본 연구는 2021년 3월 1일부터 2일까지 영동지역에 강설이 발생했던 사례의 종관적, 열역학적, 역학적 특성을 분석한 것이다. 분석에 사용한 자료는 AWS 관측자료, 지상일기도, ERA5 재분석 자료, 레윈존데, 천리안 2A 위성 자 료, WISSDOM 자료 등이다. 사례 기간 영동지역 4개소에서 관측된 적설은 10 cm 이상으로 나타났으며, 북강릉(37.4 cm)에서는 가장 많은 적설을 보였다. 종관 분석결과, 동해상 및 영동지역 주변으로 중·상층 대기의 매우 차고 건조한 대기와 상대적으로 따뜻한 하층 대기의 온도 차이로 대류 불안정이 형성되어 북강릉 지역으로 대류운의 발달과 함께 강설이 나타났다. 특히 열역학적 및 운동학적 연직 분석에서, 하층에서 온위의 연직 경도에 의한 강한 바람과 한랭이류 에 의한 대류 불안정이 영동지역의 강설 발생에 큰 역할을 한 것으로 판단된다. 이러한 결과는 레윈존데의 연직 분석 에서도 확인할 수 있었다.

A typical snowfall pattern occurs over the east coastal region of the Korean Peninsula, known as the Yeongdong region. The precipitation over the Yeongdong region is influenced by the cold and dry northeasterly wind which advects over warm and moist sea surface of the East Sea of Korea. This study reveals the influence of large-scale factors, affecting local to remote areas, on the mesoscale snowfall system over the Yeongdong region. The National Centers for Environmental Prediction-Department of Energy reanalysis dataset, Extended Reconstructed sea surface temperature, and observed snowfall data are analyzed to reveal the relationship between February snowfall and large-scale factors from 1981 to 2014. The Yeongdong snowfall is associated with the sea level pressure patterns over the Gaema Plateau and North Pacific near the Bering Sea, which is remotely associated to the sea surface temperature (SST) variability over the North Pacific. It is presented that the relationship between the Yeongdong snowfall and large-scale factors is strengthened after 1999 when the central north Pacific has warm anomalous SST. These enhanced relationships explain the atmospheric patterns of recent strong snowfall years (2010, 2011, and 2014). It is suggested that the newly defined index in this study based on related SST variability can be used for a seasonal predictor of the Yeongdong snowfall with 2-month leading.

Meteorological observatories use measuring boards on even ground in open areas to measure the amount of snowfall. However, it is very difficult to evaluate the accurate amount of snowfall because of the effects of the wind. Therefore, this study tried to determine the internal wind flow inside a windbreak fence to identify an area that was not affected by wind in order to measure the snowfall. We performed a computational fluid dynamics analysis, wind tunnel test of the type and height of the windbreak fence, and analyzed the wind flow inside the fence. The results showed that a double windbreak fence was better than a single windbreak fence for reducing the wind velocity. The reduction of the wind velocity was highest in the middle of a windbreak fence with a width of 4 m and a height of 60cm, where the windbreak fences were fixed to the ground.

본 연구에서는 2010년 12월 27일부터 28일까지 서울을 포함한 수도권 지역에 많은 강설을 일으킨 사례의 종관적, 열역학적 및 역학적 특징을 조사하였다. 이 사례는 극저기압으로 분류할 수 있는 특성을 지녔다. 분석에 사용된 자료는 지상 및 상층 일기도, 강설량, 해수면온도, 위성사진, 연직프로파일 및 미국 국립환경예측센터의 전구 1˚×1˚ 재분석자료 등이다. 극저기압은 대기 하층에서 양의 경압성이 강하게 나타나며 925 hPa에 온난이류가, 700 hPa에 한랭이류가 있어 조건부 불안정층이 뚜렷하게 보이는 곳에서 형성되는 것으로 사료된다. 극저기압의 발달기구는 대류권계면 접힘에 의한 성층권 공기의 유입과 그에 따른 위치 소용돌이도의 증가로 하층에 수렴과 저기압성 순환의 유발에 기인한다. 이는 눈구름의 발달로 이어져 서울 지역에는 10 cm, 남부지방에는 최고 20 cm까지 적설을 보였다. 강설의 발달기간동안 상층 500 hPa에는 -45˚C의 한랭핵이 존재하였고 단파골과 지상 기압골간의 위상차도 3-5˚를 이루어 극저기압이 온난역의 저기압성 소용돌이도 이류 지역에서 발달할 수 있었다. 발달의 최성기에는 역학적 대류권계면이 700 hpa까지 하강하였고 위치소용돌이도의 증가로 상승기류도 강화되었다. 전반적으로 강설의 발생과 대류권계면의 파상운동과는 깊은 관련을 보였다. 극저기압이 한반도를 통과하는 동안 대류권계면이 하강하는 지점의 동쪽에 소용돌이도와 상승기류가 강화되었고 동시에 많은 습기가 이류되는 곳에서 강설량도 최대로 나타났다.

PURPOSES : Adverse weather conditions such as heavy rain, heavy snowfall, and thick fog and so on have highly affect on the change in traffic conditions on the road. In particular, heavy snowfall causes capacity reduction as well as crash occurrence. This study investigated the effects of snowfall on speed on a freeway. METHODS : Vehicle detection systems data were matched with corresponding weather station data by regression analysis. RESULTS : The results show that the travel speed is reduced by 6.7% under little snowfall and by 12.8% under heavy snowfall. Regarding the speed variation, 8.7% and 114.7% increases are observed under little snowfall and heavy snowfall, respectively. It is also found that 1 cm increase in snowfall leads to 0.4% decrease in travel speed. In addition, the travel speed increases by 0.4% when the temperature increases by 1℃. CONCLUSIONS : It is expected that the outcome of this study will be useful in establishing more effective strategies for winter operations and road maintenance in practice.

본 연구에서는 동계에 한랭 건조한 대륙성 기단이 서해를 통과할 때 서해 연안지역인 인천, 군산, 목포의 적설량과 해양기상요소와의 관련성에 대하여 조사하였다. 한반도 서해 연안지역인 인천, 군산, 목포의 동계(12월～2월) 평균 적설량은 군산이 12.7cm로 가장 많았으며, 목포(9.0cm), 인천(7.8cm) 순으로 나타났다. 특히, 세 지역에서 적설량은 12월과 2월에 지역적인 차이를 나타내었다. 이와 같은 지역적인 적설량의 차이는 대륙성 고기압의 확장과 관계하였다. 대륙성고기압은 12월에 중국 화남지방에 중심을 두고 산동반도 및 한반도 서부연안지역을 통과하고, 1월에는 중국 화북지방에서 한반도 중부지방으로 확장하며, 2월에는 중국의 북쪽지방에서 발해만과 요동반도를 통과하여 한반도의 중부지방으로 확장하였다. 이 대륙성고기압의 확장과 관련하여 인천은 적설이 2월이 12월보다 많았고, 군산과 목포는 12월이 2월보다 많은 적설을 나타내었다. 세 지역에서 대설은 열손실이 100 w/m2 이상일 때 나타났다. 또한, 대설은 대륙성 고기압과 저기압의 배치가 서부지역에 전선이 형성되는 서고동저형일 때 발생하였고, 이때 바람은 4-8m/sec 세기의 북서풍 또는 북풍이 우세하였다.

본 연구는 1993년부터 2003년 동안 겨울철 제주도 지방에 눈이 내린 경우를 대상으로 대기가 해양으로부터 얻은 열교환량을 계산하여 보웬비(현열속/잠열속)와 강설간의 관계를 분석한 것이다. 대상지역은 제주도 4개 관측지점인 제주, 서귀포, 성산포, 고산이다. 적설 예측의 신뢰도를 높일 수 있는 방법을 찾기 위하여 바람과 같은 기상의 영향이 가미된 보웬비와 적설과의 관계를 해기차와 적설과의 관계와 비교해 보았다. 그 결과 신적설 시, 지역별 최저 해기차는 제주시, 서귀포, 성산포, 고산에서 각각 10.9, 12.3, 11.5, 14.3˚C였고, 그 이상의 해기차에서 신적설 확률은 각각 26, 29, 13, 23%인데 비해, 신적설시 지역별 최저 보웬비는 각각 0.59, 0.60, 0.65, 0.65였고, 그 이상의 보웬비에서 신적설 확률은 33, 70, 31, 58%로 나타나 보웬비가 해기차보다 높은 확률을 보였다. 보웬비에 의한 확률이 해기차에 의한 확률보다 높게 나타나는 이유는 해기차에 의해 형성된 강설의 조건에 바람에 의한 열교환이 강설의 조건을 강화시킨 것이 보웬비에 나타났기 때문으로 생각된다. 10년(’93~’02)간 자료를 분석한 결과 각 지역별 신적설이 10.0~0.9cm 일 때 평균 보웬비는 0.63~0.67이고 신적설이 1.0~4.9cm 일때 평균 보웬비는 0.72 이상으로 조사되어 강설시 적설량과 보웬비는 비례관계가 있음을 알 수 있었다.

The synoptic structural characteristics associated with heavy snowfall (Bukgangneung: 31.3 cm) that occurred in the Yeongdong area on 20 January 2017 was investigated using surface and upper-level weather charts, European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) reanalysis data, radiosonde data, and Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) cloud product. The cold dome and warm trough of approximately 500 hPa appeared with tropopause folding. As a result, cold and dry air penetrated into the middle and upper levels. At this time, the enhanced cyclonic potential vorticity caused strong baroclinicity, resulting in the sudden development of low pressure at the surface. Under the synoptic structure, localized heavy snowfall occurred in the Yeongdong area within a short time. These results can be confirmed from the vertical analysis of radiosonde data and the characteristics of the MODIS cloud product.

This paper reviewed the environment of freezing-thawing cycle and snowfall frequency which represents environment of deicing agent in concrete bridges at the same time. The results showed that in terms of complex aging environment, freezing-thawing cycle and salt attack environment should be considered together. As environmental data are used in durability assessment of bridges, the results will be more reliable and practical. In addition, the quantitative evaluation method for complex aging environments will be needed in the future study.

This study aims to investigate the characteristics of the disaster by heavy snowfall in South Korea based on the disaster yearbooks published from 1979 to 2014. We analyses the spatial distributions and temporal changes of disaster caused by heavy snowfall as well as the damage related to the snow depth. According to the change in the property loss by heavy snowfall and the snow depth, there was no major damage by heavy snowfall in 1980~1999 when the new snowfall tended to decrease by -1.4 cm/year. However, the fluctuation in the sum of new snowfall in the 2000s was also the most unstable, resulting in heavy damage by heavy snowfall. The sensitivity on the snow depth is different depending on the geographical regions, but the property loss by heavy snowfall increases as the sum of new snowfall and the maximum snow depth increase.

In this study, we investigated the relationship between the number of tourist visits to Taebaek and snowfall. We used the number of train passengers of Taebaek rail station and daily fresh snow records from Korea Railroad Corporation and Korea Meteorological Administration in the winter of 2010-2011 and 2013-2014. The results from our research show that heavy snowfall substantially attracts visitors who want enjoy snowy scenery whereas light snowfall has no influence on the number of tourist visits. In fact, according to our analysis, the number of visitors increases by 34% in the winter 2010-2011 and 72% in the winter of 2013-2014 at maximum in case of heavy snowfall events. The sharp increase in the number of visitors after the heavy snowfall reflects the positive effect of heavy snowfall, which creates beautiful scenery.

This study was aimed to analyse spatial patterns of the monthly amounts of damage by heavy snowfall in Korea using damage data of disaster yearbook at all cities and guns(country level) in Korea during 1980-2014. Most damages by heavy snowfall happened in January, followed by March, December, February, and November. The spatial distribution of snowfall disaster areas by themselves represented a strong spatial positive autocorrelation. The local spatial autocorrelation is drawn by the LISA cluster map. The distribution of snow disaster area is not independent of a spatial context within geographic limits, forming a spatial cluster. We examined the synoptic scale situation in monthly extreme events of damage by heavy snowfall based on composite analysis. The result shows the snowfall disaster is characterized by low pressure in January. The snowfall disaster in February is characterized by easterly wind. The snowfall disaster in March is mainly due to low pressure. Westerly wind with west-high and east-low pressure system pattern is predominant in December.

This study was aimed to investigate the spatial distributions and temporal changes of disaster areas due to heavy snowfall at all cities and guns (country level) in Korea during 1979-2014. The number of days of damage caused by heavy snowfall has increased, and amounts of damage also increased. However, the number of casualties by the heavy snowfall damage has decreased in the deaths and missing. Although the damage by heavy snowfall was concentrated in Gangwon Yeongdong region during 1980s, the damage had extended to the eastern coast of Gyeongbuk region, Chungcheong region, and the western coast of Jeolla region in 1990s. In 2000s, the damage was largely concentrated in Gyeonggi region, Chungcheong region and the southern part of western coastal area while the damage in the surrounding regions of the Taebaek Mountains were dominant during the early 2010s. The spatial and temporal patterns of the damage caused by heavy snowfall have changed over the study period with the decadal variations.

영동 지역에서는 해마다 대설로 인한 피해가 발생하고 있다. 최근 2014년 2월에는 총 누적 강설량이 192.8 cm의 기록적인 폭설이 내렸으며, 이로 인해 영동 지역에 크고 작은 재해 피해(약 171억 원) 및 인명 피해(사상자 6명)를 야기했다. 뿐만 아니라 2011년(약 230억 원)과 2013년도(약 75억 원)에도 유사한 대설현상이 발생하여 지역 주민들에게 사회·경제적 손실을 초래하였다. 이에 따라 영동 지역에 재해 피해를 유발하는 대설현상의 특징과 그 피해 규모 및 피해 종류를 분석하여 영동 지역에서 발생하는 재해 피해를 예방하는 기초 자료를 제공하고자 한다. 최근 20년(1993~2012)기간 동안에 영동 지역으로 집중적인 적설량 분포를 보이고, 재해 피해를 입힌 사례는 총 5건이며, 1996년 2월, 1998년 1월, 2005년 3월, 2008년 1월, 그리고 2011년 2월 사례 등이다. 이 사례들에 대해 영동해안지역에 해당하는 강원도, 경상남도, 경상북도, 부산광역시, 그리고 울산광역시의 재해 피해를 분석한 결과, 강원도와 경상북도 지역에서는 모든 사례에서 재해 피해를 입었으며, 재해 피해에 가장 취약한 지역임을 알 수 있다. 이렇게 재해 피해를 일으키는 각 사례의 종관 배경을 살펴보면, 공통적으로 시베리아 고기압의 확장과 남쪽 기압골 또는 저기압의 영향을 받았으며, 1996년, 1998년, 그리고 2005년 사례의 경우, 500 hPa 고도에서의 상층 기압골이 통과하면서 저기압에 동반된 경압불안정과 북쪽 한기이류의 영향으로 북동 계열의 바람이 강화되는 특징이, 2005년과 2011년 사례의 경우에는 부산 및 울진 앞바다 부근에 부저기압이 형성되어 있는 특징이 있었다.

최근 기후변화로 인한 강설패턴이 변화하여 폭설이 발생하는 빈도와 그 규모가 증가하여 이에 대한 피해가 점증하고 있다. 특히 폭설로 인한 비닐하우스의 피해가 많이 나타나고 있으며 매년 기록적인 폭설이 발생하여 비닐하우스의 파손 및 붕괴 사고가 증가하고 있다. 또한 폭설에 의한 비닐하우스의 파손은 내부의 작물 또한 피해를 발생시키기 때문에 농가의 경제적 손실이 매우 크다. 농림축산식품부에서는 이러한 경제적 손실을 최소화하기 위하여 “지역별 내재해 적설심 설계강도 기준” 을 고시하였다. 하지만 농림축산식품부에서 고시한 설계 적설심은 빈도분석시 우리나라에 가장 적합한 확률분포형을 선정하는 적합도 검정을 거치지 않고 Gumbel분포를 통해 빈도분석을 수행하였기 때문에 적합도 검정을 수행하여 우리나라에 가장 적합한 확률분포형과 매개변수 추정방법을 선정하였다. 선정 결과, 우리나라의 적설심 빈도분석에 가장 적합한 확률분포형으로는 GEV분포가, 매개변수추정방법으로는 확률가중모멘트법이 선정되었다. 확률가중모멘트법에 의한 GEV분포를 통해 우리나라 69개 기상관측소에 대해 빈도분석을 수행한 결과 지역별 내재해 적설심 설계 강도기준의 설계빈도인 30년 빈도를 기준으로 경상북도 울릉군의 울릉도 관측소에서 217cm로 산정되었고, 제주특별자치도의 고산 관측소에서 5cm로 가장 작은 적설심이 산정되었다.

본 연구에서는 우리나라 전역의 설해위험지도를 개발하기 위해 Generalized Extreme Value 확률분포형에 의한 적설심 빈도분석을 수행하여 기상관측소별 100년빈도 확률적설심 및 적설하중을 산정하였다. 여기서, 100년 빈도는 건축구조설계기준에서 제시하는 건축구조물의 설계 빈도이다. 적설하중은 적설의 단위중량을 고려하여 산정하였으며 적설의 단위중량은 눈이 내린 날을 기준으로 강수량과 적설량의 비율에 의해 산정하였다. 산정된 69개 기상관측소별 100년빈도 적설심과 단위중량을 고려하여 적설하중을 산정하고 ArcGIS의 크리깅 기법을 통해 지역별로 보간(interpolation)하여 우리나라 적설하중지도를 개발하였다. 적설하중지도를 기반으로 설해위험지도를 개발하기 위해 본 연구에서 산정된 100년빈도 적설하중과 건축구조설계기준에서 제시하고 있는 설계 적설하중을 비교하고 분석하였다. 설해위험지도는 1등급(안전), 2등급(경계), 3등급(위험), 4등급(매우위험) 4단계로 구분된다. 눈이 내리지 않는 경우는 1등급(안전), 100년빈도 적설하중이 건축구조설계기준에서 제시하고 있는 설계적설하중 보다 작을 경우 2등급(경계), 설계적설하중보다는 크나 200년빈도 적설하중보다 작은 경우는 3등급(위험), 200년빈도 적설하중보다 큰 경우는 4등급(매우위험)으로 구분된다. 이와 같은 구분방법을 적용하여 우리나라 전역에 대한 설해위험지도를 개발하였다. 본 연구의 결과는 구조물적인 대책인 폭설의 적설하중에 대비한 구조물 설계기준 제시와 설해위험지구 선정 및 적정 풍수해 보험요율 산정 등에 기여할 것으로 기대된다.

기상재해(Meteorological disasters)는 폭설, 한파, 호우, 태풍, 강풍, 폭염 등으로 대표되는 극한기상(Extreme Weather) 현상이 원인이 되어 피해를 발생시키는 자연재해이다. 극한기상으로 발생되는 산사태, 교통사고, 건축물 붕괴, 화재, 홍수 등과 같이 기상재해는 다양한 형태로 사회·경제부문에 영향을 미치게 된다. 국내에서 폭설로 인한 피해규모를 공표하는 자료들은 직접적인 피해정도를 가늠할 수 있는 정보로써 간접적인 피해정도를 가늠하기에는 한계가 있는 자료이다. 눈은 정상적인 상황으로 복구하기 위해서는 상당한 시간이 소요된다. 눈으로 인해 발생되는 자연재해는 재해기간 외에도 복구 기간에 발생하는 사회적인 편익과 비용이 발생하게 된다. 따라서 폭설기간 이후에 회복되는 기간의 추정은 간접적인 비용을 측정하기 위한 자료로써 중요한 의미를 가질 수 있다. 이에 본 연구에서는 영동지역 고속도로 일별 유입교통량과 열차를 이용한 일별 방문객 수를 이용하여 극한기상상황으로 인해 피해가 발생된 폭설기간의 유입량 변화를 살펴보고자 한다. 또한 폭설이 종료된 이후에 언제쯤 다시 폭설이 시작된 이전과 같은 수준의 유입교통량으로 회복하는지에 대한 분석을 수행하고자 한다. 연구를 위해 2014년 2월에 발생한 대설사례를 중심으로 폭설이 고속도로 유입교통량과 열차 이용객 수에 미치는 영향을 시계열 회귀분석을 통해 분석하였다. 분석을 위해 영동지역에 소재한 9개 고속도로 톨게이트 유입교통량과 기상청 ASOS 최심신적설 관측치, 강릉역 이용객 수 자료를 이용하였다. 본 연구를 통해 도출된 결과는 기상재해로 인한 직·간접적인 비용을 측정하는데 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

본 연구에서는 비닐하우스의 적설심 기준을 개선하기 위하여 현행 적설 설계기준의 적적성을 평가하고 이에 따른 개선방안을 제시하였다. 현행 비닐하우스의 설계 적설심은 빈도분석 시 우리나라에 가장 적합한 확률분포형을 선정하는 적합도 검정을 거치지 않고 Gumbel분포를 통해 빈도분석을 수행하였기 때문에 우리나라에 가장 적합한 확률분포형을 선정하고 매개변수 추정방법을 선정하였다. 선정 결과 최적확률분포형으로는 Generalized Extreme Value(GEV), 매개변수추정방법으로는 확률가중모멘트법이 선정되었다. 선정된 확률분포형과 매개변수 추정방법을 적용하여 우리나라 69개 기상관측소별 적설심 빈도 분석을 수행하고 현행 적설 설계기준과의 비교·분석을 실시하였다. 비교·분석 결과 232개 시·군·구중에서 155개 시·군·구에서 본 연구에 의한 30년 빈도 적설심이 현행 적설심 기준보다 상회하여 설계기준 상향이 요구되었다. 또한 비닐하우스는 적설심보다는 적설의 단위중량이 고려된 적설하중에 영향을 받기 때문에 동일한 적설심이 예측되어도 지역별 강설 특성에 따라 적설의 하중이 달라지기 때문에 이를 고려할 필요가 있다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여 본 연구에 의한 적설심과 지역별 눈의 단위중량을 산정하여 보다 현실적인 설계하중을 산정하였고 이를 바탕으로 232개 시·군·구를 대상으로 지역별 설계 적설기준 개선방안을 제시하였다.

We analyzed the impact of the heavy snowfall occurred from Feb. 10 to Feb. 14, 2011 on the inbound daily traffic volume of the Gangneung Highway Tollgate using time series regression models. We found that the maximum reduction rate of inbound highway tra˜c volume during the heavy snowfall period is 70%. °e inbound tra˜c volume increased steadily to normal inbound tra˜c volume after 2 to 4 days from the date when the snowfall stopped. The reason why 2 to 4 days are needed to reach normal inbound tra˜c volume is that it took substantial time to clear snow from the roads.