입자의 확산을 모사하는 Lagrangian 기반의 HYSPLIT과 PUFF 모형을 이용하여 화산재의 확산 해석을 수행하였다. 미국의 스퍼와 리다우트 화산은 각각 1992년과 2009년에 폭발성 분화가 발생하여 화산재가 광범위하게 확산되었다. 이 때 발생한 공기 중에 부유하는 미세입자와 퇴적되는 화산재로 인해 공항이 폐쇄되고 통신 교란이 발생하는 피해가 발생하였다. 또한, 인도네시아의 켈루트 화산은 최근까지 활발한 활동을 하고 있으며 1919년과 2014년의 대분화로 인해 인명피해가 속출하였다. 따라서 본 연구에서는 입자 확산 모형을 이용하여 이와 같이 화산재로 인해 피해가 발생하는 영향범위와 경로를 분석하였다. 수치 계산의 신뢰성을 평가하기 위해서 다중 수치 모형으로 예측된 화산재의 확산 범위와 실측치에 의한 확산 경로를 비교하여 검증하였다. 또한, 화산재가 영향을 미치는 범위를 평가한 결과 HYSPLIT과 PUFF 모형의 확산 분포는 70% 내외로 일치하는 것을 확인하였다.

기후변화 등으로 인해 폭풍해일의 피해가 증대하고 있어, 재현기간에 기초한 폭풍해일고의 추정은 새로운 연안 구조물의 설 계 및 개발 관점뿐만 아니라 기존 구조물의 안정성을 평가하는데 중요하다. 현재 우리나라의 설계해면은 과거 태풍을 이용한 극치 분 석을 이용하여 추정되지만, 이 경우 자료의 부족으로 재현기간이 큰 경우 오차의 원인이 될 수 있으며, 추계학적 접근은 하나의 대안 이 될 수 있다. 본 연구에서는 폭풍해일에 취약한 경기만 지역의 폭풍 해일고 추정을 위해 결정론적 수치 모형인 SLOSH 모형과 가상 태풍을 위한 몬테카를로 시뮬레이션의 결합을 통하여 추계학적 접근 방법을 제시하였다. 모멘트법에 의해 결정된 파라메터를 이용하 여 Weibull 분포를 통해 추계학적 해일고가 추정되었으며, 제시된 폭풍 해일고는 연안 지역 구조물 설계를 위한 대안이 될 수 있다.

우리나라 해안지역은 매년 평균 3개의 태풍으로부터 직·간접적인 영향을 받아왔으며, 태풍에 의한 폭풍 해일은 해안지역에 많은 피해를 주는 자연현상 중 하나이다. 또한 기후 변화로 나타나는 해수면 및 해수 온도 상승으로 인해 태풍 강도의 증가로 폭풍해일에 의한 피해가 필연적으로 증가할 것으로 예상된다. 본 연구는 한반도 태풍 내습 시 확률적 해일고 추산을 위한 초기 연구로서, 해양·기상 연계 모형인 SLOSH(Sea, Lake, and Overland Surges from Hurricanes) 모델을 이용하여 과거 한반도를 내습한 태풍 매미(MAEMI, 0314)와 볼라벤(BOLAVEN, 1215)의 해일고 및 최대 해일고 발생 시간을 확인하였다. SLOSH 모델을 이용하여 예측된 해일고는 국립 해양 조사원에서 제공하는 실측 자료와의 비교 및 검증을 통해 유용성을 입증하였다.