건축물에 가해지는 풍하중을 평가하는 방법은 과거로부터 많은 발전을 이루었다. 그 중 비교적 간단한 방법인 가스트하중계 수법이 있다. 정적풍하중에 동적계수를 곱하여 등가정적풍하중을 평가하는 방법으로 여러나라 기준에서 사용되고 있다. 동적계수는 가 스트영향계수(Gust Effect Factor:DGEF)와 가스트하중계수가(Gust Loading Factor:MGLF)가 사용된다. DGEF는 변위 기반으로서 이론 적인 가정을 통해 산출할 수 있는 반면 그 과정이 다소 복잡하고, MGLF는 모멘트를 기반으로 하며 풍동실험으로 전도모멘트를 측정 하여 산정할 수 있지만 기초자료를 구축하는 것에 많은 시간과 노력이 소요된다. 따라서 본 연구에서는 MGLF 산정 시 필요한 풍방향 평균풍력계수C F, 평균전도모멘트계수C M, 변동전도모멘트계수 C M 가 다양한 형상비( ), 변장비(D/B), 지표면조도구분(α)에 따 라 변화하는 경향을 비교 분석하였다. 이를 통해 풍방향 평균풍력계수 C F, 평균전도모멘트 관련 계수 C g, 변동전도모멘트 관련 계수 C g 의 경험식을 제안하여 MGLF 산정에 대한 기초자료를 제시하였다.

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.

산악지역이나 해안지역을 통과하는 도로의 경우 강한 바람이 부는 지점이 있고, 이러한 지점에서 차량이 바람에 의해 전도하거나 옆으로 방향이 바뀔 수 있다. 현행 도로 설계 기준에서 강한 바람의 영향은 무시하고 있지만, 향후 고속도로 설계속도가 높아지게 되면 강한 바람의 영향은 더욱 커지게 된다. 본 연구에서는 초고속 주행 상태로 주행하는 차량에 강한 바람이 부는 경우 차량의 전도와 이탈의 관계식을 통해 그 가능성에 대해 분석했다. 이 분석에서 차량의 종류, 곡선반경, 운전자들의 강한 바람에 대응하는 소요 시간, 차량 주행속도 그리고 풍속을 달리하면서 수식적으로 전도와 이탈량을 산출했다. 그 분석 결과 차량의 전도 측면에서는 풍속 50m/s 이내에서 곡선반경이 600m 이상이면 전도 위험은 없는 것으로 나타났다. 차량의 이탈 측면에서는 풍속이 15.0m/s 이상일 경우 차량의 속도를 제한 할 필요가 있으며 풍속이 25.0m/s 이상일 경우 통행제한을 할 필요가 있는 것으로 나타났다. 본 연구 결과는 향후 도로 설계 기준을 조정하는 경우 참고할 만하며, 특히 강한 바람이 자주 부는 지역을 통과하는 고규격 고속도로를 건설하는 경우 매우 유용한 결과가 될 것이다.

풍속은 풍상측의 지형지물 등의 영향으로 같은 풍속이 불어올지라도 그 값이 많이 다르게 나타난다. 따라서 기상대 주변의 지형지물의 변화 즉 지표면 조도(노풍도)에 따라 측정되는 기상대 관측풍속은 많은 영향을 받는다. 따라서 기상대에서 관측되는 풍속은 이들을 보정하여 표준화 하여야만 건설 환경 등 많은 분야에서 설계 시에 사용 할 수 있다. 기상대에서 측정된 풍속은 측정소 주변의 지형지물에의 변화에 따라 그 풍속을 일정한 환경에서의 풍속으로 평활화(표준화) 할 필요가 있다. 기상대 풍속을 정확하게 평활화하기 위해서는 풍속 측정 당시의 지표면 조도를 알아야만 하나, 거의 대부분의 기상대에는 그 주변의 지표면 조도에 대한 과거 자료가 거의 전무한 실정에 있다. 일반적으로 Gust Factor(최대순간 풍속/평균풍속)는 지표면조도와 상관관계가 높다. 따라서 본 논문에서는 우리나라 기상대풍속의 Daily Gust Factor를 사용하여 하여 년 평균G.F로 구하고, 이것을 토대로 각 기상대별 G.F. 및 지표면 조도를 구한다. 이 값에서 구한 최근의 조도와 실측(현장목측, 사진 및 지형도에 의한 분석)을 비교하여 이방법의 유효성을 검토했다.

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.