그림 3.2.4. historical OSSE 실험 진행도 73

그림 3.2.5. 수치실험을 위한 WRF 모델 모의 영역 74

그림 3.2.6. 물리방안 설정에 따른 민감도 실험별 밝기온도 예시. 차례로 IASI, 약한 넛징,... 75

그림 3.2.7. 2022년 수도권 집중호우 사례의 레이더 자료 77

그림 3.2.8. 2022년 수도권 집중호우 사례의 일기도. (좌) 200 hPa의 지위고도(실선) 및... 77

그림 3.2.9. 가상의 위성자료 모의를 위한 RTTOV 수행 프로세스 79

그림 3.2.10. BUFR 자료의 구조 79

그림 3.2.11. (좌) 실제 IASI의 밝기온도와 (중) WRF 고해상도 예측 자료 기반 밝기온도,... 80

그림 3.2.12. 실제 IASI의 밝기온도에 대한 (위) WRF 고해상도 예측 자료 기반 밝기온도 및 (중)... 81

그림 3.2.13. ASOS 서울지점의 한 시간 간격의 강수량과 자료동화 실험 설정 모식도 82

그림 3.2.14. (좌) 채널에 대한 편차 보정 전후 결과와 (우) 편자 보정에 사... 85

그림 3.2.15. GEO-KOMPSAT-2의 구름 마스킹을 이용한 예시 87

그림 3.2.16. 2022년 8월 8일 00UTC의 ERA5 재분석장과 WRFGEO, ERAGEO, CONV의 분석... 88

그림 3.2.17. 2022년 8월 8일 00UTC의 850 hPa 비습(g/kg)에 대한 ERA5 재분석장과... 88

그림 3.2.18. 2022년 8월 8일 00UTC의 ERA5 재분석장과 수증기 채널만 동화된 WRFGEO,... 89

그림 3.2.19. 2022년 8월 8일 06-18UTC 12시간 누적 강수량 예측 결과 검증. IMERG,... 90

그림 3.2.20. 2022년 8월 8일 18UTC-9일 06UTC 12시간 누적 강수량 예측 결과 검증.... 90

그림 3.2.21. 2022년 8월 9일 06UTC-18UTC 12시간 누적 강수량 예측 결과 검증.... 90

그림 3.2.22. 2022년 8월 8일 00UTC WRFGEO와 CONV 실험 분석장의 850 hPa 비... 91

그림 3.2.23. 2022년 8월 8일 06UTC WRFGEO와 CONV 실험 분석장의 850 hPa... 91

그림 3.2.24. 2022년 8월 8일 06UTC 서해 지역의 WRFGEO와 CONV 실험 분석장의... 91

그림 3.2.25. 2022년 8월 8일 12UTC-9일 12UTC 24시간 누적 강수량 예측 결과 검증.... 92

그림 3.2.26. 2022년 8월 8일 06UTC WRFGEO와 ERAGEO 실험 분석장의 850 hPa 비습과 편차 92

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위성자료의 한국형 수치예보모델 활용기술 개발 = Development of techniques for utilization of satellite observation in Korean integrated model 이용현황 표 - 등록번호, 청구기호, 권별정보, 자료실, 이용여부로 구성 되어있습니다.
등록번호 청구기호 권별정보 자료실 이용여부
0003178323 551.6354 -25-3 서울관 인문자연과학자료실(314호) 이용가능
0003178324 551.6354 -25-3 서울관 인문자연과학자료실(314호) 이용가능

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