현재 최고 수준의 대순환 모형에서 북동아시아 여름몬순 강도의 계절예측 능력은 낮으나 북서태평양 아열대 고기압 강도의 예측률은 상대적으로 높다. 북서태평양 아열대 고기압은 북서태평양 지역 및 동아시아 지역에서 가장 주된 기후 변동성이다. 본 연구에서 NCEP 계절예측시스템에서 예측된 북서태평양 아열대 고기압의 예측성에 대해 논의될 것이다. 한편, 북동아시아 여름몬순의 경년변동성은 북서태평양 아열대 고기압과 높은 상관성을 가지고 있다. 본 연구에서는 이 관계에 근거하여, NCEP 계절예측시스템과 정준상관분석을 이용한 계절예측 모형을 제안하고 그 예측률을 평가하였다. 이 방법은 북동아시아 지역 여름철 강수량 편차에 대한 계절예측에 있어 통계적으로 유의한 예측성능을 제공한다.

동아시아 여름몬순의 강도와 북서태평양 여름몬순의 강도는 음의 상관을 갖는 것으로 알려져 왔다. 여기서 우리는 이 관계를 이용하여 북동아시아 여름철 강수의 잠재예측성을 조사하였다. 북서태평양 아열대 고기압은 북서태평양 여름몬순을 적절히 나타내며, 북서태평양-동아시아 지역 여름철 기후편차에 주된 성분이다. 그리고 북서태평양 아열대고기압 변동성을 이용한 북동아시아 여름철 강수 편차의 추정값은 북서태평양 여름몬순지수를 이용하는 것보다 더 낫다.

도시화 효과가 여름 강수에 미치는 영향을 분석하기 위해 2010년 8월 13일부터 9월 3일까지 수도권 집중관측(ProbeX-2010)을 수행하였다. 분석 결과, 다음의 두 가지 현상들이 발견되었다. 첫째, 관측 기간 동안 약한 강수(≤1 mm hr-1)가 다른 지역보다 서울 풍하측 지역에서 더 자주 발생하였으며, 이는 최근 5년(2006-2010) 자료에서도 확인되었다. 약한 강수는 주로 서울 풍하측 산악 지역에서 야간에 더 자주 발생하였기 때문에 이는 도시지형 뿐만 아니라 산악 지형의 복합적인 효과로 여겨진다. 둘째, 간헐적으로 대류 시스템이 서울 풍하측에서 급격하게 발달해 호우를 야기했다. 이는 특히 8월 27일 1300-1500 KST의 일련의 레이더 영상에서 뚜렷하게 확인되었다. 본 연구에서는 이 강수 사례에 대한 종관 국지적 날씨 특성과 고층 대기 특성을 자세히 분석하였다. 그 결과 도시지형과 연관된 지표 현열 증가뿐만 아니라 조건부 불안정 대기 상태(특히 대기 하층)와 대기 하층의 습기 유입이 도시화 효과와 연관된 대류성 호우를 야기하는 중요한 요소로 제시되었다.

강수는 다양한 대기 변수들의 영향으로 나타나기 때문에 비선형성이 매우 강하다. 따라서 역학 모형을 통해 예측된 강수의 보정은 비선형 모형인 인공 신경망 등을 통해 가능할 것이지만, 인공 신경망의 경우 초기 가중치 선택, 지역 최소화 문제, 뉴런의 수 결정 등의 문제로 인한 한계가 있다. 그러므로 본 연구에서는 가장 보편적으로 사용되는 다중 선형 회귀 모형을 이용하여 CGCM에 의해 모사된 강수를 보정하였으며, 예측성을 살펴보았다. 이를 위하여 우선 PNU/CME 접합 대순환 모형(Coupled General Circulation model, CGCM)(박혜선과 안중배, 2004)을 이용하여 1979년부터 2005년까지 매해 4월부터 8월까지 5개월간 앙상블 적분을 하였다. 적분 결과 중 한반도를 포함한 동북아시아 지역(110˚E-145˚E, 25˚N-55˚N)의 여름철인 6월(리드 2), 7월(리드 3), 8월(리드 4) 및 여름철 평균인 JJA(from June to August) 기간의 PNU/CME CGCM에 의해 모사된 강수를 보정하기 위해 다중 선형 회귀(Multiple Linear Regression, MLR)를 이용하였다. PNU/CME 접합 대순환 모형의 결과 중 강수, 500 hPa 연직 속도, 200 hPa 발산장, 지상 기온 등의 예측 인자와 관측 강수와의 선형적인 관계를 이용하여 MLR 모형을 구축하였다. 그리고 교차 검증(cross- validation)을 수행하여 PNU/CME 접합 대순환 모형의 결과와 교차 검증 결과를 비교하였다. 상관계수, 적중률 (hit rate), 오보율(false alarm rate) 그리고 Heidke 기술 점수(Heidke skill score) 등을 살펴본 바, 보정하지 않은 모형의 결과에 비해 MLR 모형을 이용하여 보정한 결과의 강수에 대한 예측성이 뛰어난 것을 알 수 있었다.

We examined the ocean forcing, associated with the different trends in precipitation between North and South Korea, using GPCC V2018 precipitation and OISST V2 sea surface temperature (SST) for the recent thirty years of 1982-2011. As a result of linear regression, the precipitation trends in the monsoon (June and July) and post-monsoon (August and September) seasons were different between North and South Korea, respectively, with increased and decreased trends, during the both monsoon seasons. During the monsoon season, the results of detrended correlation and composite analysis showed the opposite relationships of precipitation with SSTs in the equatorial Pacific and Arctic Oceans between North and South Korea. It was identified that large-scale atmospheric circulation linked to ENSO can differently affect the Korean Peninsula. On the other hand, during the post-monsoon season, the correlation and composite patterns across the oceans in the Northern Hemisphere were generally similar for the two Koreas. It was suggested that near the ocean of the Korean Peninsula and the land surface forcings might affect the precipitation variability during the post-monsoon season, especially in North Korea.

The APHRODITE (Asian Precipitation - Highly-Resolved Observational Data Integration Towards Evaluation of water resources) data has been widely used for the evaluation of the numerical model due to its higher spatial and temporal resolutions. However, some studies have indicated that it significantly underestimates the extreme precipitation values for several regions such as South Asia compared with station-based observation. In this study, therefore, the 25 year (1981-2005) APHRODITE precipitation data over South Korea during June to September was improved using Automated Synoptic Observing System (ASOS) data from Korea Meteorological Administration (KMA). After the spatial resolution and temporal interval of the ASOS data were changed to be same as those in the APHRODITE data, the GEV (Generalized Extreme Value) distribution for each data was calculated. After then, the GEV distribution of the APHRODITE data was corrected through the quantile mapping method with ASOS data. The corrected APHRODITE data was similar to the annual mean precipitation of the ASOS data. In particular, the corrected annual mean precipitation over South Korea reasonably increased by ~10% and the extreme value of precipitation have significantly improved compared to those from the original APHRODITE data.

High temporal resolution precipitation data can provide information about rainfall intensity, and can better reveal the essential physical process of precipitation intensity than daily totals do. Using hourly precipitation data at 14 stations during 1961-2014, the changes in the characteristics of summer precipitation in South Korea analysed. Although the precipitation amount in summer has increased at all stations, hourly precipitation in summer shows different directions and magnitudes of changes at each station in South Korea. Results showed that the change pattern of hourly precipitation is mostly attributed to change in the frequency of hourly precipitation of 10mm or more.

In this study, we analyzed the characteristics of summer extreme rainfall over South Korea and their relationships with the synoptic and large-scale circulation anomalies during 1979-2014. Heavy rainfall (R90p) is related with the strong convection surrounded by dry zone over Korean peninsula and the moist air delivered from the convection area over Bay of Bengal-South China Sea-Philippine Sea. The upper-level anticyclonic flow with the low-level dipole of anticyclonic circulation in the Southeast and cyclonic circulation to the northwest of Korean peninsula are the main characteristics when the extreme rainfall occurs. The barotropic Rossby wave developed over the Korean peninsula transfers its energy farther downstream to the western coast of North America. It is also found that the dominant lowfrequency oscillation over the tropics (intraseasonal oscillation) play an important background role for the enhancement of extreme rainfall over South Korea.

In this study, we analyzed the characteristics of summer rainfall over South Korea during recent five(2009-2013) years using observation data. There was a significant contrast in interannual variability between July and August rainfall since 1998. Large increase of rainfall in July (2009 and 2011) and August (2010 and 2012) were found to be consistent over all 60 stations in South Korea. Enhanced precipitation over western tropical Paciÿc and anticyclonic anomaly to the east of Korean peninsula were the common features when there was rainfall increase both in July and August. Intraseasonal summer rainfall over South Korea evolves in time lag with intraseasonal Indian and Western North Pacific monsoon indices. The meridional tripole structure of intraseasonal convection from the Western North Pacific to East Asia and the baroclinic structure of intraseasonal circulation anomalies centered over Korean peninsula provided a favorable condition for the extreme rainfall(90 percentile) events to occur.

본 연구에서는 지상의 관측 자료와 광역의 정보를 제공하는 수치 예보 모형 자료 및 인공위성 자료를 이용하고 자료와 강수예측치의 물리적 상관 특성을 나타내기 위하여 자료 사이의 비선형 거동을 잘 나타내는 신경망 모형에 적용시켜 단시간 강수 예측을 수행하였다. 이를 위하여 서울지점에 대하여 현재로부터 3시간, 6시간, 9시간, 12시간의 선행시간을 가지는 인공위성 자료(MTSAT-1R) 및 수치 예보 모형 자료(RDAPS, Regional Data Assimilation and Prediction System)와 실시간 전송되는 자동 기상 관측 시스템(AWS, Automatic Weather System)의 관측치를 신경망 모형의 입력 자료로 하여 3시간, 6시간, 9시간, 12시간의 선행시간을 가지는 자료로 강수를 예측 할 수 있는 강수 예측 모형을 개발하였다. 장마와 태풍과 같이 전선형강수와 선풍형강수 등 강수 양상의 차이를 고려하기 위하여 6월, 7월과 8월, 9월 자료를 구분하여 신경망을 구축하였으며, 자료가용성에 기초하여 2006년에서 2008년 기간 동안에 대하여 모형을 학습하고 2009년에 대하여 모형의 적용성을 검증한 결과, 단시간 강수예측에 대한 모형의 적용 가능성을 보여주었으나 다양한 광역 자료와 인공신경망을 사용함에도 불구하고 단시간 강수예측의 정량적 정도향상을 위한 여지가 많음을 보여준다.

본 연구에서는 여름철 호남 서해안 지역의 강수량 분포에 영향을 미치는 요인을 분석하고, 그 원인을 파악하기 위해 1971~2005년간의 호남 서해안 지역에 위치한 목포와 군산의 여름철 강수량 변화와 서해상의 죽도와 말도의 해수면 온도 변화, 그리고 두 변수간의 관계를 분석하였다. 또한 호남 서해안 지역의 여름철 강수 특성이 이 지역의 농업 발달에 미친 영향에 대해서도 파악하였다. 서해에 면한 호남 지방의 서해안 지역은 전반적으로 바다의 영향을 많이 받는다. 따라서 서해는 조석 현상으로 인한 냉수대와 조석 전선으로 인해 해수면이 차가워진다. 이로 인해 이를 지나는 공기가 냉각되어 안정되므로 비를 적게 내리는 소우 현상이 나타난다. 최근 이 지역의 강수량 증가 경향은 서해의 해수면 수온 상승에 따른 결과이다. 그리고 이는 이 지역의 여름철 강수가 서해의 영향을 강하게 받고 있음을 반증한다. 이로 인해 호남 지방의 서해안 지역과 그에 접한 평야 지역은 우리나라의 여름철 가뭄 발생 비율이 전국에서 가장 높은 지역에 속하였다.

1998년 여름철, 기상레이더와 레이더 주위의 고밀도 우량계 관측자료를 이용하여 관계식을 산출하기 위하여 관악산 레이더 자료와 강우강도 자료의 확률밀도함수를 구해 확률이 같은 지점을 매치시키는 Window Probability Matching Method(WPMM)라는 통계적 방법을 사용하였다. 레이더 반사도의 확률 분포는 약 15dBZ에서 가장 많은 빈도 분포를 보였고 강우강도의 확률분포는 대부분의 영역에서 시간당 10mm 이하의 비가 내리는 것으로

1961년 이전에 관측이 시작되어 30년 이상의 관측자료가 있는 기상청의 15개 관측소의 강수량 자료를 이용하여 우리나라의 여름철 강수량 분포 특성을 조사하였다. 특히 이 연구에서는 우리나라 강수량 기후 평년값을 이용하여 기후적 특성을 조사하였으며, 지역별로 연 강수량, 여름철 강수량, 장마기간중 강수량의 연도별 변동을 비교 분석하고 그 상관을 조사하였다. 대체로 우리나라의 경우 연 강수량의 반 이상이 6, 7, 8월의 여름철에 집중되어 있고, 또 이