최근 급격한 기후 변화로 인해 도로 교통사고의 발생 빈도가 증가하고 있으며, 특히 겨울철에 자주 발생하는 도로 살얼음(블랙아이 스) 현상이 주요 원인 중 하나로 지목되고 있다. 도로살얼음의 형성 메커니즘은 다양한 요인에 따라 복합적으로 작용하며, 당시의 도 로 기상 조건과 도로의 기하학적 구조에 따라 얼음의 형태 및 강도가 결정된다. 그중에서도 도로 노면 온도는 도로살얼음 형성에 중 요한 요소로, 여러 나라에서 겨울철 교통안전 평가를 위한 주요 지표로 사용되고 있다. 그러나 현재 도로 노면 온도에 대한 명확한 정 의가 부족할 뿐만 아니라, 측정 방법에 따라 계측 편차와 온도 손실 등 여러 한계가 존재해 정확한 온도 측정이 어려운 실정이다. 이 에 본 연구는 지중 깊이에 따른 온도 데이터와 도로 기상 데이터를 결합하여 보다 정밀한 도로 노면 온도 예측 방법을 제시하는 것을 목적으로 한다. 연구를 위해 지중 깊이 2cm, 3cm, 4cm, 5cm, 7cm, 9cm, 15cm, 20cm에 각각 온도 센서를 설치하였으며, 기상 데이터는 해당 지점에서 2m 떨어진 AWS(Automatic Weather System)를 통해 대기 온도, 습도, 강수량, 일사량 등의 정보를 수집하였다. 이를 바 탕으로 지중 온도와 기상 조건의 상관관계를 활용하여 노면 온도를 예측하는 방법론을 도출하였다. 본 연구의 결과는 도로 노면 온도 예측의 정확성을 향상시킬 뿐만 아니라, 새로운 접근 방식을 통해 노면 온도의 정의를 재정립하는 데 기여할 것으로 기대된다.

차세대도시농림융합기상사업단의 에너지수지타워 관측자료를 이용하여 수도권 기상과 복사특성에 대하여 분석하 였다. 서울 수도권에 위치한 총 14개 에너지수지타워의 기온, 풍속, 상대습도, 지표면 온도, 강수량, 단파 및 장파 복사 량과 복사관측자료를 이용하여 산출한 알베도와 방출률을 분석하였다. 월별 자료에 따르면, 도시에 위치한 중랑지점에 서 알베도는 낮고 방출률은 높은 특성을 나타냈고 교외지역인 부천지점에서는 반대의 특성이 나타났다. 자연적인 지표 상태에서는 태양복사에너지를 효과적으로 반사하여 대부분 중랑지점보다 알베도가 높게 나타났다. 연 평균 기온이 비교 적 높게 나타난 지점들은 서울 도심에 위치하고 있었으며, 알베도가 대체적으로 낮게 분포되었다. 가좌지점과 뚝섬지점은 관측 기온이 높았지만, 관측소 주변 유리벽 건물 및 한강으로 둘러싸인 환경으로 알베도가 비교적 높게 나타났다. 교외지역에 위치하고, 기온이 낮았던 지점들은 대체로 낮은 방출률을 나타냈다. 그 중 부천지점에서는 다소 높은 방출 률이 나타났는데, 이는 관측지점 주변이 논과 밭으로 구성되어 있어 교외지역의 관측지점보다 지표면 온도가 상대적으 로 낮게 관측되었기 때문이다. 결과적으로 도심지일수록 알베도는 감소하고, 방출률은 증가하는 경향을 확인할 수 있다. 또한, 서울 지역의 순 복사량이 100Wm−2 이하로 나타나 에너지가 대기 중에 흡수된 것으로 볼 수 있다.

중규모 기상 모델을 이용하여 안개와 같은 미세규모 국지현상을 정확히 재현하는 것은 매우 어려운 실정이다. 특히, 수치모델의 초기 입력 자료의 불확도는 수치모델의 예측 정확도에 결정적인 영향을 미치기 때문에 이를 보완하기 위한 자료동화 과정이 요구되어진다. 본 연구에서는 WRF (Weather Research and Forecasting) 모델을 이용하여 낙동강 지역에서 발생한 여름철 안개사례 재현실험을 대상으로 중규모 기상 모델의 한계를 검증하였다. 중규모 기상 모델에서 초기 및 경계장으로 사용되는 KLAPS (Korea Local Analysis and Prediction System)와 LDAPS (Local Data Assimilation and Prediction System) 분석장 자료를 이용하여 수치모델 모의 정확도 민감도 분석을 수행하였다. 또한 AWS (Automatic Weather System) 자료를 이용한 자료동화(Four-Dimensional Data Assimilation)에 의한 수치모델의 정확도 개선 정도를 평가하였다. 초기 및 경계장 민감도 분석 결과에서 LDAPS 자료를 입력 자료로 사용한 경우가 KLAPS 자 료 보다 기온과 이슬점온도, 상대습도에서 높은 정확도를 보였고, 풍속은 더 낮은 수준을 나타내었다. 특히, 상대습도에 서 LDAPS의 경우는 RMSE (Root Mean Square Error)가 15.9%, KLAPS는 35.6%의 수준을 보여 그 차이가 매우 크 게 나타났다. 또한 자료동화를 통하여 기온, 풍속, 상대습도의 RMSE가 각각 0.3 o C, 0.2ms−1 , 2.2% 수준으로 개선되었다.

The high-order Laplacian-type filter, which is capable of providing isotropic and sharp cut-off filtering on the spherical domain, is essential in processing geophysical data. In this study, a spherical high-order filter was designed by combining the Fourier method with finite difference-method in the longitude and latitude, respectively. The regular grid system was employed in the filter, which has uniform angular spacing including the poles. The singularity at poles was eliminated by incorporating variable transforms and continuity-matching boundary conditions across poles. The high-order filter was assessed using the Rossby-Haurwitz wave, the observed geopotential, and observed wind field. The performance of the filter was found comparable to the filter based on the Galerkin procedure. The filter, employing the finite difference method, can be designed to give any target order of accuracy, which is an important advantage being unavailable in other methods. The computational complexity is represented with 2n-1 diagonal matrices solver with n being the target order of accuracy. Along with the availability of arbitrary target-order, it is also advantageous that the filter can adopt the reduced grid to increase computational efficiency.

구조물의 풍하중을 산정할 때의 설계풍속은 10분 평균풍속 또는 가스트풍속(3초평균풍속)을 적용한다. 건축물의 경우 10분 평균풍속 사용하고 있으나, 외장재 등과 같이 고진동수를 가지는 구조물의 경우에는 가스트풍속을 사용한다. 가스트풍속은 기상대 주변의 영향을 크게 받기 때문에, 일반적으로 10분 평균풍속에 돌풍율을 곱하여 산정하는 것이 편리하다. 본 연구는 최근 우리나라의 기상변화와 경제 발전에 따른 기상대 주변의 지표면상태의 변화를 반영하여 지표면조도에 알맞은 돌풍률을 평가한 것이다. 해석자료는 최근 40년간(1973년~2012년)의 전국 68개 기상관측소의 기상자료와 선행연구에서 제시한 지표면조도구분을 활용하였다. 돌풍률을 추 정할 때 평균풍속의 월최대값 범위는 16m/s~36m/s로 하였고, 16m/s 이하와 36m/s 이상에서는 돌풍률을 일정하게 하였다. 연구결과 지표면조도구분 B지역과 C지역의 돌풍률은 거의 유사하게 나타났고, 지표면조도구분 D지역은 다른 지역의 돌풍률과 차이를 보였다. 따라서 지표면조도구분 B, C지역의 돌풍률은 통합하여 평가하였고, 지표면조도구분 D지역만 따로 분류하여 돌풍률을 평가하여 제시하였다.

PURPOSES : This study analyzed the regional dew possibility in road sign using meteorological data. METHODS : Four years of meteorological data such as temperature, humidity, dew point, wind velocity were collected and analyzed. As a result of literature review, dew was frequent in large diurnal range, high humidity and weak wind. So, dew possibility was analyzed by (temperature-dew point ≤1℃ and wind velocity ≤ 1.5m/s). RESULTS : The possibility was analyzed for each meteorological observation point and the point of Suncheon and Bonghwa were selected as the most likely points of dew in road sign. The area of East Coast, Kyungbuk and Kyungnam were relatively low potential. CONCLUSIONS : Alternative with high effect of preventing dew should be selected in high possibility dew area despite of low economics.

There are many pollutants emitted into the air. Some of these pollutants have a malodor. Unlike other pollutants, people are able to detect and feel discomfort when this type of pollutant becomes high peak concentration instantaneously. In this sense, the peak concentration has an important meaning in the odor management and modeling. In previous odor modeling, the peak concentration was calculated by correcting the one-hour average concentration using the correlation equation. This study was carried out to find appropriate method to predict the peak concentration using meteorological input data of high time resolution in the odor modeling. It show that the peak concentration could be directly calculated from the dispersion modeling without using the correction equation when fine time scales such as 1 min or less time intervals are used as the meteorological input.

몽골의 태양-기상자원지도는 위성자료 및 재분석 자료를 이용하여 개발되었다. 태양복사량은 단층 태양복사모델을 이용하였으며 입력자료는 SRTM, MODIS, OMI, MTSAT-1R 등의 위성관측자료와 전구모델의 재분석자료를 이용하였다. 계산된 결과는 NCEP/NCAR 재분석 DSWRF 자료를 이용하여 계산된 일사량을 검증하였다. 몽골은 서부의 산악지역과 중남부의 사막 및 반사막지대로 이루어져 있으며 대륙 내부에 위치하여 강수량이 적고 맑은 날이 많아 동일 위도상의 다른 지역과 비교하여 높은 일사량이 나타난다. 서부 산악지역은 고도가 높아 태양에너지가 많이 도달되는 곳임에도 불구하고 일사량이 낮게 나타난다. 그 이유는 산악지역에 존재하는 연중 적설이 위성자료의 구름탐지 알고리즘에서 구름으로 오탐지 되기 때문이다. 따라서 청천지수뿐만 아니라 일사량 또한 낮게 계산된다. 남부지역은 상대적으로 높은 가강수량과 에어로솔 광학두께가 나타났으나 다른 지역에 비해 위도가 낮고 청천지수가 높아 일사량이 높게 나타나는 것으로 분석된다. 계산된 월 누적 일사량은 547.59 MJ로써 전 지점에서 약 2.89 MJ로 높게 계산되었으며 상관성은 0.99였고 평방근오차(Root Mean Square Error; RMSE)는 6.17 MJ 이었다. 월별 통계 값을 계산하였을 때 상관성이 가장 높은 월은 10월로 0.94였고 3월은 0.62로 가장 낮게 나타났다.

본 연구에서는 자동기상관측시스템(AWS)을 이용하여 기상요소의 관측 자료를 수집하고 실시간으로 그 자료를 제공하는 웹 페이지를 개발하였다. 이 시스템은 실시간으로 자료를 제공하면서 동시에 데이터베이스(DB)로 누적하여, 사용자의 요청에 따라 과거의 기상 자료를 파일로 제공하는 기능도 있다. 완성된 페이지를 이용하여 학교 현장에서 지구과학 교과의 기상분야 탐구학습에 성공적으로 활용하였다. 이 연구 결과, 기상 관측 자료를 실시간으로 제공함으로써 기상 분야 탐구학습의 현장감을 높일 수 있게 되었다. 또 누적된 과거 기상 자료를 이용함으로써 시간규모가 너무 길어서 실질적인 탐구학습이 어렵던 지구과학 교과의 제약을 일부 극복하게 되었다.

이 연구에서는 극궤도 기상위성인 NOAA/AVHRR 시계열 자료를 이용하여 한반도의 지면 피복을 분류하였다. 일주기 기상위성자료로부터 구름이 없는 상태의 지면상태 자료를 획득하기 위하여 10일 간격 최대치 합성법 자료를 작성하였으며 27개의 10일주기 식생지수 자료들(겨울철 12, 1, 2월 자료 9개 제외)로부터 4개의 식생 계절성 자료를 작성하였다. 또한 위성자료로부터 분석한 연 최고 및 연평균 지면온도, 그리고 지형고도 자료를 이용하였다. 각 지면 피복에 대한 특성 자료 수집이 어렵기 때문에 여기서는 2단계 무감독 분류법을 이용하였다. 즉, 초기 입력자료는 신경망 기법의 일종인 SOFM을 이용하여 군집화한 다음 결정나무를 이용하여 각 군집을 분류하였다. 최종 분류 결과는 식생지수의 시계열과 지상 자료로 검증한 결과 대도시, 농지, 낙엽수림 및 상록수림 등 우리 나라의 지면 피복을 개략적으로 잘나타내고 있는 것으로 판단된다.

The effect of coupled data assimilation (DA) on the meteorological prediction in the west coastal region of Korea was evaluated using a coupled atmosphere-ocean model (e.g., COAWST) in the spring (March 17􎂡26) of 2019. We performed two sets of simulation experiments: (1) with the coupled DA (i.e., COAWST_DA) and (2) without the coupled DA (i.e., COAWST_BASE). Overall, compared with the COAWST_BASE simulation, the COAWST_DA simulation showed good agreement in the spatial and temporal variations of meteorological variables (sea surface temperature, air temperature, wind speed, and relative humidity) with those of the observations. In particular, the effect of the coupled DA on wind speed was greatly improved. This might be primarily due to the prediction improvement of the sea surface temperature resulting from the coupled DA in the study area. In addition, the improvement of meteorological prediction in COAWST_DA simulation was also confirmed by the comparative analysis between SST and other meteorological variables (sea surface wind speed and pressure variation).

In this study, surface particulate matter (PM2.5) concentrations were calculated based on empirical equations using measurements of ceilometer backscatter intensities and meteorological variables taken over 19 months. To quantify the importance of meteorological conditions on the calculations of surface PM2.5 concentrations, eight different meteorological conditions were considered. For each meteorological condition, the optimal upper limit height for an integration of ceilometer backscatter intensity and coefficients for the empirical equations were determined using cross-validation processes with and without considering meteorological variables. The results showed that the optimal upper limit heights and coefficients depended heavily on the meteorological conditions, which, in turn, exhibited extensive impacts on the estimated surface PM2.5 concentrations. A comparison with the measurements of surface PM2.5 concentrations showed that the calculated surface PM2.5 concentrations exhibited better results (i.e., higher correlation coefficient and lower root mean square error) when considering meteorological variables for all eight meteorological conditions. Furthermore, applying optimal upper limit heights for different weather conditions revealed better results compared with a constant upper limit height (e.g., 150 m) that was used in previous studies. The impacts of vertical distributions of ceilometer backscatter intensities on the calculations of surface PM2.5 concentrations were also examined.

This study analyzed the characteristics of strong winds accompanying typhoons for a period of 116 years, from 1904 to 2019, when modern weather observations began in Korea. Analysis shows that the average wind speed and high wind rate caused by typhoons were higher over the sea and in the coastal areas than in the inland areas. The average wind speed was higher over the West Sea than over the South Sea, but the rate of strong wind was greater over the South Sea than over the West Sea. The average wind speed decreased by 1980 and recently increased, while the rate of strong winds decreased by 1985 and has subsequently increased. By season, the strong winds in autumn (september and october) were stronger than those in summer (june, july, and august). Strong winds were also more frequent in autumn than in summer. The analysis of the changes in strong winds caused by typhoons since the 1960s shows that the speed of strong winds in august, september, and october has increased more recently than in the past four cycles. In particular, the increase in wind speed was evident in fall (september and october). Analysis of the results suggests that the stronger wind is due to the effects of autumn typhoons, and the increased possibility of strong winds.

This study presents meteorological data integrity to improve environmental quality assessment in Yongdam catchment. The study examines both extreme ranges of meteorological data measurements and data reliability which include maximum and minimum temperature, relative humidity, dew point temperature, radiation, heat flux. There were some outliers and missing data from the measurements. In addition, the latent heat flux and sensible heat flux data were not reasonable and evapotranspiration data did not match at some points. The accuracy and consistency of data stored in a database for the study were secured from the data integrity. Users need to take caution when using meteorological data from the Yongdam catchment in the preparation of water resources planning, environmental impact assessment, and natural hazards analysis.