The prolonged and heavy East Asian summer precipitation in 2020 may have been caused by an enhanced Madden-Julian Oscillation (MJO), which requires evaluation using forecast models. We examined the performance of GloSea6, an operational forecast model, in predicting the East Asian summer precipitation during July 2020, and investigated the role of MJO in the extreme rainfall event. Two experiments, CON and EXP, were conducted using different convection schemes, 6A and 5A, respectively to simulate various aspects of MJO. The EXP runs yielded stronger forecasts of East Asian precipitation for July 2020 than the CON runs, probably due to the prominent MJO realization in the former experiment. The stronger MJO created stronger moist southerly winds associated with the western North Pacific subtropical high, which led to increased precipitation. The strengthening of the MJO was found to improve the prediction accuracy of East Asian summer precipitation. However, it is important to note that this study does not discuss the impact of changes in the convection scheme on the modulation of MJO. Further research is needed to understand other factors that could strengthen the MJO and improve the forecast.

이 연구는 한국-중국 북부 지역(35°-40°N, 110°-130°E)에서 영역평균 된 여름(6-8월) 강수량의 증가경향이 1990 년대 후반에 뚜렷하게 나타났음을 분석하였다. 따라서 한국-중국 북부지역에서 1998년 이후에 여름 강수량이 증가한 원 인을 알아보기 위해 1998-2012년 평균과 1981-1997년 평균 사이에 종관환경에 대한 차를 분석하였다. 850 hPa 유선 분석에서는 북태평양 지역과 호주 동쪽지역에서 거대한 고기압성 순환 아노말리가 강화되었다. 양반구에서 이러한 순환 아노말리에 의해 적도 중태평양으로부터 열대 서태평양에 편동풍 아노말리(무역풍 아노말리)가 강화되었다. 이는 라니 냐 해에 나타나는 순환 패턴의 아노말리였다. 200 hPa 유선에서는 남·북태평양 모두에서 거대한 저기압성 순환 아노말 리가 역시 강화되었다. 이러한 두 순환 아노말리에 의해 적도 중태평양 및 서태평양에서는 서풍의 아노말리가 강화되었 다. 이는 1990년대 후반 이후 한국-중국 북부 지역에서 여름 강수량의 증가가 라니냐 패턴과 연관되었으며, 이 결과는 결국 워커 순환의 강화로 이어졌다. 또한 최근 동아시아 지역에서는 적도 서태평양과 동아시아 중위도 지역에서 상승한 기류가 아열대 서태평양지역에서 하강하는 지역 해들리 순환이 강화되었다.

In order to evaluate the role of macrophytes as refuge of zooplankton on physical distribution (i.e. summer rainfall), we investigated the environmental factors, macrophytes, and zooplankton in waterside zones (macrophytes zones) and open water zones of 17 wetlands from May and August, 2011. In this study, a total of 51 zooplankton species were identified, and Polyarthra sp. and Diaphanosoma brachyurum were found to be the most dominant species. Waterside area of each wetland were occupied by a total of 10 macrophyte species, species composition and biomass (dry weight) were different in the survey sites. Zooplankton was more abundant in waterside zone than open water zones lacking macrophytes (One-way ANOVA, df=2, F=27.1, P<0.05), in particular, waterside zone of 1, 8, 9, 10, and 11 wetland were supported by high zooplankton density after summer rainfall. This wetlands were developed by various macrophyte species than other wetland, and submerged plant commonly presented. Waterside zones with various macrophyte species provides complexity to the habitat structure, should be utilized as refuge to avoid disturbance such as summer rainfall. The results indicate that macrophytes are the key components to enhance bio-diversity include zooplankton, and the inclusion of diverse plant species in wetland construction or restoration schemes will result in ecologically healthy food webs.

도시화 효과가 여름 강수에 미치는 영향을 분석하기 위해 2010년 8월 13일부터 9월 3일까지 수도권 집중관측(ProbeX-2010)을 수행하였다. 분석 결과, 다음의 두 가지 현상들이 발견되었다. 첫째, 관측 기간 동안 약한 강수(≤1 mm hr-1)가 다른 지역보다 서울 풍하측 지역에서 더 자주 발생하였으며, 이는 최근 5년(2006-2010) 자료에서도 확인되었다. 약한 강수는 주로 서울 풍하측 산악 지역에서 야간에 더 자주 발생하였기 때문에 이는 도시지형 뿐만 아니라 산악 지형의 복합적인 효과로 여겨진다. 둘째, 간헐적으로 대류 시스템이 서울 풍하측에서 급격하게 발달해 호우를 야기했다. 이는 특히 8월 27일 1300-1500 KST의 일련의 레이더 영상에서 뚜렷하게 확인되었다. 본 연구에서는 이 강수 사례에 대한 종관 국지적 날씨 특성과 고층 대기 특성을 자세히 분석하였다. 그 결과 도시지형과 연관된 지표 현열 증가뿐만 아니라 조건부 불안정 대기 상태(특히 대기 하층)와 대기 하층의 습기 유입이 도시화 효과와 연관된 대류성 호우를 야기하는 중요한 요소로 제시되었다.

2010년 8월 13일부터 9월 3일까지 수도권지역에서 집중관측(Predictability and Observation Experiment of Korea-2010, ProbeX-2010)이 수행되었으며, 그 일환으로 동두천, 인천공항, 양평에서 6시간 간격으로 라디오존데 관측이 실행되었다. 관측기간 동안 우리나라의 전형적인 호우 패턴인 스콜선형, 정체전선형, 태풍 전면 수렴형, 열대저압부형, 태풍 직접형 호우가 연속적으로 발생하였다. 8월 15일 03 KST 경에는 스콜선형 구름대가 수도권 지역에서 발달하였다. 따뜻하고 습한 하층 공기 위로 건조한 중층 공기가 유입되어 강한 대류 불안정이 형성되었으며 이로 인해 호우가 발생하였다. 8월 23일부터 26일, 8월 27일부터 29일은 각각 정체전선과 태풍 전면 수렴대의 영향을 받아 강우가 발생하였다. 정체전선형 강우 초기에는 열적 불안정이 우세하게 나타났으나 강우 후기에는 역학적 불안정이 강화되었다. 이 기간 중 특히 강한 강수는 서해상에서 남풍류 하층 제트가 발달한 8월 25일에 발생하였다. 태풍 전면 수렴형 강우기간에는 열적 불안정과 역학적 불안정이 모두 유지되는 특징을 보였다. 이 기간 중 특히 강한 강수는 높은 상당온위(〉345 K)를 가진 열대 공기가 대기 중하층에 거쳐 유입되었을 때 발생하였다. 8월 27일과 9월 2일에는 각각 열대저압부와 태풍 곤파스의 영향에 의해 강우가 발생하였다. 이 사례들 동안에는 역학적 불안정이 매우 강하게 발달하였다.

이 연구는 TRMM(Tropical Rainfall Measuring Mission) 위성의 강수레이더인 PR(Precipitation Radar)의 5년간 (2002-2006) 6-8월 동안의 산출물을 분석하여 한반도 주변 지역과 동아시아의 아열대 및 열대 지역의 강우와 강우구름의 연직 구조 특성을 강우유형별로 분류하여 조사하였다. 한반도 주변 지역은 12.2%의 대류형 강우 비율로 다른 지역과 비교하여 약 6% 작았으며, 단위면적당의 강우 발생 빈도는 특히 열대지역의 50% 정도였다. 또한 한반도 주변 지역은 대류형에서 40% 더 강한 강우강도(10.4 mm/h)를 만들어내며, 층운형의 경우 세 지역 모두 비슷한 강우강도를 나타냈다. 평균적으로 강우강도는 운정고도와 비례하는 관계를 보였다. 레이더 반사도의 연직 구조를 통해 한반도 주변의 대류운은 연직적으로 매우 발달한 구름으로 더 높은 강우강도와 연관되어 있었다. 특히 열대지역의 대류형 강우구름들은 약 5 km의 고도 이하에서 지표에 접근함에 따라 수적들의 충돌병합에 의해 뚜렷한 레이더 반사도의 증가를 보였으며, 층운형 강우구름들은 더욱 뚜렷한 밝은 띠를 갖고 있었다. 한편 대류형에서 레이더 반사도의 첫 번째 경험직교함수 구조는 세 지역이 매우 비슷하지만, 두 번째 경험직교함수는 조금 다른 모습을 보였다. 한반도 주변 지역과 열대지역은 각각 상층과 하층에 큰 변동성을 보였다.

본 연구에서는 2006-2007년 여름(6-8월)동안의 기상청 낙뢰 관측자료와 자동관측소 강우량 자료를 사용하여 여름철 낙뢰와 강우의 관계에 대해 분석하였다. 대부분의 부극성 낙뢰는 대류가 활발한 중심에 집중되어 발생하고 낙뢰빈도가 높고 강한 강우를 동반하였다. 반면 대부분의 정극성 낙뢰는 구름의 가장자리 또는 모루운에서 발생하고 낙뢰빈도는 낮으며, 약한 강우를 동반하였다. 일반적으로 강우강도는 부극성과 정극성이 함께 발생했을 경우 가장 강하고 부극성 낙뢰, 정극성 낙뢰, 그리고 낙뢰가 발생하지 않은 순으로 나타나고 있다. 여름철 전체 낙뢰 중 정극성 낙뢰의 비율은 평균 10% 이하이며 강우를 유발하지 않는 낙뢰의 비율은 평균 34%이다. 강우강도는 특히 부극성 낙뢰빈도와 높은양의 상관을 보였고, 낙뢰는 강우와 동시에 발생하거나 약 10분정도 선행하는 경향을 보였다. 낙뢰를 동반한 강우를 대류성 강우로 정의하여 분석한 결과 우리나라 여름철 강우 중 적어도 20% 이상은 대류성 강우이며 6, 7월보다는 8월에 대류성 강우가 많이 발생하고 있다. 또한 강우 및 낙뢰와 같이 대류성 강우의 비율도 오후에 최대치를 보이는 일변동을 보인다.

In this study, the impact of cumulus parameterization usage in Weather Research and Forecasting (WRF) model on reproducing summer precipitation in South Korea is evaluated. Two sensitivity experiments are set up with using cumulus parameterization (ON experiment) and without using cumulus parameterization, which is called Convection Permitting Model (OFF experiment). For the both ON and OFF experiments, the horizontal grid resolution is 2.5km, and initial and lateral boundary conditions are derived from ERA5 reanalysis data. Overall, both of the two experiments can capture the spatial distribution of 2014 summer mean and extreme precipitation but show dry biases in the southern region of Korean Peninsula. Occurrence percentage analyses for different precipitation intensity reveal that OFF experiments show better performance than ON experiment for extreme precipitation. In the case of heavy rainfall over Gyeongnam region for 25 August 2014, OFF experiment shows similar characteristic of rainfall to the observations, although it simulates earlier precipitation peak. On the other hand, ON experiment underestimates the amount of precipitation. Also, vertical distribution of equivalent potential temperature and strong southerly wind which play an important role in developing heavy rainfall on 25 August 2014 are better simulated in OFF experiment.

The long-term variability of summer heavy rainfall in the Seoul metropolitan area was investigated in this study for the period of 1970-2018. The study period was divided into two phases; first phase from 1970 to 1994 and the second phase was 1995 to 2018. Long-term variability of summer heavy rainfall was examined using the change-point analysis method. Annual mean heavy rainfall amounts showed increasing trends in Seoul and Incheon during summer monsoon season (June to August). Results revealed that the changes in frequency and amount of heavy rainfall were observed larger in the months of July and August as compare to June during the second phase. The upper-level trough was prominently developed at the west of the Seoul metropolitan area and the core region of the upper-level jet was shifted to the east of the area during second phase. The western North Pacific subtropical high was expanded westward and moisture flux flowed along the southwesterly wind, resultant increasing moisture supply. The temperature and humidity tended to increase recently at the lower and mid-levels.

In this study, we analyzed the characteristics of summer extreme rainfall over South Korea and their relationships with the synoptic and large-scale circulation anomalies during 1979-2014. Heavy rainfall (R90p) is related with the strong convection surrounded by dry zone over Korean peninsula and the moist air delivered from the convection area over Bay of Bengal-South China Sea-Philippine Sea. The upper-level anticyclonic flow with the low-level dipole of anticyclonic circulation in the Southeast and cyclonic circulation to the northwest of Korean peninsula are the main characteristics when the extreme rainfall occurs. The barotropic Rossby wave developed over the Korean peninsula transfers its energy farther downstream to the western coast of North America. It is also found that the dominant lowfrequency oscillation over the tropics (intraseasonal oscillation) play an important background role for the enhancement of extreme rainfall over South Korea.

In this study, we analyzed the characteristics of summer rainfall over South Korea during recent five(2009-2013) years using observation data. There was a significant contrast in interannual variability between July and August rainfall since 1998. Large increase of rainfall in July (2009 and 2011) and August (2010 and 2012) were found to be consistent over all 60 stations in South Korea. Enhanced precipitation over western tropical Paciÿc and anticyclonic anomaly to the east of Korean peninsula were the common features when there was rainfall increase both in July and August. Intraseasonal summer rainfall over South Korea evolves in time lag with intraseasonal Indian and Western North Pacific monsoon indices. The meridional tripole structure of intraseasonal convection from the Western North Pacific to East Asia and the baroclinic structure of intraseasonal circulation anomalies centered over Korean peninsula provided a favorable condition for the extreme rainfall(90 percentile) events to occur.

본 연구에서는 강우의 변동특성 분석에 있어 기존의 접근법인 지속기간별 강우량의 변화 분석을 통하여 얻는 데 한계가 있는 강우의 구조적 변동특성을 분석하기 위하여 추계학적 강우모형을 이용하였다. Neyman-Scott 구형펄스 모형(Neyman-Scott Rectangular Pulse Model, NSRPM)은 점 과정을 이용한 추계학적 강우생성 모형으로 시간단위 강우를 생성함으로써 수문학 분야에서 널리 쓰이고 있으며 강우특성과 관련한 5개의 매개변수로 구성되어있다. 각 매개변수는 물리적인 의미를 가지고 있으므로 서울지점의 1973~2011년 여름철 시강우자료를 이용하여 NSRPM의 매개변수를 추정하고 추정된 매개변수의 변화를 분석하여 강우의 구조적인 변화를 분석하고 기존연구와 비교 분석하였다.

수문시계열을 분석하기 위한 방법으로 낮은 차원에서 해석이 가능한 주성분분석 방법의 문제점을 검토하고 이를 보완할 수 있는 독립성분분석의 이론과 특성을 검토하였고 수문기상자료인 Nino지역의 해수면온도에 적용하여 El -Southern Oscillation(ENSO) 사상과의 상관성을 평가하였다. 혼합자료를 사용하여 독립성분분석 방법의 주성분 분리 능력을 검토한 결과 독립성분분석이 기존 주성분분석에 비해 통계적으로 우수한 결과를 나타내었다. El 의 감시

1998년 여름철, 기상레이더와 레이더 주위의 고밀도 우량계 관측자료를 이용하여 관계식을 산출하기 위하여 관악산 레이더 자료와 강우강도 자료의 확률밀도함수를 구해 확률이 같은 지점을 매치시키는 Window Probability Matching Method(WPMM)라는 통계적 방법을 사용하였다. 레이더 반사도의 확률 분포는 약 15dBZ에서 가장 많은 빈도 분포를 보였고 강우강도의 확률분포는 대부분의 영역에서 시간당 10mm 이하의 비가 내리는 것으로