태풍은 지구 시스템 내 상호작용을 일으키는 대표적인 해양-대기 현상으로 최근 들어 기후변화로 인해 점점 더 강력해지는 추세이다. 2022 개정 과학과 교육과정은 미래 사회 시민으로서의 디지털 소양 함양을 위하여 첨단 과학기술을 활용한 교수-학습 활동의 중요성에 대해 강조하고 있다. 따라서 교과서 삽화의 시공간적 한계점을 해결하고 지 구과학 분야에서 다루는 전지구적 규모의 빅데이터를 활용한 효과적인 수업자료의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 PDIE (준비, 개발, 실행, 평가) 모형의 절차에 따라 천리안 위성 2A호 영상 자료를 활용하여 태풍의 경로를 시각화하는 탐구활동 자료를 개발하였다. 준비 단계에서는 2015 및 2022 개정 교육과정과 현행 교과서의 탐구활동 내용을 분석하 였다. 개발 단계에서는 관측 데이터를 수집, 처리, 시각화, 분석할 수 있는 일련의 과정들로 탐구활동을 구성하였으며, 간단한 조작만으로도 결과를 도출할 수 있는 GUI (Graphic User Interface) 기반 시각화 프로그램을 제작하였다. 실행 및 평가 단계에서는 학생들을 대상으로 수업을 진행하였으며 코드를 활용한 수업과 GUI 프로그램 활용 수업을 각각 실시하여 각 활동의 특징을 비교하고 학교 현장에서의 적용 가능성을 확인하였다. 본 연구에서 제시한 수업자료는 전문 적인 프로그래밍 지식이 없어도 GUI 기반으로 실제 관측 데이터를 활용한 탐구활동에 활용될 수 있으며, 이를 통해 학 생들의 지구과학 분야의 이해도와 디지털 소양 함양에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

본 연구에서는 7년(2009-2015)간 한반도 주변을 통과한 태풍의 이동 경로에 따른 수온의 변동을 분석하였다. 자료는 위성관측 수온영상, 동해 연안의 양양, 강릉, 삼척, 영덕에서 실시간 계류부이에서 관측한 수온과 기상청에서 제공한 바람을 분석하였다. 위성 영상을 이용한 태풍 통과 전후의 근해 수온의 차이는 태풍의 이동 경로에 따른 바람의 방향뿐만 아니라 해면 가열과 해면 상승의 시기와도 관계가 깊게 나타났다. Muifa, Chanhom, Nakri, Tembin과 같은 태풍들의 오른쪽에 위치한 동해 연안의 수온은 남풍계열의 바람에 의한 연안 용승으로 표층뿐만 아니라 15m, 25m의 수온까지 하강하는 것을 알았다. 특히, 태풍 Chanhom과 Tembin에 의한 수온의 하강은 각각 8-11℃와 16℃ 하강하였다. 한편 그 반대편에 태풍이 위치할 때는 외해쪽에 있는 고온의 해수를 연안쪽으로 이동하여 침강시킴으로서 중층과 저층의 수온이 상승하였다. 또한, 태풍 통과 이후에 동해 연안에서 남풍(북풍)계열의 바람에 의한 하강(상승)된 수온의 혼합은 1-2일 및 4일간 지속되었다.

During a month, wave observation was characteristic of Suyuong bay since 16th of July. During the period, typhoons which were "Ma-on, Muifa" landed on Suyong bay. Observation point places a half-way point between Gwangan light beacon in the utmost bounds of the west and Haeundae floating buoy in east. The observation point was selected for confirming the relations of river discharge and storm surge of suyong bay. To investigate the characteristic, using meteorological data not in just Gwangan light beacon but in Haeundae floating buoy. As a result, at Gwangan light beacon the maximum significant wave observed was 3.5 m and period was 10,3 sec, at the Observation point each outcomes were 3.8 m and 10.1 sec, Haeundae floating had 2 m and 8.5 sec as consequences. The height of observation point was higher than Haeundae's or Gwangan’s and had two peaks. Although the wave direction in observation point came from southern east, being irregular in Haeundae floating buoy. Up to now, the interrelationship of weather conditions and wave characteristics have been verified, the characteristic of wave distribution

본 연구에서는 한반도의 대표적인 다목적 댐인 섬진강댐을 대상으로 한반도에 영향을 미치는 태풍과 태풍의 발생에 따른 유출특성변화를 분석하 였다. 태풍영향 도메인을 적용하여 태풍의 이동 경로를 유형화하고 태풍유량을 정량화하고, 태풍정보와 대상유역의 수문변화지표의 순위분석과 상관분석을 통하여 기후변화의 적응과 대책수립에 대한 정보를 제공하고자 한다. 한반도 태풍도메인을 통과한 한반도 영향 태풍(n)은 첨두유량의 규모와 발생시기의 변화에는 많은 영향을 미치는 것으로 나타났다. 그러나 첨두유량의 발생빈도와 지속시간은 한반도 영향 태풍과 상대적으로 관 계가 적은 것으로 분석되었다. 이러한 변화는 상관성 분석결과에서도 확인할 수 있었다. 첨두유량의 발생규모(correlation coefficient = 0.41)와 첨두발생시간(correlation coefficient = 0.83)은 한반도 영향 태풍(n)과 양의 상관관계가 나타났다. 따라서 본 연구에서는 섬진강 댐을 대상으로 한반도 영향 태풍의 경로를 유형화하고, 각 태풍 유형에 따라 섬진강 댐 유역의 수문변동에 대한 특성을 분석하였다. 이는 한반도 수생태계환경 시 스템 변화에 대한 대응방안의 기초자료를 제공할 것으로 기대된다.

As a result of dividing typhoon that affected Korean Peninsular between 1999 and 2012 into 7 types of path and entering forecast field and analysis field of RDAPS, until 36 hours from the time of forecast, it is reliable to use the forecast field of RDAPS to predict typhoon and for each typhoon path, the difference between the forecast and the analysis shows normal distribution, which is usable for weather forecast until the 36th hour. In the 48th hour from the time of forecast, the difference of result depending on each typhoon path increased, which was analyzed to be due to errors in the forecast. It was expected that relatively reasonable results should be shown if the 36th hour forecast is used to predict the strength and distribution of strong wind. As a result of using Korean RAM and observing the difference of the maximum damage, reliability was secured up to 36 hours and after 48hours, it was expected that the fluctuation of results may become more severe.

In this study, the wind direction and the wind speed of the nearest temperature observations point of the National Weather Service was analyzed in order to investigate the rapid rise and drop of water temperature in the East Coast appeared after passing of the 2015 typhoon No. 9 and 11. Then the figures were simulated and analyzed using the WRF(weather research and forecast) model to investigate in more detailed path of the typhoon as well as the changes in the wind field. The results were as follows. A sudden drop of water temperature was confirmed due to upwelling on the East coast when ninth typhoon Chanhom is transformed from tropical cyclones into extra tropical cyclone, then kept moving eastwards from Pyongyang forming a strong southerly wind after 13th and this phenomenon lasted for two days. The high SST(sea surface temperature) is confirmed due to a strong northerly wind by 11th typhoon Nangka. This strong wind directly affected the east coast for three days causing the Ekman effect which transported high offshore surface waters to the coast. The downwelling occurred causing an accumulation of high temperature surface water. As a results, the SST of 15m and 25m rose to that of 5m.

본 연구에서는 태풍의 이동경로에 따른 지역별 재해규모 및 강도, 침수피해 면적 등을 비교 분석하였다. 태풍으로 인한 풍수해는 최근 10년간(2002∼2011년) 발생한 자연재해 피해액 중 60%를 차지한다(소방방재청, 2012). 태풍으로 인한 종관 기상학적 특징은 태풍의 내습 경로에 따라 그 차이를 보이며 강우 분포 및 강도 등의 특성 차이로 인해 지역별 재해 규모 및 강도가 다르게 나타난다. 그러나 대부분의 연구들은 기상청에서 관측한 60여개의 종관기상관측시스템(ASOS)자료에 기반을 둔 분석으로 세부지역 기상특성에 따른 재해분포 분석에 어려움이 따른다. 따라서 고해상도 기상특성과 태풍 재해와의 관련 정보 분석이 필요하다 이를 위해서 지난 10년간(2002∼2011년)관측한 약 350여개의 종관기상관측시스템과 자동기상관측시스템(AWS)의 일별 기상자료를 이용하여 태풍 이동경로에 따른 재해의 공간분포 특성을 분석하였다. 분석결과 태풍의 이동경로에 따라 극한강수 분포 패턴의 차이가 나타났으며 재해 범위 및 규모와 밀접한 관련을 가졌다. 또한 태풍의 이동경로 별 재해의 공간분포 패턴에 중요하게 영향을 미치는 기상인자의 차이가 나타났다. 이를 통해 태풍의 이동경로에 따라 지역별로 차별화된 태풍 피해 저감 대책을 마련할 수 있다.

최근 빈번하게 발생하는 태풍사상은 극심한 홍수 및 바람 재해를 유발 시키고 있다. 이러한 점에서 본 연구에서는 1951년부터 2012년까지 한반도에 내습한 총 197개의 태풍사상을 대상으로 태풍의 발생위치 및 태풍의 궤적을 기준으로 태풍을 범주화 할 수 있는 확률론적 클러스터링 기법을 개발하였다. 모의실험을 통하여 개발된 모형의 적합성을 확인할 수 있었으며, 태풍 경로에 적용이 가능한 방안으로 평가되었다. 1951년부터 2012년까지 한반도 내습한 197개의 태풍사상을 대상으로 확률론적 클러스터링 기법을 적용한 결과 한반도를 내습한 태풍사상은 총 7개의 클러스터로 분류되었으며, 대부분 위도 10°∼20°N, 경도 120°∼150°E 해수면에서 발생하여 한반도를 향하여 진행하는 것으로 나타났다. 클러스터 B의 경우 약 25.4%의 발생빈도를 가지며, 전선의 방향도 한반도를 직접 향하고 있어 상대적으로 한반도에 영향이 가장 큰 클러스터로 분석되었으며 한반도 전체에 걸쳐서 강한 양(positive)의 강우량 Anomaly를 갖는 것을 확인할 수 있었다.