본 연구에서는 K-means 군집 분석을 통하여 최근 5년간(2014-2018) 한반도 남동 지역의 고농도 미세먼지 발생에 영향을 미치는 주요 종관 기상 패턴을 분류하였다. 또한 고농도 미세먼지 사례일의 발생과 관련된 지역적 차이를 살펴보기 위하여 NCEP (National Centers for Environmental Prediction)/FNL (Final Operational Global Analysis) 재해석 기상자료를 이용하여 부산, 울산, 경남 지역의 미세먼지 발생 특성과 관련된 종관 규모 기상의 특성에 대한 비교 연구도 수행하였다. 한반도 남동 지역의 고농도 미세먼지 사례일과 관련된 종관 기상 패턴은 총 5개(C1-C5)로 분류된다. 각 군집의 발생빈도는 24.8% (C1), 21.3% (C2), 20.4% (C3), 17.3% (C4), 16.2% (C5)이다. 기상 패턴 분석을 통하여 제시된 남동 지역의 고농도 미세먼지를 유발하는 요인에는 지역 외부에서 장·단거리 수송(C1, C3, C5)에 의한 영향과 지역내 배출(C2, C4)에 의한 것임을 알 수 있었다. 또한 고농도 미세먼지 발생일에 대해 부산, 울산, 경남 세 지역의 기상장을 분석하였을 때, 500 hPa 지위 고도 및 풍속 등의 기상학적 특성이 지역별로 다르게 나타났다. 그리고 고기압 의 작은 위치 변화가 각 지역의 미세먼지 발원과 장거리 이동 경향성에 영향을 미치고 있었다.

Since flight operations are determined by real-time weather conditions, the importance of weather information utilization in the airline industry is absolutely critical. Especially, abnormal flight operations due to the weather phenomenon is directly linked to a loss of airline, and also causes a deterioration in the quality of customer service. Therefore, this study analyzes occurrence conditions and correlates abnormal flight operations by the meteorological phenomenon at 4 major airports in Korea. Based on these results, it is aimed to provide a basis for stable flight operation to make the best decisions.

최근 일부 연구자들은 9세기 장보고 휘하의 신라인들이 항해에 나침반과 첨저선을 이용하여 동북아 해역을 자유롭게 항해하였다고 주장하고 있다. 그러나 항해에 나침반이 이용된 것은 중국이 11세기이고, 유럽이 12세기이다. 게다가 우리 선조들은 평저선을 사용하였다는 것이 학계의 중론이다. 이 논문은 중국 주산군도에서 흑산도를 잇는 동중국해 사단항로(서해남부 사단항로)의 이용 시점에 관하여 해양기상학적 관점에서 재검토해 보려는 시도이다. 이를 위해 고대 동중국해 사단항로에 관한 이제까지의 연구성과를 정리한 뒤, 동중국해의 해황(海況)을 바람과 해류, 안개를 중심으로 살펴보고, 뗏목으로 동중국해를 항해함으로써 장보고 선단이 동중국해 사단항로를 이용하였음을 입증하였다는 주장을 비판적으로 재구성해 보았다. 분석 결과 6 7월 해황은 동중국해 사단항로의 범주 항해가 가능함을 보여주고 있지만, 그것도 기상 조건이 아주 유리했을 경우에 한하여 한정적으로 가능했음을 확인하였다. 뗏목 탐사의 경우 제시된 항로도와 실제 선위간 이동경로와는 다소 상이하였고, 속력 또한 1.7 2노트 내외로 빠르게, 그것도 직선에 가깝게 이동한 것으로 분석되어 아주 이례적이었음을 확인하였다. 결론적으로 명확한 사료와 확실한 근거가 없는 한 동중국해 사단항로는 1068년 이후 주항로로 이용되었다는 설이 견지되어야함을 재확인하였다.

북한에서는 중등과정 기상학 내용을 지리학 분야에서 배운다. 본 연구는 북한 지리교과서에 나오는 기상학분야 용어를 남한의 지구과학 교과서에서 사용하는 용어와 비교하여 같은 의미이면서 다른 용어 40개를 발췌하여 각 용어에 대해 전남지방 고등학생들이 이해하는 정도를 비교하였다. 용어의 이해도 조사는 전남지역 소재 2개 고등학교 89명을 대상으로 하였다. 고등학생들이 남한 용어에 대한 이해 수준은 북한용어의 이해 수준에 비해 평균적으로 30% 정도 높다. 더운전선, 합치기과정, 하루변화, 비탈면 등 9개의 북한 용어는 오히려 남한 용어보다 이해 수준이 높다. 이해 수준이 보다 낮은 3때 용어 가운데 2때 용어는 북한 고유어를 이용하여 최근 만들어진 것들이다. 남한의 용어 대부분은 한자어, 외래어 등에서 유래한 용어로 이루어져 있으며 대체로 북한 고유어로 새로 만들어진 용어보다 더 높게 이해되고 있다.

이 연구에서는 1997년부터 1999년 3년 간 대구광역시의 시간별 O3 농도 자료와 기상자료를 분석하여, 대구시의 고농도 오존 발생 일에 나타나는 기상학적 특성을 알아보고자 한다. 고농도 오존 발생 일의 선정은 우리나라 환경기준치인 1시간 평균 오존 농도 100ppb를 초과한 지점이 대구시의 6개 측정 지점 중 한 지점이라도 있는 경우로 정했다. 고농도 오존 발생 일은 13일이었으며, 5월과 9월이 가장 그 빈도가 높았다. 고농도 오존 발생 일의 하루 평균 최대 오존 농도는 81.6ppb이었으며, 8시간 평균 농도는 58.6ppb이었다. 이는 대구의 오존 오염이 연속적으로 그리고 광범위하게 일어났고 있음을 의미한다. 하루 최고 오존 농도는 일사량, 최고 온도와 양의 상관을 보였으며, 상대 습도, 풍속, 구름양과는 음의 상관을 보였다. 일사량과의 상관계수가 0.45로 가장 높았다. 고농도 오존 발생 일의 기상 값과 그 날을 포함하는 월평균 값과의 차이를 보면, +1.58hPa(해면 기압), +3.45˚C(최고 기온), -5.69%(상대 습도), -0.46ms-1(풍속), -1.79(구름양), +3.97MJm-2(일사량)을 각각 보였다. 이는 0700∼1100LST사이의 높은 일사량, 낮은 풍속, 무강수가 고농도 예측의 중요특징임을 나타낸다. 이는 이 시간의 정체와도 연관이 있다.

The climatological characteristics at the Choejung-san site were statistically analyzed using monthly normals for the various meteorological elements at Taegu meteorological station for 30 years from January 1960 to December 1990. Various synoptic weather conditions were classified by the estimated geostrophic wind speeds and direction determined using the 850 hPa geopotential height field for 10 years from December 1980 to November 1989. Also the analysis of number of clear days were monthly and seasonally performed using the satellite infrared image data which were obtained from GMS 5 for 5 years from December 1990 to November 1995. The results reveal that the meteorological environments of astronomical observation at Choejung-san site were very good conditions during three hours after midnight except for summer season.

This research investigated the meteorologically relevant characteristics of high PM2.5 episodes in Busan. The number of days when daily mean PM10 concentration exceeded 100 ㎍/m3 and the PM2.5 concentration exceeded 50 ㎍/m3 over the last four years in Busan were 24 and 58, respectively. Haze occurrence frequency was 37.6% in winter, 27.4% in spring, 18.6% in fall, and 16.4% in summer. Asian dust occurrence frequency was 81.8% in spring, 9.1% in fall and winter, and 0% in summer. During summer in Busan, high PM2.5 episode occurred under the following meteorological conditions. 1) Daytime sea breeze. 2) Mist and haze present throuout the day. 3) Anti-cyclone located around the Korean peninsula. 4) Stable layer formed in the lower atmosphere. 5) Air parcel reached Busan by local transport rather than by long-range transport. These results indicate that understanding the meteorological relevance of high PM2.5 episodes could provide insight for establishing a strategy to control urban air quality.

In this study, standard precipitation index- based analysis associated with run theory was performed using 53 years’ (1967– 2019) precipitation data to investigate the meteorological drought in Chuncheon. The duration of the meteorological drought in Chuncheon was 8.06 months, magnitude of the drought was -8.21, and average drought depth was -1.08. The drought in May 2014 lasted 21 months until January 2016; the drought scale and average depth was -34.06 and -1.62, respectively. This was the most severe drought in Chuncheon. As a result of drought frequency analysis, the drought scale of May to December in 2014 was estimated to be -16.16, and the return period was estimated to be 300 years. These results are expected to further increase the magnitude and frequency of weather droughts caused by climate change. Therefore, it is critical to prepare appropriate structural measures.

가뭄재해는 다른 재해와 다르게 광범위한 공간에 걸쳐서 충분한 강우가 발생하기 전까지 오랜 기간 동안 발생되는 특성이 있다. 위성 영상은 시공간적으로 지속적인 강수량 관측을 제공할 수 있다. 본 연구는 위성 영상 기반의 강수자료를 활용하여 기상학적 가뭄 전망 모형을 개발하였다. PERSIANN_CDR, TRMM 3B42와 GPM IMERG 영상을 활용하여 강수 자료를 구축한 뒤, 표준강수지수(SPI)를 기반으로 기상학적 가뭄을 정의 하였다. 과거의 가뭄 정보와 물리적 예측 모형 기반의 가뭄 예측 결과를 결합할 수 있는 베이지안 네트워크 기반 가뭄 예측 기법을 이용하여 확률론적 가뭄 예측 결과를 생산하였으며, 가뭄 예측결과를 가뭄 전망 의사결정 모형에 적용하여 가뭄 전망 결과를 도출하였다. 가뭄 전망 정보는 가뭄 발생, 지속, 종결, 가뭄 없음의 4단계로 구분하였다. 본 연구의 가뭄 전망 결과는 ROC 분석을 통하여 물리적 예측 모형인 다중모형 앙상블(MME)을 활용한 가뭄 전망 결과와 전망 성능을 비교하였다. 그 결과, 2∼3개월 가뭄 전망에 대한 가뭄 발생 및 지속의 단계에서는 MME 모형보다 높은 전망 성능을 보여주었다.

본 연구는 기상학적 및 수문학적 가뭄지수를 이용하여 가뭄사상의 첨두 심도 발생시점과 가뭄발생 기간에 대한 연구를 수행하였다. 연구를 수행하기 위해 사용한 가뭄지수로 기상학적 가뭄지수는 표준강수지수(Standardized Precipitation Index, SPI)를 사용하였으며, 수문학적 가뭄지수로는 하천가뭄지수(Streamflow Drought Index, SDI)와 표준하천유량지수(Standardized Streamflow Index, SSI)를 이용하였다. 연구 대상지역은 농촌과 도시가 공존하는 청미천 유역을 선택하였으며, 평가기간은 1985년 1월부터 2017년 6월까지 32.5년을 평가하였다 하천유량은 SWAT 모형을 이용하여 산정하였다. 수집한 데이터를 이용하여 가뭄지수를 산정한 후에 시계열을 토대로 가뭄의 특성을 분석하였다. 그 결과 수문학적 가뭄은 기상학적 가뭄이 발생한 후에 발생하는 것을 확인할 수 있다. SDI가 SSI보다 SPI와의 첨두 발생시점, 가뭄 시작일의 차이와 평균 가뭄기간이 더 크게 나지만, 가뭄지수의 심도를 비교해보면 일반적으로 SSI가 SDI 보다 심각한 심도를 나타내고 있다. 그러므로 가뭄의 특성을 확인하기 위해서는 기상학적, 수문학적 가뭄지수 등 다양한 가뭄지수를 검토해야 한다.

가뭄은 여러 가지 요인에 의해 복합적으로 발생하는 현상으로 자연적 원인과 인위적 원인으로 구분할 수 있다. 우리나라는 기후학적 특성상 여름철에 태평양 고기압의 발달 시기가 빠르거나 평년보다 강하면 장마 기간이 짧아져 자연적인 원인에 의해 가뭄이 발생한다. 가뭄은 발생과정과 피해 영향에 따라 기상학적, 농업적, 수문학적, 사회경제적 가뭄으로 구분할 수 있으며 직 ․ 간접적으로 다른 가뭄에 영향을 미친다. 가뭄의 종류가 기상학적 가뭄에서 농업적 가뭄 혹은 기상학적 가뭄에서 수문학적 가뭄으로 변화되는 현상을 가뭄 전이라 한다. 본 연구에서는 국내의 가뭄 전이 발생여부와 발생 패턴을 검토하기 위해 수문기상 정보를 이용하여 기상학적 가뭄에서 농업적 가뭄으로의 전이 관계를 분석하였다. 가뭄 전이 발생 현황 및 특성 분석을 위해 가뭄 발생의 유형을 5가지로 구분하였으며, 유형에 따라 가뭄 전이가 발생하지 않거나 최대 3개월까지 지체되는 것을 확인하였다. 향후 더 많은 가뭄 지표들과의 분석을 통해 가뭄 전이 관계를 일반화한다면 기상학적 가뭄 발생 시 농업적 가뭄 예측을 위한 인자로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

Freezing rain is a phenomenon when precipitation falls as a liquid rain drop, but freezes when it comes into contact with surfaces or objects. In this study, we investigated the predictability of freezing rain and its characteristics, which are strongly related with the occurrence of black ice using synoptic scale meteorological observation data. Two different cases occurred at 2012 were analyzed and in the presented cases, freezing rain often occurs in the low-level low pressure with the warm front. The warm front due to the lower cyclone make suitable environment in which snow falling from the upper layer can change into supercooled water. The 0℃ temperature line to generate supercooling water is located at an altitude of 850 hPa in the vertical temperature distribution. And the ground temperature remained below zero, as is commonly known as a condition for black ice formation. It is confirmed that the formation rate of freezing rain is higher when the thickness after 1000-850 hPa is 1290-1310 m and the thickness of 850-700 hPa layer is larger than 1540 m in both cases. It can also be used to predict and estimate the generation of freezing rain by detecting and analyzing bright bands in radar observation.

During the research period, error analysis of the amount of daily precipitation was performed with data obtained from 2DVD, Parsivel, and AWS, and from the results, 79 days were selected as research days. According to the results of a synoptic meteorological analysis, these days were classified into ‘LP type, CF type, HE type, and TY type’. The dates showing the maximum daily precipitation amount and precipitation intensity were ‘HE type and CF type', which were found to be attributed to atmospheric instability causing strong ascending flow, and leading to strong precipitation events. Of the 79 days, most days were found to be of the LP type. On July 27, 2011 the daily precipitation amount in the Korean Peninsula reached over 80 mm (HE type). The leading edge of the Northern Pacific high pressure was located over the Korean Peninsula with unstable atmospheric conditions and inflow of air with high temperature and high humidity caused ascending flow, 120 mm/h with an average precipitation intensity of over 9.57 mm/h. Considering these characteristics, precipitation in these sample dates could be classified into the convective rain type. The results of a precipitation scale distribution analysis showed that most precipitation were between 0.4-5.0 mm, and ‘Rain’ size precipitation was observed in most areas. On July 9, 2011, the daily precipitation amount was recorded to be over 80 mm (CF type) at the rainy season front (Jangma front) spreading across the middle Korean Peninsular. Inflow of air with high temperature and high humidity created unstable atmospheric conditions under which strong ascending air currents formed and led to convective rain type precipitation.

Asthma deaths in Seoul peaked on the third, fifth, and second days after the PM concentration exceeded the daily average concentration standard. We classified the synoptic meteorological conditions, based on the days involving such cases, into three categories. Type 1 included the meteorological condition likely to cause high air pollution concentrations in the leeward region, the dominant wind direction of which is the northwest. Type 2 included the meteorological condition likely to cause high air pollution concentrations due to the weak wind velocity under stable atmospheric conditions. Type 3 was when the passage low atmospheric pressure and the expansion of high atmospheric pressure occurred at the rear, indicating a meteorological condition likely to cause high air pollution, in certain regions. Type 1 occurred 11 times, with high concentrations of over 100㎍/m³ being observed in the southeastern part of Seoul. Type 2 occurred 24 times, often accompanied by a PM concentration of 100~400 ㎍/m³. Type 3 occurred 11 times, and was accompanied by several days of yellow dust that accounted for the highest concentrations.

본 연구는 청미천 유역을 대상으로 1985년부터 2015년까지의 가뭄지수를 이용하여 첨두 가뭄심도와 가뭄기간을 분석하였다. 이을 위해 기상 학적 가뭄지수로는 강수량만을 변수로 하는 SPI (Standardized Precipitation Index)와 강수량과 증발산량을 함께 고려하는 SPEI (Standardized Precipitation Evapotranspiration Index)를 적용하였으며, 수문학적 가뭄지수는 유역의 유출량을 변수로 하는 SDI (Streamflow drought index)를 적용하였다. SDI의 경우 청미천 유역을 구축한 SWAT 모형을 이용하여 도출한 유출량을 사용하였다. 그 결과 첨두 가뭄심도의 발생시기 는 SPI, SPEI의 발생 후에 SDI가 발생하는 양상을 보였으며 평균적으로 SDI와 SPI는 0.59개월, SPEI는 0.72개월의 차이를 보인다. 최대 발생지체 시간은 SPI, SPEI 모두 2개월을 보인다. 또한 기상학적 가뭄이 해결될 수 있는 강우량임에도 수문학적 가뭄을 해결하지 못하는 경우가 발생함을 확 인하였다.

최근 국지성 집중호우 및 돌발홍수와 같은 급격한 기상변화로 인한 기상재해의 발생빈도가 증가함에 따라 고해상도의 기상레이더 강우자료를 사 용한 수공학 분야의 연구가 활발하게 진행되고 있다. 기상레이더는 넓은 지역에 걸쳐 실시간으로 강우현상 감시가 가능하며 지상우량계로는 파악 이 불가능한 미계측유역을 통과하는 강우장의 이동 및 변동성 파악이 가능한 장점이 있지만 대기 중 존재하는 수상체로부터 반사되는 반사도를 사 용하여 강우량을 산정하므로 시공간적 오차가 존재한다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 다변량 Copula 함수를 활용하여 레이더 강우에 존재하는 시공간적 오차를 규명하고 레이더 강우앙상블 생산기법을 개발하였다. 개발된 모형으로부터 생산된 레이더 강우앙상블은 통계적 효율기준 분석결과 우수한 모형성능을 확인하였으며 추가적으로 극치호우 및 강우시계열 패턴 분석결과 지상강우의 특성을 효과적으로 재현하는 것을 확인하였다.

최근 기후변화로 인하여 발생하는 기상재해 및 위험기상 현상의 대비를 위하여 조밀한 시공간적 해상도를 갖는 레이더 강우가 활용되고 있지만 널리 사용되는 Marshall-Palmer의 Z-R 관계식으로 추정된 레이더 강우는 과소추정의 문제점이 있다. 본 연구는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 분위회귀 분석기법을 통한 레이더 강우자료 편의보정 기법과 Copula 함수를 연계한 강우자료 확충기법을 개발하였다. 본 연구에서 개발된 모형을 통하여 편의가 보정된 시계열 레이더 강우자료 효율을 통계적으로 분석한 결과 우수한 모형성능을 확인하였으며 Copula 기법을 이용하여 지상강 우 및 레이더 강우자료를 확충한 결과 기존의 강우특성을 현실적으로 재현하는 것을 확인하였다. Copula 기법을 통한 강우자료 확충기법은 레이 더 강우의 오차분포를 평가하는데 유용하게 활용될 것으로 판단된다.

Meteo-tsunamis are tsunamis that are typically caused by strong atmospheric instability (e.g., pressure jumps) in low pressure systems, but some meteo-tsunamis in winter can be caused by local atmospheric instability in high pressure systems (e.g., the Siberian High). In this study, we investigated a meteo-tsunami event related to a high pressure system that occurred during winter on the Yellow Sea in 2005. Sea level data from tidal stations were analyed with a high-pass filter, and we also performed synoptic weather analyses by using various synoptic weather data (e.g., surface weather charts) collected during the winter season(DJF) of 2005. A numerical weather model (WRF) was used to analyze the atmospheric instability on the day of the selected event (21 Dec. 2005). On the basis of the results, we suggest that the meteo-tsunami triggered by the high pressure system occurred because of dynamic atmospheric instability induced by the expansion and contraction of the Siberian High.