In this study, we investigated the optimal meteorological conditions for cloud seeding using aircraft over the Korean Peninsula. The weather conditions were analyzed using various data sources such as a weather chart, upper air observation, aircraft observation, and a numerical model for cloud seeding experiments conducted from 2018 to 2019 by the National Institute of Meteorological Sciences, Korea Meteorological Administration. Cloud seeding experiments were performed in the seasons of autumn (37.0%) and winter (40.7%) in the West Sea and Gangwon-do. Silver iodide (70.4%) and calcium chloride (29.6%) were used as cloud seeding materials for the experiments. The cloud seeding experiments used silver iodide in cold clouds. Aircraft observation revealed relatively low temperatures, low liquid water content, and strong wind speeds in clouds with a weak updraft. In warm clouds, the cloud seeding experiments used calcium chloride. Observations included relatively high temperatures, high liquid water content, and weak wind speeds in clouds with a weak updraft. Based upon these results, we determined the comprehensive meteorological conditions for cloud seeding experiments using aircraft over the Korean Peninsula. The understanding of optimal weather conditions for cloud seeding gained from this study provide information critical for performing successful cloud seeding and rain enhancement.

본 연구에서는 충주댐 유역을 대상으로 레이더 자료를 이용하여 호우의 산지효과 특성을 분석하였다. 먼저 적절한 무강우 기간과 절단값을 결정하여 독립호우사상을 선정하였다. 이러한 독립호우사상으로부터 산지효과의 발현 여부를 판단할 주요호우 사상을 선정하였다. 또 레이더 자료를 이용하여 전체 기간과 호우중심 기간의 평균반사도를 산정하고, 산지 부근의 반사도와 평균반사도를 비교하여 반사도의 변화를 분석하였다. 아울러 본 연구에서는 호우의 특성인자를 선정하고 로지스틱 회귀분석을 수행하여 충주댐 유역 호우의 산지효과 발현 조건을 확인하였다. 그 결과를 정리하면 다음과 같다. 먼저 산악 지역을 통과하는 호우의 이동선상에서의 반사도 변화를 검토한 결과 호우의 시작 지점에 비하여 산악 지역에서의 반사도가 증가한 것으로 확인되었 다. 둘째, 산지효과 발현 조건을 탐색하기 위해 로지스틱 회귀분석을 수행한 결과 충주댐 유역에서는 임계값이 호우의 이동속도 4 km/hr, 접근각도 90±5°, 강우강도 4 mm/hr인 경우에 산지효과의 발현 여부 적중률이 가장 높은 것으로 확인되었다.

본 연구에서는 서울지역에 설치된 SK-Planet의 강우관측소에서 관측된 강우자료의 품질을 평가하고, 자료의 품질과 관측소의 공간분포를 고려하여 자료의 신뢰성 및 활용성이 검증된 최적관측소를 선정하였다. 이를 위해 SK-Planet 강우관측소에서 2013년 6월 1일부터 2014년 5월 31일까지 관측된 강우자료를 수집하여 관측소별 결측치와 이상치에 대한 통계적 특성을 분석하였다. 강우자료의 결측률은 전체 자료에 대한 것뿐만 아니라 강우발생 조건과 강우강도를 고려하여 분석하였다. 그 결과 전체 자료에 대한 결측률은 대략 20% 전후로 나타났으며, 강우 발생 시 결측률은 대략 10% 미만으로 나타났다. 이상치는 각 관측소의 총 강우량 및 인근 관측소의 강우자료를 이용하여 분석하였다. 그 결과 전체 자료에 대한 오측률은 대략 10% 전후로 나타났다. 분석 결과를 이용하여 우수한 품질의 강우자료를 관측하는 최적관측소를 선정하였다. 그 결과, 서울 지역에 설치된 전체 263개의 강우관측소 중 64개의 관측소가 최적관측소로 선정되었다. 최적관측소는 공간적으로 균질하게 분포하고 있으며, 영향범위를 고려했을 때 서울 지역을 전체적으로 포괄하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 선정된 최적관측소의 강우자료는 서울 지역에 대한 홍수예경보 및 강우유출해석에 유용한 기초자료로 쓰일 수 있을 것이라 판단된다.

본 연구에서는 레이더 자료를 이용하여 강우발생을 판단하는데 있어 그 정확성을 살펴보고, 이를 높이기 위한 방법으로 가강수량의 역할을 평가하고자 한다. 강우/무강우 정보는 재해 차원에서는 중요성이 덜하지만 농업, 건설 등의 산업분야나 우리의 일상생활에 많은 영향을 미치는 인자이다. 이러한 이유로 강우강도의 추정뿐만 아니라 강우발생 자체를 예측하는 기술도 기상예보의 중요한 부분을 차지하고 있다. 본 연구에서는 레이더 자료를 이용한 강우발생 판단의 정확성을 파악하기 위하여 관악산 레이더 자료와 레이더 반경 내 분포되어 있는 30개 지점의 AWS 강우자료를 분석하였다. 또한, 레이더를 이용한 강우발생 판단의 정확성에 가강수량이 미치는 영향을 분석하기 위하여 오산 고층기상관측소와 백령도 고층기상관측소 자료를 이용하여 산정한 가강수량을 적용하였다. 가강수량의 경우 오산 고층기상관측소와 백령도 고층기상관측소의 영향권 내에 위치한 AWS 지점에 적용하여 강우 발생 판단을 위한 월별 기준을 결정하였다. 이러한 연구를 통해 본 연구에서는 (1) 레이더 자료를 이용한 강우발생 판단의 정확성을 검토하고, (2) 강우발생 판단의 정확성에 미치는 가강수량의 영향을 분석하였다.

본 연구에서는 확률 대응법의 적용성을 평가하고, 이를 적용하여 실제 호우사상에 적합한 레이더 강우 추정관계식을 결정하였다. 먼저, 확률 대응법의 과정을 새로 정리하여 zT나 rT 등의 임계값을 결정하였다. 둘 째, 확률 대응법에 적용할 자료의 수가 매개변수 결정에 미치는 영향에 대하여 모의 자료를 이용하여 민감도 분석을 수행하였다. 셋 째, 확률을 나타낼 반사도와 강우강도 히스토그램의 구간 간격이 매개변수 결정에 미치는 영향에 대해 민감도 분석을 수행하였다. 그 결과, 확률대응법으로 매개변수를 결정할 경우 확률대응법에 2시간 정도 누적된 반사도와 강우 쌍을 적용하는 것이 적합함을 확인하였다. 아울러 확률대응에는 반사도와 강우강도의 누가확률 차이보다 1차 모멘트 차이를 이용하는 것이 양호한 결과를 얻을 수 있고, 30~100% 구간을 대응하는 것이 적합하다는 것을 확인하였다. 본 연구에서는 이러한 결과를 바탕으로 비슬산 레이더로 관측한 실제 호우사상에 대해 확률대응법으로 매개변수를 결정하였다. 또한, 매개변수를 이용하여 레이더 강우를 추정하였고, 이를 지상강우와 비교하였다. 전체적으로 레이더 강우가 지상강우보다 크게 산정되었지만, 레이더 강우와 지상 강우를 쉽게 대응하기 어려운 기존의 연구 결과를 고려하여 본 연구에서 평가한 확률대응법이 비교적 호우사상에 적합한 레이더 강우를 산정할 수 있다고 판단하였다.

본 연구에서는 비슬산 레이더 반사도 자료와 지상강우 자료를 이용하여 확률대응법으로 레이더 강우 추정관계식(Z-R 관계식)의 매개변수를 결정하였다. 먼저, 확률대응법의 자료 수와 히스토그램의 구간 간격에 따른 민감도 분석을 수행하여 적합한 자료 수와 구간 간격을 정하였다. 민감도 분석 결과를 바탕으로 실제 자료에 확률대응법을 적용하여 매개변수를 결정하고 레이더 강우를 추정하여 그 특성을 지상강우와 비교하였다. 이를 통해 확률대응법의 적용 방법을 체계화하고 그 성능을 평가하였다. 그 결과를 정리하면 다음과 같다.1. 자료 수에 따른 민감도 분석을 통하여 확률대응법에 2시간 정도 누적된 반사도와 강우 쌍을 적용하는 것이 적합함을 확인하였으며, 2. 히스토그램의 구간 간격에 따른 민감도 분석을 통하여구간을 100개로 분할하였을 때 해당하는 간격이 적절함을 파악하였으며, 3. 확률대응법으로 호우사상에 적합한 매개변수를 결정할 수 있지만 지상강우를 적절히 표현할 수 있는 레이더 강우를 산정하기에 어려움이 있는 것을 확인하였다.

본 연구에서는 충주댐 유역을 대상으로 2002-2013년에 발생한 호우사상(6-9월)으로부터 산지효과를 파악하고자 하였으며 레이더 자료를 이용하여 그 특성을 확인하였다. 각각의 강우자료로부터 독립 호우사상을 추출하기 위해 무강우기간으로 12시간, 절단값(threshold)으로 0.5 mm를 적용하였다. 이를 근거로 산지효과가 발현된 호우사상의 특성을 파악하기 위해 유출율을 계산하였으며, 실제 발생 가능한 유출율보다 과대하게 산정된 호우사상을 선정하였다. 본 연구에서는 레이더 자료를 이용하여 호우의 이동속도, 호우방향, 강우강도 등의 특성을 파악하고, 로지스틱 회귀분석을 통해 산지효과 발현조건을 탐색하였다.

본 연구에서는 레이더 자료를 이용하여 호우의 산지효과 발현특성을 분석하고, 이와 관련된 호우의 특성인자를 선정하여 로지스틱 회귀분석을 수행하였다. 먼저, 충주댐 유역의 산지지역 부근에서 레이더 반사도가 평균반사도에 비해 5% 이상 증가된 호우사상을 산지효과가 발생한 사상으로 판단하였다. 이를 근거로 로지스틱 회귀분석을 수행하기 위해 본 연구에서는 강우강도, 호우의 이동속도, 산지와 호우가 만났을 때 형성된 접근각도를 대상 변량으로 선정하였다. 호우의 특성인자들에 대한 임계값은 강우강도의 경우, 4, 6, 8 mm/hr, 호우의 이동속도의 경우, 4, 6, 8, km/hr, 접근각도의 경우, 산지와 호우가 정면으로 만났을 때를 기준으로(90°) 산지와 호우가 이루는 각이 90±5°, 90±15°, 90±25°일 때를 고려하였다. 결과적으로 각각의 조건들로부터 결정된 로지스틱 회귀분석 결과들로부터 충주댐 유역에 대한 산지효과 발현조건을 확인할 수 있었다.

기후변화로 인해 무강우 기간이 길어지고, 국제적으로 사막화가 심각해지면서 건조지역 유목의 생존이 위협받고 있다. 이런 문제를 감안하기 위해 본 연구에서는 모의실험으로 건조지역 지하에 소형저류조를 설치하여 나무의 생존 가능성을 검토하고자 한다. 이를 위해 어떤 규모의 저류조를 어느 깊이로 설치하는 것이 최적인지를 파악하는 것이 본 연구의 목적이다. 이러한 목적을 달성하기 위해 본 연구에서는 건조지역 토양에서의 강우, 침투, 침루, 증발, 증산, 지하수위, 모관수대와 같은 인자들의 영향을 고려하였다. 본 연구를 통하여 1. 건조지역의 강우, 침투, 침루, 증발, 증산, 지하수위, 모관수대와 같은 인자들의 값을 결정하는 방법을 검토함으로써 대상지역의 토양수분함량을 산정하고, 2. 토양수분의 변동 가능성을 예측함으로써 건조지역에서 유목의 생존여부를 검토하기 위한 소형 지하저류조의 효과를 분석하였다.