2006/2007년 한반도에 이상적인 온난 겨울을 가져온 원인을 규명하기 위해 동아시아 지역 대기 순환의 특징을 조사하였다. 2006/2007년 겨울철 동안 대기 상태는 시베리아 고기압 및 알류산 저기압의 약화, 한반도 부근으로 하층 남동류의 강화, 일본 남쪽으로 상층 제트의 약화로 특징지워질 수 있다. 이러한 패턴은 시베리아 지역(60-140E)으로 블로킹 흐름이 없을 때 나타나는 대기 상태와 상당히 밀접한 관련성이 있다. 아울러 엘니뇨 및 북극 진동 역시 이런 패턴을 만들어 내는 것으로 보인다. 따라서, 블로킹과 무관한 대기 상태, 엘니뇨 및 양의 북극 진동이 원인이 되어 1958/1959-2006/2007 기간 중 2006/2007 겨울철에 한반도에서 가장 기온이 높았던 것으로 판단된다.

대기 대순환 모형인 GCPS를 이용하여 북서태평양에서의 태풍 활동의 계절 예측 가능성을 조사하였다. 1979년부터 2003년까지 각 해에 대해 해수면 온도 관측 자료를 사용하여 5개월간 초기 조건을 달리한 10개의 앙상블 멤버를 적분하였다. 모형은 발생 빈도의 평균적인 월변화 경향과 발생 분포를 관측과 유사하게 모의하였으나, 발생 빈도의 경년 변화는 신빙성 있게 예측하지 못하였다. 이는 관측과 모형간 태풍 발생 빈도와 ENSO의 상관성 차이에 인한 것으로 실제 태풍 발생 빈도와 ENSO가 뚜렷한 상관 관계를 갖지 않는 것과 달리, 모형에서는 엘니뇨 시기에 평년에 비해 많은 태풍이 발생하고 라니냐 시기에 평년에 비해 적은 태풍이 발생하는 경향을 보였기 때문이다. 반면에, 관측과 모형 모두 ENSO와의 상관 관계가 높게 나타난 태풍 발생 경도의 경우에는 모형이 발생 경도의 경년 변화를 관측과 유사하게 모의하였다.

이 연구에서는 1979년부터 1999년까지 21년 동안에 한반도 겨울철 한파와 관련된 대기 순환 및 열원(Q1)의 분포 특성을 조사하였다. 한파 발생 빈도는 1년간 약 1개로 나타났으며, 1989년을 중심으로 전반기에 전체의 60%가 발생하였다. 한파 발생 동안 하층의 대기 순환 패턴은 평년에 비해 서고동저형의 기압 패턴이 더 뚜렷하며, 상층에서도 한반도에 기압골의 영향이 더 강하게 나타난다. 한파가 발생하는 동안에 한반도 부근의 기온 하강 패턴은 바이칼호 부근의 기온 패턴과 반대로 나타나며, 기온의 연직 구조에서도 400 hPa을 기준으로 하층과 상층의 기온 편차는 반대로 나타난다. 열원에 대한 분석은 한파 발생 시 한랭 이류에 의한 냉각은 하강 운동에 의한 단열 승온에 의해 균형을 이룬다는 것을 보여주는데, 이것은 한랭 핵의 이동이 열흡수원의 이동 경로와 연관되어 있음을 나타낸다. 따라서 한파의 유지 기작을 이해하고 한파를 예측하기 위해서는 열원 그리고 열흡수원의 이동 기작이 밝혀져야 할 것이다.

얼음골 주변의 지표면 변화에 따른 중규모 대기순환장에 미치는 효과를 보기위하여 수치실험을 실시하였다. 얼음골 남북 경사면에서 발생하는 순환장은 지형과 단파복사에 의한 영향으로 다르게 나타나며, 비대칭을 이룬다. 그리고 이러한 비대칭은 18시까지 계속된다. 야간의 경우, 도로건설에 따른 대기순환장의 차이는 크지 않다. 이것은 주간 단파 복사에 의한 현열플럭스가 감소하며, 현열플럭스외의 다른 요소는 크게 영향을 미치지 않는다는 것을 의미한다. 도로의 건설은 현열플러스의 증가와 관련되고, 주간의 경우, 지형에 의한 곡풍과 결합하여 도로가 없는 경우에 비하여 상승류가 강하여진다. 최대풍속은 4.67 m/s이다. 그리고 이때 도로의 위치역시 주요한 요인으로 작용한다.

本 硏究는 大氣大循環 過程에 나타나는 諸 現象들을 回轉流體의 實驗을 통해 나타내보임으로써 空間的인 난해한 槪念들을 학생들의 눈을 통해 직접 觀察하여 구체적으로 理解토록 했다. 回轉流體의 흐름을 可視化하고 溫度差와 回轉率에 따라 나타나는 여러 가지 유체의 운동을 觀察하며 大氣에서 나타나는 현상과 力學的으로 비교한다. Thermal Rossby number가 매우 크면(저회전 또는 큰 온도차) 熱帶에서 나타나는 Hadley 循環에 해당하는 원형의 흐름이 나타나고 이 값이 차츰 감소함에 따라(회전수 증가) 中緯度의 편서풍대에 나타나는 偏西風 波動이나 zet 氣流 등의 定常波에 해당하는 Rossby 循環의 흐름을 볼 수 있다. Thermal Rossby number가 더욱 감소하면 폐색된 低氣壓이나 高氣壓 등이 나타나며 低指數 循環에 해당하는 不規則한 흐름을 볼 수 있다. 이 실험을 통해 이러한 現象들이 또한 熱을 赤道로부터 高緯度로 운반하는 重要한 역할을 하게 됨을 알고 反射鏡과 回轉鏡 裝置를 開發함으로써 유체 흐름의 種類와 現象들을 靜止系에서 뚜렷하게 觀察할 수 있게 되어 敎育器材로서의 效能이 크다고 본다.

The atmospheric flow in the 3-Cell model of global atmosphere circulation is described by the Lagrange's equation of the non-inertial frame where pressure force, frictional force and fictitious force are mixed in complex form. The Coriolis force is an important factor which requires calculation of fictitious force effects on atmospheric flow viewed from the rotating Earth. We make new Mathematica platform to solve Lagrange's equation by numerical analysis in order to analyze dynamics of atmospheric general circulation in the non-inertial frame. It can simulate atmospheric circulation process anywhere on the earth. It is expected that this pedagogical platform can be utilized to help students studying the atmospheric flow understand the mechanisms of atmospheric global circulation.

In order to clarify the impact of wildfire and its thermal forcing on atmospheric wind and temperature patterns, several numerical experiments were carried out using three dimensional atmospheric dynamic model WRF with wildfire parametrization module SFIRE. Since wind can accelerate fire spread speed, the moving speed of fireline is faster than its initial values, and the fireline tends to move the northeast, because of the wind direction and absolute vorticity conservation law associated with driving force induced by terrain. In comparison with non-fire case, the hydraulic jump that often occurs over downwind side of mountain became weak due to huge heat flux originated by surface wildfire and wind pattern over downwind side of mountain tends to vary asymmetrically with time passing. Therefore temporal variation of wind pattern should be catched to prevent the risk of widfire.

한반도를 포함한 동아시아 지역은 여름철에 수문기상학적 극치사상에 취약한 지역이다. 따라서 본 연구에서는 대표적인 동아시아 지역의 대기순환 패턴인 Pacific-Japan (PJ) 패턴을 중심으로 북서태평양 지역의 태풍 활동 특성을 분석하였다. 특히, 한반도에 영향을 미치는 태풍을 중심으로 낙동강 유역의 태풍에 의해 유발된 여름철(June-September) 강수의 지역적 특성 변화를 진단하였다. 분석 결과, 양(+)의 PJ 기간에 발생하는 대기순환패턴의 변화는 태풍의 활동에 보다 유리한 작용을 하는 것으로 나타났다. 한반도에 영향을 미치는 태풍에 대한 진로 분석 결과, 양(+) PJ 기간동안 태풍이 주로 남서쪽으로 향하는 경향이 있으며, 음(-)의 PJ 기간에는 북동쪽으로 향하는 경향이 있는 것으로 나타났다. 태풍 진로의 전향점(recurving location)은 양(+)의 PJ 기간에는 보다 북서쪽에 위치하며, 음(-)의 PJ 기간에는 보다 북동쪽에 치우쳐 있음이 분석되었다. 따라서, 음(-)의 PJ기간 보다 양(+)의 PJ 기간에 태풍의 활동이 활발하며, 낙동강유역에서 태풍에 의한 강수가 통계적으로 유의한 증가패턴이 뚜렷하게 발생하고 있는 것으로 확인되었다.

We have analysed the observed surface and vertical meteorological data to get atmospheric information over the Busan metropolitan area. For this, we have selected 10 days in all season such as spring, summer I(Jangma season), summer II(hot season), autumn and winter. The result which have performed cluster analysis using atmospheric data represented that these days are included to most frequently appeared synoptic cluster. We have simulated wind field around Busan metropolitan area which is assigned as 1km2 using RAMS. The calculated air temperature and the wind speed was similar to the observed the that, and the trends of daily variation showed good agreement. RMSE and IOA also showed reliable value. These results indicated the RAMS is able to simulate and predict detailed atmospheric phenomenon.

Using three-dimensional non-hydrostatical numerical model with one way double nesting technique, atmospheric circulation in the mountainous coastal region in summer was investigated from August 13 through 15, 1995. During the day, synoptic westerly wind blows over Mt. Mishrung in the west of a coastal city, Sokcho toward the East Sea, while simultaneously, easterly upslope wind combined with both valley wind from plain (coast) toward mountain and sea-breeze from sea toward inland coast blows toward the top of the mountain. Two different directional wind systems confront each other in the mid of eastern slope of the mountain and the upslope wind goes up to the height over 2 km, becoming an easterly return flow in the upper level over the sea and making sea-breeze front with two kinds of sea-breeze circulations of a small one in the coast and a large one in the open sea. Convective boundary layer is developed with a thickness of about 1km over the ground in the upwind side of the mountain in the west and a thickness of thermal internal boundary layer from the coast along the eastern slope of the mountain is only confined to less than 200 m. On the other hand, after sunset, no prohibition of upslope wind generated during the day and downward wind combined with mountain wind from mountain towardplain and land-breeze from land toward under nocturnal radiative cooling of the ground surfaces should intensify westerly downslope wind, resulting in the formation of wind storm. As the wind storm moving down along the eastern slop causes the development of internal gravity waves with hydraulic jump motion in the coast, bounding up toward the upper level of the coastal sea, atmospheric circulation with both onshore and offshore winds like sea-breeze circulation forms in the coastal sea within 70 km until midnight and after that, westerly wind prevails in the coast and open seas.

A sea/land breeze circulation system and a regional scale circulation system are formed at a region which has complex terrain around coastal area and affect to the dispersion and advection of air pollutants. Therefore, it is important that atmospheric circulation model should be well designed for the simulation of regional dispersion of air pollutants. For this, Local Circulation Model, LCM which has an ability of high resolution is used. To verify the propriety of a LCM, we compared the simulation result of LCM with an exact solution of a linear theory over a simple topography. Since they presented almost the same value and pattern of a vertical velocity at the level of 1 ㎞, we had a reliance of a LCM. For the prediction of dispersion and advection of air pollutants, the wind field should be calculated with high accuracy. A numerical simulation using LCM will provide more accurate results over a complex terrain around coastal area.

The spatial rainfall distributions accompanied by the heavy rainfalls in the Korean peninsula were classified to 6 typical patterns and synoptic characteristics of each pattern were analyzed. 274 cases of heavy rainfall events occurred for 10 years from 1981 through 1990 were used for this study. In the 4 types of them, heavy rainfalls are not by the strongly developed but by the rapidly deepening low pressure systems, which have a well defined low and high level jets before arrival to the Korean peninsula. In another 2 types, heavy rainfalls are due to specially developed surface low pressure system. Most of the heavy rain areas are associated with the location of the low level jets and their direction and with the position of surface warm front. In the 4 types, the heavy rain areas extend in zonal direction. And the latitudinal locations of these areas are associated with the polar low center or strong main trough over 500 hPa level. The more northwestern part of the Asia the low locates the higher latitude in the Korean Peninsula the rainfall concentration occurs at. It is also known that the seasonal drifting of the lows have some relations to the progression of summer monsoon but its characteristics change year by year.