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대류성 기상 환경의 돌풍 선별을 위한 임계 조건 분석 KCI 등재

Analysis of Threshold Conditions for Identification of Wind Gust in Convective Environments

김준영, 이승수
  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/452865
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한국풍공학회지 (Journal of the Wind Engineering Institute of Korea)
한국풍공학회 (Wind Engineering Institute of Korea)
초록

돌풍을 분석하려면 어떤 바람을 돌풍으로 볼 것인지 먼저 정해야 한다. 연구자마다 기준은 다르지만 주로 최대순간풍속을 사 용해 왔다. 본 연구는 6개 풍속 기준에 따른 이벤트의 구성과 시계열 특성의 변화를 평가하고, 낙뢰 동반 여부로 대류 환경을 구분하였 다. 2018–2025년 95개 지점의 1분 자료에 8.0–20.0 m/s 기준을 적용하였다. 기준을 8.0에서 20.0 m/s로 높이면 이벤트는 227,353건에 서 3,571건으로 줄었지만 낙뢰 동반율은 4.57%에서 5.68%로 높아지는 데 그쳤고, 돌풍률의 중앙값도 2.34에서 2.06으로 낮아졌다. 낙 뢰 동반/비동반 이벤트는 최대순간풍속으로는 구별되지 않았고 기온 하강(1.0/0.3 oC)과 배경풍 대비 증가량(5.66/5.12 m/s)에서 구별되 었으며, 이 차이는 지점과 분석 조건을 바꾸어도 유지되었다. 상위 10%의 낙뢰 동반율은 기온 하강 14.8%, 최대순간풍속 7.2%였다. 절 대 풍속만으로는 대류 환경을 선별하거나 일정한 돌풍 특성을 유지하는 데 한계가 있었다. 따라서 대상 범위를 포괄하도록 최대순간 풍속 기준을 정하고, 목적에 따라 배경풍 대비 증가량 등 돌발성 지표를 함께 고려해야 한다.

Gust analysis requires an operational definition of a gust. Although definitions vary among researchers, peak gust speed has commonly been used as a classification criterion. This study evaluated how the composition of gust events and their time-series characteristics change under six peak gust speed thresholds, and separated events by lightning occurrence to account for differences between convective and non-convective environments. Six thresholds from 8.0 to 20.0 m/s were applied to 1-minute observations from 95 Automated Synoptic Observing System stations in Korea for 2018–2025. Raising the threshold from 8.0 to 20.0 m/s reduced the number of events from 227,353 to 3,571, whereas the lightning occurrence rate increased only from 4.57% to 5.68%, and the median gust factor decreased from 2.34 to 2.06, so that the level of the characteristic values depended on the extraction threshold. Lightning and non-lightning events were not distinguishable by peak gust speed but differed in temperature drop (1.0/0.3°C) and backgroundrelative increment (5.66/5.12 m/s) at 8.0 m/s, and the direction of these differences held across stations and analysis conditions. In the indicator comparison, the upper-decile lightning occurrence rate was 14.8% for temperature drop and 7.2% for peak gust speed, compared with 4.4% overall. Absolute speed alone was limited in identifying convective environments or maintaining consistent gust characteristics. Therefore, peak gust speed thresholds should be selected to cover the intended range of gusts, while suddenness measures such as the background-relative wind-speed increment or ramp-up rate should be considered according to the intended research, warning, and damage-mitigation purpose.

키워드
돌풍 풍속 기준돌풍률배경풍 대비 증가량낙뢰 동반지상 관측 Gust criterionGust factorBackground-relative incrementLightning occurrenceSurface observation
목차
Abstract
요 약
I. 서 론
II. 자료 및 연구 방법
    2.1 관측 자료와 돌풍 이벤트 추출
    2.2 돌풍 지표의 정의
    2.3 낙뢰·비낙뢰 이벤트 비교 방법
    2.4 지표의 선별력과 결합 점수
III. 돌풍 선별 및 특성 분석
    3.1 풍속 기준별 돌풍 이벤트와 특성 변화
    3.2 낙뢰 동반 여부에 따른 돌풍의 시계열 특성
    3.3 대류 환경 이벤트 선별을 위한 지표
IV. 돌풍 정의의 목적과 기준에 대한 고찰
V. 결 론
감사의 글
참고문헌
저자
  • 김준영((주)큐버솔루션 부장) | Kim Junyeong
  • 이승수(충북대학교 토목공학부 교수) | Lee Sungsu Corresponding author