이 연구에서는 2006년 9월 17일의 태풍 산산과 2006년 12월 16일의 시베리아 고기압 확장에 의한 강풍 사례에 대하여 MM5와 WRF 중규모 수치 모형을 이용한 실험을 통해 강한 해상풍을 모의하기 위한 모형의 최적화가 조사되었다. 모형의 최적화는 모형의 최하층 고도, 물리 모수화, 모형 해상도에 대해 조사되었으며, 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 두 사례 모두 최하층 연직 고도를 해상풍 관측 고도인 10m가지 선형적으로 내리는 것보다 대기 하층의 안정도와 해수면 거칠기를 고려하여 로가리듬의 함수로 변환하는 것이 더 정확한 모의를 하였다. 2) 강한 해상풍 모의를 위한 최적의 모수화 방안을 찾기 위해, 여러 물리 모수화 방안을 조합하여 모형에 적용하였다. 3) 3-km의 고분해능의 모형 결과가 9-km 분해능의 모형 결과에 비해 강풍 지역과 저기압의 강도와 같은 저기압의 중규모 구조를 잘 나타내었다.

철골조 고층건물을 대상으로 풍응답계측을 실시하여, 감쇠율과 고유진동수의 진폭의존성을 검토하였다. 진폭의존성의 검토를 위하여 RD법을 사용하였다. RD법에 의한 진동특성을 하프파워법에 의한 진동특성과 비교하여 두 방법 사이의 상관관계를 분석하였다. 또한 일본, 캐나다기준에 의한 강풍시의 사용성평가를 통하여 두 가지 방법의 적용성을 검토하였다. RD법에 의하여 감쇠율의 진폭의존성을 확인하였으며, 고유진동수의 진폭의존성은 공학적인 의미에서 상대적으로 매우 작은 것을 확인하였다. 또한 계측건물은 사용성을 만족하였으며, 일본기준이 캐나다기준보다 더욱 엄격함을 확인하였다.

본 연구는 LES를 이용해 건물군 주위의 풍환경을 수치적으로 해석하였다. 본 연구의 동기는 강풍 피해에 대한 위험도 평가 기술을 개발하려는 노력에 기인한다. Lagrangian dynamic subgrid-scale model이 난류 모델링으로서 사용되었으며 log-law에 기반을 둔 벽모델이 바닥면과 건물 표면에 적용되었다. 건물의 형상은 가상경계법을 이용해 구현되었으며 직교좌표계를 이용하였다. 위험도 평가에서 중요한 인자는 평균 물리량 뿐만 아니라 그 RMS 값이다. 몇몇 선택된 건물의 표면과 그 주위의 압력 및 속도, 난류 강도 등을 도시화하였으며, 특히 사람 높이에서의 그러한 물리량들의 평균과 RMS값을 도시함으로써 인간에 대한 직접적인 위험도를 예측하였다.

관측지점의 위치를 살펴보면 해안으로부터 수영은 약 5m정도이고 해운대는 약 1km정도 떨어져 있다. 하지만 해운대에서의 해풍시작시간이 수영보다 빨리 나타난다. 따라서 국지순환모형인 LCM을 이용하여 수영과 해운대에서 해풍시작시간에 대한 지형의 효과를 수치모의 하였다. 이러한 현상은 야간의 복사냉각에 의해 형성된 흐름에 의한 것으로 분석되었는데, 도심지를 둘러싸고 있는 고지대의 경사면을 따라서 수렴된 공기가 가장 저지대인 수영지역으로 흘러가기 때문에 나타난 것으로 이러한 현상은 일출 후에도 나타난다. AWS자료를 분석한 결과, 수영에서 해운대에 비해 약 3배정도 강한 강풍현상이 나타났는데, 이는 수영지역이 야간공기의 유출구이기 때문이다. 이를 통해 지형조건이 해풍의 시작에 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있었다.

In this study, type analysis was conducted along with the advancement of basic data to calculate the maximum damage caused by strong winds during the typhoon period. The result of the damage by region showed that in 2012, the difference in damage was clearly distinguished as the region was classified in detail. In addition, the result of the annual damage in 2011 was strong on the west coast, and in 2016, the damage to the southeast coast was significant. In 2012, the 3-second gust was relatively stronger on the west and southeast coasts than in 2011, and the winds blew stronger along the southeast coast in 2016. Monthly damage data showed that the damage to the west coast was high in August, and the damage to the southeast coast was high in October from 2002 to 2019. The 3-second gust showed the result of wide expansion throughout the southern coast of the Korean Peninsula in October. As a result, the damage differs for type bacause the intensities and paths of typhoons vary depending on their characteristics, the 3-second gust blows differently by region based on regional characteristics, and the sale price is considered in metropolitan cities.

The spatial characteristics of typhoon-class strong wind during the non-typhoon period were analyzed using, a cluster analysis of the observational data and of special strong wind advisories and, warnings issued by the Korean Meteorological Administration. On the Korean Peninsula, strong winds during non-typhoon periods showed a wide variety of spatial characteristics. In particular, the cluster analysis showed that strong winds could be classified into six clusters on the Korean Peninsula, and that the spatial distribution, occurrence rate of strong winds, and strong wind speed in each cluster were complex and diverse. In addition, our analysis of the frequency of issuance of special strong wind warnings showed a significant difference in the average frequency of strong wind warnings issued in metropolitan cities, with relatively high numbers of warnings issued in Gyeongsangbuk-do and, Jeollanam-do, and low numbers of warning issued inland and in other metropolitan cities. As a result of the changing trend in warnings issued from 2004 to 2019, Ulsan and Busan can be interpreted as having a relatively high number of warnings; the frequency of strong wind warnings issuances and strong wind occurrences in these cities is increasing rapidly. Based on the results of this study, it is necessary to identify areas with similar strong wind characteristics and consider specific regional standards in terms of disaster prevention.

This study analyzed the characteristics of strong winds accompanying typhoons for a period of 116 years, from 1904 to 2019, when modern weather observations began in Korea. Analysis shows that the average wind speed and high wind rate caused by typhoons were higher over the sea and in the coastal areas than in the inland areas. The average wind speed was higher over the West Sea than over the South Sea, but the rate of strong wind was greater over the South Sea than over the West Sea. The average wind speed decreased by 1980 and recently increased, while the rate of strong winds decreased by 1985 and has subsequently increased. By season, the strong winds in autumn (september and october) were stronger than those in summer (june, july, and august). Strong winds were also more frequent in autumn than in summer. The analysis of the changes in strong winds caused by typhoons since the 1960s shows that the speed of strong winds in august, september, and october has increased more recently than in the past four cycles. In particular, the increase in wind speed was evident in fall (september and october). Analysis of the results suggests that the stronger wind is due to the effects of autumn typhoons, and the increased possibility of strong winds.

Due to recent climate changes, damage to the soundproof wall due to typhoons and strong winds is on the rise. This study determine the fragility curve of aluminum frame, which is a weak member of the soundproofing wall, due to strong wind. The fragility was analyzed in term of aluminum frame thickness variation. Finite element analysis of the wall was performed with ABAQUS, a commercial program. Random wind loads applied to the structures were generated using the Monte Carlo simulation technique. Also, the limit state was set based on the analysis results. The fragility curves were developed with consideration of three influential factors which are installation location, wind exposure and thickness aluminium frame of soundproof wall.

본 연구에서는 풍수해 피해 예측에 적용하기 위하여 주거·산업·상업용 건축물이 포함된 도시 시설물에 대한 강풍취약도를 평가하였다. 강풍취약도를 평가하기 위하여 시설물 취약요소에 작용하는 풍하중과 저항성능의 통계치로부터 시설물의 한계상태를 산정할 수 있는 몬테카를로 모사모형이 개발되었다. 도시 시설물의 특성 및 지형적 영향을 고려하여 강풍취약도를 평가하기 위하여 시설물의 높이·폭, 형태 등이 상이한 시설물의 한계상태가 세 가지 지표면조도구분(B, C, D)에서 평가되었다. 본 연구에서 평가된 도시 시설물에 대한 모든 강풍취약도는 로그정규분포의 형태로 곡선 맞춤된 후 최종적으로 데이터베이스화 되었다. 본 연구방법론을 통하여 구축된 강풍취약도의 데이터베이스는 풍수해 피해 예상 지역에 건설된 도시 시설물의 잠재적 피해정도를 평가하기 위하여 사용될 예정이다.

최근까지 우리나라에서 수행된 자연재해 관련 연구는 태풍이나 집중호우에 관한 것이 대부분이나 폭풍이나 폭풍우에 의한 재해의 발생 빈도도 높다. 폭풍과 태풍에 의해 발생하는 강풍에 의한 피해는 현재까지 거의 연구가 수행되지 않고 있지만, 최근 지속적으로 발생하는 강풍 피해를 저감하기 위해서는 그에 대한 기초연구가 필요하다. 이에 본 연구에서는 종관 분석을 통해 우리나라에서 발생한 강풍을 분류하고 그 유형을 제시하였다. 본 연구에서의 ‘강풍 사례’는 2001년부터 2010년까지 전국 AWS와 ASOS의 시간평균풍속을 기준으로 14m/s(기상청 강풍주의보 기준)이상인 풍속이 10개소 이상이 나타난 경우로 정의하였다. 그리고 선정된 ‘강풍사례’의 24시간 전 일기도를 이용한 종관 분석을 실시하여 기압 배치에 따라 유형을 분류하였다. 강풍발생에 영향을 준 기압 유형에 따라 중국 화북, 화중, 화남지역에서 발생한 경우를 유형 CN, CC, CS으로 정의하였다. 그리고 우리나라 동해안에 저기압이 발생한 유형은 KE, 태풍은 유형 TY, 시베리아 고기압으로 인해 강풍이 발생한 유형은 H로 정의하였다. 연간 강풍 발생 횟수는 2004년, 2005년, 2006년이 각 10회로 가장 높게 나타났고, 최근 10년간의 강풍 사례 분석을 통해서는 발생 횟수의 증가·감소 경향을 판단할 수 없었다. 2001년과 2007년을 제외한 모든 해에는 유형 H가 발생하였고(총 22회) 강풍 사례 중 유형 H와 KE에 의한 것이 전체 사례의 53%로 나타났다. 유형 CN은 2004~2006년에만 총 4회 발생했다. 강풍 발생 유형의 빈도수는 H, KE, CC, TY, CS, CN으로 나타났다(유형 CC와 TY는 동일한 빈도수). 본 연구에서는 기상학적인 전문지식을 바탕으로 종관 분석을 통해 강풍사례를 분류하였지만, 이를 보다 객관적인 기준에 따라 분류한다면 일반인(비전문가)도 강풍유형 분류가 가능할 것이다. 따라서, 향후 더 많은 강풍 사례를 대상으로 하여 강풍 분류를 보다 객관적으로 할 수 있는 체계적인 방법을 제시할 필요성을 가진다.

소방방재청에서 제공하는 2001년부터 2010년까지의 ‘재해연보’의 내용을 바탕으로 호우, 대설, 강풍에 의하여 강원도 지역에서 재해가 발생한 사례들을 추출하였고, 그 사례들을 종관 기압 패턴에 따라 분류하여 유형별 재해 피해액을 조사하여 재해 취약 지역을 밝혀내었다. 강원도 지역에서는 10년 동안에 총 32 건의 호우에 의한 재해 사례가 발생하였고, 호우에 의한 강원도 지역의 총 재해 피해액은 2조 2,514억 원으로 집계되었다. 호우에 의한 재해 사례를 종관 기압 패턴에 따라 분류하여 재해 피해액을 살펴보면, 장마 전선형 호우에 의한 재해 피해가 가장 많았고(1조 9,002억 원), 호우와 관련된 재해 취약 지역은 평창군과 인제군 지역으로 밝혀졌다. 대설에 의한 재해 사례의 경우, 재해 사례 건수는 2001년부터 2010년까지 총 8 건이었고, 대설에 의한 강원도 지역의 총 재해 피해액은 280억 원 정도로 집계되었다. 대설에 의한 재해 사례를 종관 기압 패턴에 따라 분류하여 재해 피해액을 살펴보면, 저기압 이동형 대설의 경우(196억 원 정도)가 cP 고기압 확장형 대설의 경우(41억 원 정도)보다 더 큰 재해를 일으켰음을 알 수 있다. 마지막으로 강풍에 의한 재해 사례의 경우, 10년 동안에 재해 사례 건수는 총 2건이었고, 강원 영동 해안 지역에 위치한 삼척과 강릉 지역에서 각각 1,500만 원, 6,320만 원 정도의 피해가 나타나, 강풍의 피해 지역은 강원 영동 지역으로 국한되었다.

최근 전 세계적으로 이상 기후현상으로 인한 자연재해 발생빈도가 증가하고 있으며, 그 피해규모도 기록을 갱신하고 있다. 이중 강풍에 의한 피해는 해수면 온도의 증가로 인한 태풍, 따뜻하고 습기찬 대기와 차고 빠른 대기와의 상호작용으로 발생하는 토네이도(회오리바람) 및 국지성 강풍피해도 크게 증가하고 있는 추세이다. 이러한 강풍피해의 증가추세에 비해 건축물에서의 대비책을 미약한 상황이다. 현행 건축 구조물에 대한 설계시 강풍에 대한 고려는 풍하중과 지진하중을 비교하여 풍하중이 지배적일 때 풍하중의 대한 설계가 반영되며, 이러한 반영은 건축물의 붕괴여부를 결정하는 구조체에 대한 설계로 실제 강풍피해사례에서의 비구조체에 대한 피해와는 거리감이 있다. 건축물의 강풍에 의한 피해는 주로 지붕구조물 및 외장재, 개구부 등 건축물의 구조체와는 상관없는 비구조체에서 발생하기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 태풍 등의 강풍발생시 건축물의 용도 및 구조형식별 강풍피해 유형을 분류하여 강풍에 의한 건축물의 피해패턴을 분류하고자 한다.

최근 도시화에 의한 건축물 및 구조물의 대형화와 고층화에 따른 도시에서의 일반풍이 받는 영향이 복잡해졌다. 특히 건축물 및 구조물이 밀집한 시가지의 도로상에서는 도로의 방향에 따라서 풍향이 바뀌므로 풍향은 매우 복잡해진다. 풍향뿐만 아니라 건축물 및 구조물에 의해 국지적으로 풍속의 증가는 주변 건축물의 간판, 조명, 창문 등의 피해와 구조물의 형태 변형 등의 1차적인 피해가 나타난다. 또한 1차적인 물적 피해뿐만 아니라, 2차적으로 간판, 구조물 등의 추락으로 인하여 인명피해가 발생하고 있다. 이러한 피해가 발생하는 건물 및 구조물은 대부분 도로를 주변으로 형성되고 집중되어진다. 이에 본 연구에서는 도로의 형태 중 직선형태보다 바람의 집중과 분산으로 국지적인 풍속 증가가 나타날 것으로 예상되는 교차로를 중심으로 강풍 특성을 파악하고자 하였다. 본 연구를 통해 도심지 교차로 형태 중 갈래를 중심으로 나눠진 세갈래 T형, 세갈래 Y형, 네갈래 직각형, 기형(5갈래)에 대한 8개 풍향별 분석을 도심지 미기상 기후모델로 사용되고 있는 Envi-met 모델을 사용하여 도심지 교차로 형태에 따른 강풍 특성을 분석하였다.

최근 기후변화로 인하여 한반도의 기후는 태풍의 강도가 강해 질 수 있는 조건으로 변화하고 있다. 또한 태풍은 전체 자연 재해 중 적은 빈도에도 불구하고 한번 발생하면 다른 자연 재해보다 큰 피해를 준다. 그러나 태풍이 한반도에 내습하기 전에 정부·지방자치단체·개인의 차원에서 대비를 철저히 한다면, 태풍에 대한 피해를 어느 정도 저감할 수 있다. 따라서 한반도에 내습하는 태풍으로 인한 피해 원인 및 그 규모를 파악하는 것은 매우 중요하다. 태풍이 한반도에 영향을 미치는 기간 동안 재산 피해를 일으킬 수 있는 요소에는 여러 가지가 있지만 그중에서도 순간적으로 발생하는 강한 돌풍은 주택과 건물의 유리창, 지붕, 외장재, 그리고 공공시설 및 거리의 간판 등 구조물을 파괴하여 국민의 안전과 재산을 위협한다. 따라서 본 연구에서는 방재적인 차원에서 태풍 시기 발생가능한 최대풍속 및 그에 따른 피해 규모를 산정하는 ‘한국형 Risk Assessment Model’ 의 방재적인 차원에서 활용 가능성을 검토하였다. 또한 이 모델을 이용하여 과거 한반도에 영향을 미친 태풍 시기에 발생가능한 최대 풍속인 3-second gust를 산정하고 진로에 따른 분포 경향을 살펴보았다. 그리고 이를 이용하여 태풍 내습 시 강풍에 취약한 지점을 선정하였다. 본 연구의 주요결과는 다음과 같다. 첫 번째, 한국형 Risk Assessment Model이 방재적인 측면에서 활용가능한지 검토한 결과 모델에서 모의된 풍속이 실제 풍속의 경향을 잘 따르면서도 약간 크게 모의 되어 방재적인 측면에서 활용하기에 적절하다고 판단되었다. 두 번째, 태풍의 진로 유형별 3-second gust의 분포와 피해액 분포를 살펴본 결과 강풍이 나타나는 분포와 피해가 나타나는 지역이 유사하게 나타났다. 세 번째, 강풍에 의한 피해규모는 태풍의 진로뿐만 아니라 태풍의 진로에도 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 네 번째, 연구 기간 동안 태풍에 의한 강풍 피해에 가장 취약한 곳은 부산·경남 지역으로 나타났다. 이와 같은 결과를 바탕으로 한국형 Risk Assessment Model의 활용 가능성과 활용 가능성에 대해 검토 할 수 있었으며, 추후 태풍이 한반도에 내습할 것으로 예측되었을 때 활용한다면 보다 효과적인 방재대책을 수립할 수 있을 것으로 사료된다.