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.

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.

최근들어 사장교나 현수교와 같은 케이블 형식의 장대교량이 많이 건설되거나 계획중에 있다. 하지만 도로교 설계기준에 제시된 풍하중 산정시 중요한 요인인 기본풍속 산정함에 있어서 1995년까지 측정된 풍속자료를 근거로 한 일반교량에 적합한 풍속을 명시하고 있어 장대교량에 적합한 풍속에 대한 재검토가 필요한 상황이다. 본 연구에서는 태풍의 빈도가 높고 대부분의 장대교량이 건설되고 있는 서남해안지역으로 구체화하였다. 풍하중기준과 같이 극치I형분포(Gumbel분포)에 의해 일반교량에 적용할 100년, 장대교량에 적용할 200년 재현기대풍속을 적률법과 최소자승법의 두 가지 방법으로 추정하고, 극한 상황인 해상에서 불어오는 풍속으로 보정하여 지상풍속보다 약 17%정도 큰 값을 추정하였다. RMS error 방법에 의해 재현기대풍속의 적합성을 평가한 결과 최소자승법이 서남해안지역의 경우 적합성이 우수하였다.

동해연안지역의 벼 생육부진 및 수량감소의 주된 요인분석을 위하여 해안으로부터 1, 2,3, 5 km의 4개 지점의 기상, 토양 및 벼 생육반응을 조사 분석한 결과는 다음과 같다. 1. 해안거리별 일 평균기온은 차이가 거의 없었으나, 냉수대 출현에 따른 냉해풍 발생시 온도변화는 뚜렷하여 5km에서보다 1 km지점에서 8℃ , 2 km지점 7℃ , 3 km지점 4℃ 까지 온도가 낮아졌으며 냉해풍은 하루에도 수차례 발생하였음. 2. 해안거리별 토양특성은 해안에 가까울수록 모래성분이 많고 미사 및 점토성분은 적었으며, 양이온 치환용량이 적어서 작물이 비료성분을 섭취할 수 있는 흡착력이 낮아졌음. 3. 해안에 가까운 재배지역일수록 초장은 작아지고 경수는 적었으며, 출수기는 3～4일 지연되었고, 벼 건물중 및 임실율은 낮아졌음. 4. 수량은 5km보다 1 km지점에서 27～36% 감수되어, 해안에 가까운 재배지역일수록 감수폭이 더 컸으며, 주된 감수요인은 주당수수의 감소가 가장 크게 영향을 미쳤고, 해안 2 km지점에서 90%이상의 수량성을 나타낸 품종은 냉해풍지역의 적응품종인 삼덕벼였음.

Accurate simulation of the meteorological field is very important to assess the wind resources. Some researchers showed that sea surface temperature (SST) plays a leading role on the local meterological simulation. New Generation Sea Surface Temperature (NGSST), Operational Sea Surface Temperature and Sea Ice Analysis (OSTIA), and Real-Time Global Sea Surface Temperature (RTG SST) have different spatial distribution near the coast and OSTIA shows the best accuracy compared with buoy data in the southeastern coast of the Korean Peninsula. Those SST products are used to initialize the Weather Research and Forecasting (WRF) Model for November 13-23 2008. The simulation of OSTIA shows better result in comparison with NGSST and RTG SST. NGSST shows a large difference with OSTIA in horizontal and vertical wind fields during the weak synoptic condition, but wind power density shows a large difference during strong synoptic condition. RTG SST shows the similar patterns but smaller the magnitude and the extent.

We focus on the improvement of accuracy of sea surface wind over complex coastal area during the warm season. Local Analysis Prediction System (LAPS) was used to improve the initial values in Mesoscale Meteorological model (MM5). During the clear summer days with weak wind speed, sea surface wind simulated with LAPS was compared with the case without LAPS. The results of modeling with LAPS has a good agreement mesoscale circulation such as mountain and valley winds on land and in case of modeling without LAPS, wind speed overestimated over the sea in the daytime. And the results of simulation with LAPS indicated similar wind speed values to observational data over the sea under influence of data assimilation using BUOY, QuikSCAT, and AMEDAS. The present study suggests that MM5 modelling with LAPS showed more improved results than that of without LAPS to simulate sea surface wind over the complex coastal area.

The southeastern coastal area of the Korean peninsula has a complex terrain including an irregular coastline and moderately high mountains. This implies that mesoscale circulations such as mountain-valley breeze and land-sea breeze can play an important role in wind field and ocean forcing. In this study, to improve the accuracy of complex coastal wind field(surface wind and sea surface wind), we carried out the sensitivity experiments based on PBL schemes in PSU/NCAR Mesoscale Model (MM5), which is being used in the operational system at Korea Meteorological Administration. Four widely used PBL parameterization schemes in sensitivity experiments were chosen: Medium-Range Forecast (MRF), High-resolution Blackadar, Eta, and Gayno-Seaman scheme. Thereafter, case(2004. 8. 26 - 8. 27) of weak-gradient flows was simulated, and the time series and the vertical profiles of the simulated wind speed and wind direction were compared with those of hourly surface observations (AWS, BUOY) and QuikSCAT data. In the simulated results, the strength of wind speed of all schemes was overestimated in complex coastal regions, while that of about four different schemes was underestimated in islands and over the sea. Sea surface wind using the Eta scheme showed the highest wind speed over the sea and its distribution was similar to the observational data. Horizontal distribution of the simulated wind direction was very similar to that of real observational data in case of all schemes. Simulated and observed vertical distribution of wind field was also similar under boundary layer(about 1 km), however the simulated wind speed was underestimated in upper layer.

In this study, we focused on the improvements in the simulation of sea surface wind over the complex coastal area. MM5 model being currently used to predict sea surface wind at Korea Meteorological Administration, was used to verify the accuracy to estimate the local wind field. A case study was performed on clear days with weak wind speed(4 m/s), chosen by the analysis of observations. The model simulations were conducted in the southeastern area of Korea during the selected periods, and observational data such as AWS, buoy and QuikSCAT were used to compare with the calculated wind components to investigate if simulated wind field could follow the tendency of the real atmospheric wind field. Results showed that current operational model, MM5, does not estimate accurately sea surface wind and the wind over the coastal area. The calculated wind speed was overestimated along the complex coastal regions but it was underestimated in islands and over the sea. The calculated diurnal changes of wind direction could not follow well the tendency of the observed wind, especially at nighttime. In order to exceed the limitations, data assimilation with high resolution data and more specificated geographical information is expected as a next best policy to estimate accurately the environment of local marine wind field.

We would like to investigate the strong wind phenomenon effecting to the onset of a sea breeze. It is general the fact that the onset time of a sea breeze is mainly affected according to the distance from the coastline but we find the reversal fact. The onset time at Suyoung is faster than that at Haeundae in spite of the observation site of Suyoung is 5 m and that of Haeundae is 1 km away from the coastline. This is the reason that the nighttime air is converged the lower area by surface cooling and then it is strongly drained onto the lowest area, Suyoung river until the sunrise. it is proved by observation data at Suyoung and Haeundae.

동해안 랭조풍지대의 풍해 대표지역인 경북 영덕지방에서 1986년부터 1989년가지 4개년간 방풍강의 강목에 다른 풍해 경감효과와 농가포장 설치효과를 종합하면 다음과 같다. 1. 동해안 랭조풍지대의 1979년부터 1989년까지 11년간 태풍에 의한 백수 피해의 발생빈도는 8월 10일부터 9월 10일 사이에 높아 이 지역의 수도 안전출수한계기는 8월 10일 이전이 안전하다고 생각된다. 2. 이 지대는 태풍 통과시 증발계수가 250이상으로 높아 백수피해 위험도가 높으며 풍해를 유발시키는 바람의 종류는 태백산맥을 넘어오면서 휀(Fohn) 현상에 의한 고온건조한 편서풍과 해양에서 내륙으로부터 한랭과습한 랭조풍이었으며 도작기간중 발생빈도는 각각 25, 20%였다. 3. 방풍강 설치에 의한 풍속 감속효과는 방풍강의 강목이 좁을수록 컸으며, 방풍강이 설치된 지점으로부터 1m 거리에서는 23%, 10m 거리에서는 34%, 20m 거리에서는 28%였으며 그 효과는 설치된 방풍강 높이의 10배까지 있었다. 4. 방풍강 설치에 의한 기상개선효과는 무방풍구에 비해 방풍강의 강목이 좁을수록 컸으며 기온은 최고 0.8℃ , 최저 0.7℃ , 평균 0.6℃ 상승되었고 수온은 최고 0.5℃ , 최저 0.6℃ , 평균 0.5℃ 상승되었으며 지온도 0.4℃ 상승되었다. 5. 방풍강에 의한 생육개선효과는 무방풍구에 비하여 방풍강의 강목이 좁을수록 컸으며 출수촉진, 개체군 생장속도 및 광이용율 증진, 간장신장, 주당수수, 수당영화수, 임실율, 천립중 등이 증가하여 방풍강의 강목(0.5 0.5cm)에 따른 증수효과는 10%, 농가포장 설치효과는 15% 증수되었다. 6. 답면수온이 낮은 동해안 랭조풍지대에서는 주당묘수를 늘리는 것이 수수 확보에 유리하여 13% 증수효과가 있었으며 그 효과는 무방풍구에서 더욱 현저하였다. 7. 방풍강 설치에 의한 풍속 경감으로 동화기관의 고엽방지효과로 완전미의 비율이 높아 미질개선의 효과가 있었으며 벼알의 변색정도가 감소되었고 변색정도가 심할수록 증숙율과 천립중이 떨어졌으며 그 정도와 부의 상관관계가 있었다. 이상의 결과를 종합하면 태풍 발생빈도가 높은 동해안 랭조풍지대에서는 품종과 이앙기를 조절하여 풍해를 회피하거나 방풍림이나 방풍강을 설치하여 풍해를 경감시키는 것이 수량 생산의 안전성을 향상시킬 수 있을 것으로 생각된다.