본 연구에서는 뇌우 돌풍 발생일의 시계열을 통해 뇌우 돌풍 발생에 대한 전조현상을 분석하였다. 돌풍이 관측된 날에 뇌전현상의 유무에 따라 뇌우에 의한 돌풍과 다른 요인으로 인해 발생한 돌풍을 분류하였으며, 뇌우 돌풍 발생일의 시계열을 분석하여 뇌우 돌풍 발생 이전에 급격한 풍속이 상승하는 비정상적(non-stationary) 시계열 특성을 보임을 확인하였다. 뇌우 돌풍 발생 시점을 기준으로 이전 풍속의 이동평균을 이용하여 풍속의 급격한 상승시점을 분석 하였으며, 이동평균의 시계열을 일반적 함수형태로 표현하였다. 이 결과를 이용하여 뇌우 돌풍 발생 이전 급격한 풍속이 상승하는 시점의 확률분포를 분석하고 이동평균의 단위시간 별 뇌우 돌풍 발생확률에 의한 위험평가 기법을 제시하였다.

명시적 액체-얼음상 미시물리 과정을 포함하는 구름 분해 모형(ARPS: Advanced Regional Prediction System)을 이용하여 2차원 그리고 주변 바람이 없는 경우에 뇌우 유출의 구조와 진화를 조사하였다. 고해상도 격자 간격(50m)을 이용하여 유출의 난류 구조를 명시적으로 분해하였다. 모사된 단세포 스톰과 스톰과 연관된 Kelvin-Helmholtz(KH) 빌로우(billow)는 발달, 성숙, 소멸의 생애 단계를 가졌다. 구름 역학과 미시물리 사이의 상호작용으로 야기된 이차 맥동과 대류 세포의 분활이 관측되었다. 상대적으로 건조한 하층 대기를 낙하하는 빗방울과 우박의 증발에 기인한 찬 하강류는 뇌우 찬 공기 유출을 야기시켰다. 유출 머리는 거의 일정한 속도로 이동하였다. KH 불안정에 의해 생성된 KH 빌로우는 유출 상부에서 난류 혼합을 야기하였으며 유출의 구조를 지배하였다. KH 빌로우는 유출 머리에서 생성되었고 돌풍 전선에 상대적으로 뒤쪽으로 이동함에 따라 성장하고 소멸하였다. 가장 빨리 성장하는 섭동의 수평 파장과 임계 시어층 깊이의 비 그리고 KH 빌로우의 수평 파장과 최대 진폭의 비에 대한 수치 모사 결과는 다른 연구 결과와 잘 일치하였다.

본 연구에서는 뇌우 돌풍의 사전예측기술 개발을 위한 기반을 마련하기 위해 뇌우 돌풍 시계열 데이터를 통해 전조특성을 분석하고 전조특성에 따라 뇌우 돌풍의 발생의 확률적 분포를 분석하였다. 어떠한 현상에 대한 위험도를 평가하는 기준에는 불확실성이 있으며, 뇌우 돌풍의 경우 이러한 비뇌우 돌풍에 비해 단기적이고 국지적이기 때문에 불확실성이 높다. 따라서 뇌우 돌풍의 비뇌우 돌풍에 비해 불확실성의 관점에서 위험도가 더 높다. 하지만 뇌우 돌풍의 피해는 최근 점차 증가하는 추세에 있으며, 이에 따라 이를 사전에 예측할 수 있는 기술이 요구되고 있다. 사전 예측을 위해서는 전조 특성에 대한 파악이 중요하며, 뇌우 돌풍의 전조특성을 분석하기 위해 일 최대순간풍속 데이터와 기사자료를 통해 뇌우 돌풍을 분류하였다. 또한 분류 된 뇌우 돌풍과 비뇌우 돌풍의 1분 평균 풍속 시계열을 추세를 비교분석하였으며, 로그형태로 구성 된 함수를 통해 이동평균의 증가시점 파악하여, 1~12시간에 대한 각 시간별 풍속 상승 이후 뇌우 돌풍의 발생 시간을 통계적으로 분석하였다. 뇌우 돌풍 시계열의 이동 평균을 통해 뇌우 돌풍 발생 시간을 대해 확률적 분포를 활용하여, 1~12 시간별 이동평균의 풍속 상승이후 뇌우 돌풍이 발생할 확률을 분석하였다.

종관 규모의 기상은 세계적으로 구성된 관측망을 통해 기상을 이해 예측하고 현업 등에 활용 되고 있다. 그러나 기상현상으로 인한 피해는 이러한 종관 규모의 기상현상은 물론 작은 규모의 현상에 의해서도 발생한다. 특히 국지적으로 짧은 시간동안에 발생과 소멸과정을 거치며 순간적으로 강한 바람을 유발시키는 돌풍은 도시적인 측면에서 다양한 피해를 야기한다. 이러한 국지적인 기상현상의 경우 대비하기 어려울 뿐만 아니라 관측하기도 용이하지가 않다. 본 연구에서는 기상청에서 제공하는 2002.01.01-2009.06.30 기간의 31개 지점 기상관측대 기상관측자료와 기사현상자료를 이용하여 기상 현상 중 뇌우에 동반한 돌풍을 분류하고 뇌우 동반 돌풍의 공간적 분포 특성을 분석하였다. 국내에 경우 돌풍에 대한 기준이 마련되어 있지 않기 때문에 기상청에서 발령하는 강풍 특보 기준으로 수행하였다. 일반적으로 경사에 따라 풍속은 증가하는 것으로 알려져 있기 때문에 이러한 영향을 배재하였으며, 태풍에 의해 발생한 돌풍의 경우 본 연구범위 내에 포함되지 않기 때문에 기상관측점 별 영향을 준 태풍기간에 발생한 강풍은 제외하였다. 본 연구에서는 이와 같은 기준을 적용하여 국내 발생한 뇌우에 동반된 돌풍의 공간 분포를 분석하였다.

This study was performed to research ozone concentration related to airmass thunderstorm using 12 years meteorological data(1990～2001) at Busan. The occurrence frequency of thunderstorm during 12 years was 156 days(annual mean 13days). The airmass thunderstorm frequency was 14 days, most of those occurrence at summertime(59%). In case August 4, 1996, increase of ozone concentration was simultaneous with the decrease of temperature and increase of relative humidity. In case July 23, 1997, ozone concentration of western site at Busan increased, while its of eastern site decreased as airmass thunderstorm occurred(about 1500LST). It is supposed that these ozone increases are the effect of ozone rich air that is brought down by cumulus downdrafts from height levels where the ozone mixing ratio is larger. Thunderstorms can cause downward transport of ozone from the reservoir layer in the upper troposphere into planetary boundary layer(PBL). This complex interaction of source and sink processes can result in large variability for vertical and horizontal ozone distributions. Thus a variety of meteorological processes can act to enhance vertical mixing between the earth's surface and the atmospheric in the manner described for thunderstorm.