대기에 존재하는 수분 사이클과 관련된 악기상은 해양 상에서 형성되어 발달하거나 이동하면서 연안 지역에 피해를 야기한다. 특히 안개 현상과 폭설 현상은 대기와 해양의 상호작용이 중요한 메커니즘이지만 기존의 연구들은 이를 고려하지 못하고 있기 때문에 이들 현상의 지속 시간과 발달에 대한 예측성이 매우 낮다. 본 연구에서는 대기-해양 모형 접합을 통해 해무와 폭설의 발달에 미치는 대기-해양 상호작용의 효과를 분석하였다. 이를 위하여 중규모 대기모형인 COAMPS와 중규모 해양모형인 ROMS가 접합되어 사용되었다. 이류무는 차가운 해수면 위로 온난다습한 이류가 있을 때 형성되며, 안개 발생 이전에 강한 난류 혼합이 안개 형성을 제한한다. 해수면 온도와 풍속의 감소로 인해 대기가 안정화되면서 이류무가 발생하는데 대기-해양 상호작용의 효과는 다음과 같이 요약할 수 있다. 해수면 온도 감소로 인한 해기차의 증가는 경계층 내의 기온의 냉각을 가져오고 수증기의 응결을 증가시킨다. 또한 대기를 안정하게 만들어 풍속을 약화시키고 건조공기와의 혼합을 제한하여 안개를 강화시키는 효과가 있다. 반면에 풍속의 약화는 난류와 바람 ...
대기에 존재하는 수분 사이클과 관련된 악기상은 해양 상에서 형성되어 발달하거나 이동하면서 연안 지역에 피해를 야기한다. 특히 안개 현상과 폭설 현상은 대기와 해양의 상호작용이 중요한 메커니즘이지만 기존의 연구들은 이를 고려하지 못하고 있기 때문에 이들 현상의 지속 시간과 발달에 대한 예측성이 매우 낮다. 본 연구에서는 대기-해양 모형 접합을 통해 해무와 폭설의 발달에 미치는 대기-해양 상호작용의 효과를 분석하였다. 이를 위하여 중규모 대기모형인 COAMPS와 중규모 해양모형인 ROMS가 접합되어 사용되었다. 이류무는 차가운 해수면 위로 온난다습한 이류가 있을 때 형성되며, 안개 발생 이전에 강한 난류 혼합이 안개 형성을 제한한다. 해수면 온도와 풍속의 감소로 인해 대기가 안정화되면서 이류무가 발생하는데 대기-해양 상호작용의 효과는 다음과 같이 요약할 수 있다. 해수면 온도 감소로 인한 해기차의 증가는 경계층 내의 기온의 냉각을 가져오고 수증기의 응결을 증가시킨다. 또한 대기를 안정하게 만들어 풍속을 약화시키고 건조공기와의 혼합을 제한하여 안개를 강화시키는 효과가 있다. 반면에 풍속의 약화는 난류와 바람 응력을 약화시킴으로써 해양의 혼합을 억제한다. 이것은 해수면 온도의 증가를 유발하여 안개를 소산시키는 효과를 준다. 증기무는 따뜻한 해수면 위로 차고 건조한 공기의 이류가 있을 때 형성되며 증기무의 농도는 해기차에 의해 결정된다. 상대적으로 따뜻한 해수면은 증발을 통해 대기 하층의 수증기를 증가시키지만, 불안정을 야기하여 안개를 약화시키는 효과를 주기도 한다. 증기무 역시 이류무와 마찬가지로 대기 하층의 안정도가 안개의 농도를 결정짓는 중요한 요소가 되며, 이것은 해수면 온도의 변화에 따라 좌우된다. 그러므로 해기차는 증기무의 형성에도 중요하지만 소산과정에 있어서도 매우 중요한 역할을 한다. 그러므로 대기-해양 상호작용의 효과는 해기차 변동과 풍속 변화로 인한 해수면 위의 대기 안정도 조건을 변화시키거나 유지함으로써 지속 기간과 소산 시간을 결정하게 된다. 기단변질에 의해 발생한 폭설의 주요 원인은 중규모 저기압의 발달과 연관되어 있으며, 대기 하층의 시어 지역에서 발달한 순압불안정과 비단열 가열에 의한 경압불안정, 강한 대류가 중규모 저기압을 발생시켰다. 강한 대류불안정과 상-하층 잠재와도의 상호작용이 강한 상승운동을 유발하여 중규모 저기압을 강화시키는 중요한 메커니즘으로 작용하였다. 저기압 중심 부근에서 대류불안정과 더불어 지속적인 하층의 수증기속 수렴으로 인해 대류운이 더욱 강하게 발달할 수 있었다. 중규모 저기압이 발달하는 동안 해수면 온도는 북풍을 타고 이동한 해류로 인해 특히 저기압 중심부근에서 0.5oC가량 감소하였는데, 이러한 해수면 온도의 감소는 지표의 열속과 저기압의 강도를 약화시켰으며, 수평 기압경도를 약하게 하였다. 약화된 수평기압 경도는 이 지역의 풍속 감소와 수렴을 가져와 상승운동을 강화시키는 역할을 함으로써 이 지역에서 최대 강설량을 증가시키는 효과를 가져왔다. 그러므로 해무와 폭설 같은 중규모 기상현상을 예측하거나 모의함에 있어서 해수면 온도의 시간 발전은 매우 중요하다. 이는 해기차의 조절뿐만 아니라 해상 위의 대기 안정도 및 대기로의 수증기 공급을 조절함으로써 기상 현상의 발달에 영향을 미친다. 특히 이류무에는 지속기간과 소산시간, 증기무에는 소산시간, 폭설에 있어서는 하층 수렴과 강설 강도에 영향을 미친다. 따라서 대기-해양 접합의 효과는 해무의 발달 및 소산 과정을 정확히 모의하기 위해서, 그리고 폭설 강도의 예측성을 높이기 위해서도 반드시 고려되어야 한다.
대기에 존재하는 수분 사이클과 관련된 악기상은 해양 상에서 형성되어 발달하거나 이동하면서 연안 지역에 피해를 야기한다. 특히 안개 현상과 폭설 현상은 대기와 해양의 상호작용이 중요한 메커니즘이지만 기존의 연구들은 이를 고려하지 못하고 있기 때문에 이들 현상의 지속 시간과 발달에 대한 예측성이 매우 낮다. 본 연구에서는 대기-해양 모형 접합을 통해 해무와 폭설의 발달에 미치는 대기-해양 상호작용의 효과를 분석하였다. 이를 위하여 중규모 대기모형인 COAMPS와 중규모 해양모형인 ROMS가 접합되어 사용되었다. 이류무는 차가운 해수면 위로 온난다습한 이류가 있을 때 형성되며, 안개 발생 이전에 강한 난류 혼합이 안개 형성을 제한한다. 해수면 온도와 풍속의 감소로 인해 대기가 안정화되면서 이류무가 발생하는데 대기-해양 상호작용의 효과는 다음과 같이 요약할 수 있다. 해수면 온도 감소로 인한 해기차의 증가는 경계층 내의 기온의 냉각을 가져오고 수증기의 응결을 증가시킨다. 또한 대기를 안정하게 만들어 풍속을 약화시키고 건조공기와의 혼합을 제한하여 안개를 강화시키는 효과가 있다. 반면에 풍속의 약화는 난류와 바람 응력을 약화시킴으로써 해양의 혼합을 억제한다. 이것은 해수면 온도의 증가를 유발하여 안개를 소산시키는 효과를 준다. 증기무는 따뜻한 해수면 위로 차고 건조한 공기의 이류가 있을 때 형성되며 증기무의 농도는 해기차에 의해 결정된다. 상대적으로 따뜻한 해수면은 증발을 통해 대기 하층의 수증기를 증가시키지만, 불안정을 야기하여 안개를 약화시키는 효과를 주기도 한다. 증기무 역시 이류무와 마찬가지로 대기 하층의 안정도가 안개의 농도를 결정짓는 중요한 요소가 되며, 이것은 해수면 온도의 변화에 따라 좌우된다. 그러므로 해기차는 증기무의 형성에도 중요하지만 소산과정에 있어서도 매우 중요한 역할을 한다. 그러므로 대기-해양 상호작용의 효과는 해기차 변동과 풍속 변화로 인한 해수면 위의 대기 안정도 조건을 변화시키거나 유지함으로써 지속 기간과 소산 시간을 결정하게 된다. 기단변질에 의해 발생한 폭설의 주요 원인은 중규모 저기압의 발달과 연관되어 있으며, 대기 하층의 시어 지역에서 발달한 순압불안정과 비단열 가열에 의한 경압불안정, 강한 대류가 중규모 저기압을 발생시켰다. 강한 대류불안정과 상-하층 잠재와도의 상호작용이 강한 상승운동을 유발하여 중규모 저기압을 강화시키는 중요한 메커니즘으로 작용하였다. 저기압 중심 부근에서 대류불안정과 더불어 지속적인 하층의 수증기속 수렴으로 인해 대류운이 더욱 강하게 발달할 수 있었다. 중규모 저기압이 발달하는 동안 해수면 온도는 북풍을 타고 이동한 해류로 인해 특히 저기압 중심부근에서 0.5oC가량 감소하였는데, 이러한 해수면 온도의 감소는 지표의 열속과 저기압의 강도를 약화시켰으며, 수평 기압경도를 약하게 하였다. 약화된 수평기압 경도는 이 지역의 풍속 감소와 수렴을 가져와 상승운동을 강화시키는 역할을 함으로써 이 지역에서 최대 강설량을 증가시키는 효과를 가져왔다. 그러므로 해무와 폭설 같은 중규모 기상현상을 예측하거나 모의함에 있어서 해수면 온도의 시간 발전은 매우 중요하다. 이는 해기차의 조절뿐만 아니라 해상 위의 대기 안정도 및 대기로의 수증기 공급을 조절함으로써 기상 현상의 발달에 영향을 미친다. 특히 이류무에는 지속기간과 소산시간, 증기무에는 소산시간, 폭설에 있어서는 하층 수렴과 강설 강도에 영향을 미친다. 따라서 대기-해양 접합의 효과는 해무의 발달 및 소산 과정을 정확히 모의하기 위해서, 그리고 폭설 강도의 예측성을 높이기 위해서도 반드시 고려되어야 한다.
This study is concerned with the implications of using a coupled atmosphere-ocean model to simulate mesoscale weather phenomena including sea fog and snowstorms. An improved depiction of sea surface temperature, which is the application of a simulated SST in the ocean model during the atmospheric mo...
This study is concerned with the implications of using a coupled atmosphere-ocean model to simulate mesoscale weather phenomena including sea fog and snowstorms. An improved depiction of sea surface temperature, which is the application of a simulated SST in the ocean model during the atmospheric model integration, leads to a better simulation of reasonable vertical fluxes and boundary layer structure. The purpose of coupling the atmospheric and ocean mesoscale models is to consider the best mutual forcing and thus to best simulate the response of the atmosphere and ocean system. The objective of this study is to understand the physical processes of air-sea exchange that strongly affect the air-sea interaction in both the oceanic and atmospheric boundary layers. To understand the physical processes of air-sea interaction in sea fog and snowstorms, air-sea coupling is implemented in this study. In terms of air-sea coupling in the development of sea fog, the results show different mechanisms for advection fog and steam fog. The feedback of advection fog is enhanced by the increase in the air-sea temperature difference. An enhanced cooling of the air temperature in the boundary layer over the cooler ocean surface increases the condensation of water vapor and strengthens stable stratification. The stabilized low-level atmosphere causes a decrease in wind speed and restricts the downward mixing of drier air. However, the decrease in the wind speed results in a weakening of turbulence and wind stress. The weakened wind stress limits a decrease of turbulent mixing in the ocean, which increases the SST. That is a negative feedback mechanism. In addition, the development of steam fog is mainly affected by the air-sea temperature difference. The warming of the ocean surface acts to increase evaporation from the ocean, and then the quantity of water vapor in the low-level atmosphere is increased. However, the SST warming increases the upward transport of fog water and downward mixing of drier air, and then fog dissipation. Evaporation due to the strengthening air-sea temperature difference plays a key role not only in the formation of steam fog but also in its dissipation. Therefore, the effect of air-sea interaction changes or maintains the atmospheric stability by the variability of air-sea temperature difference and wind speed, which determines the duration and dissipation time of sea fog. The evolution of the mesocyclone over the western coast is discussed in three stages. These are the initial stage, the developing stage, and the mature stage. In the initial stage of mesocyclone formation, the mesocyclone is generated by the barotropic shear instability in the horizontal shear zones where the convective cloud bands exist as relatively large cloud clusters. In the developing stage, the mesocyclone is developed by enhanced convection, anomalous cyclonic circulation, and the baroclinic instability corresponding to surface diabatic heating and moistening from the warm ocean. The increment of the latent heat flux is about two times larger than that of the sensible heat flux. The high-VIMFC is presented 3 hours earlier than the heavy snowfall. These conditions produce a good environment for the development of convective clouds and the snowstorm itself. In the mature stage, two convective clouds, one moving eastward, the other stagnant, merge together and increase in thickness. The upward motion is increased by the convective instability around the center of the mesocyclone due to enhanced low-level surface heating and an interaction between upper- and low-level PV anomalies. The moisture flux convergence and the convection intensified by the development of convective mixed layer lead to the formation of the severe snowstorm. The air-sea coupling results in important structural modifications for the amount of snowfall. The coupling enhances the magnitude of low-level convergence by decreasing wind speed that increases the upward motion where the decrease in turbulent heat flux weakens a pressure gradient force around the center of mesocyclone. We can conclude that the time variation of the SST has to be considered in simulating or forecasting sea fog. The time variation of the SST affects the development of meteorological phenomena due to adjustments in the air-sea temperature difference, atmospheric stability, and supplement of water vapor. Especially, that affects the duration and dissipation time of advection fog and the dissipation time of steam fog. Therefore, a sea fog simulation has to consider the effect of air-sea coupling. When simulating and forecasting snowstorms by air mass modification, the variation of the SST is an important factor for the amount of snowfall although the variation is small value of about 0.5 K; the specific heat of the ocean is four times that of the atmosphere. Model comparisons show that the strength of the snowstorm over the cooling SST region is affected more by changes in low-level wind than by the turbulent heat flux at the ocean surface. The time variation of the SST has to be considered when simulating or forecasting snowstorms
This study is concerned with the implications of using a coupled atmosphere-ocean model to simulate mesoscale weather phenomena including sea fog and snowstorms. An improved depiction of sea surface temperature, which is the application of a simulated SST in the ocean model during the atmospheric model integration, leads to a better simulation of reasonable vertical fluxes and boundary layer structure. The purpose of coupling the atmospheric and ocean mesoscale models is to consider the best mutual forcing and thus to best simulate the response of the atmosphere and ocean system. The objective of this study is to understand the physical processes of air-sea exchange that strongly affect the air-sea interaction in both the oceanic and atmospheric boundary layers. To understand the physical processes of air-sea interaction in sea fog and snowstorms, air-sea coupling is implemented in this study. In terms of air-sea coupling in the development of sea fog, the results show different mechanisms for advection fog and steam fog. The feedback of advection fog is enhanced by the increase in the air-sea temperature difference. An enhanced cooling of the air temperature in the boundary layer over the cooler ocean surface increases the condensation of water vapor and strengthens stable stratification. The stabilized low-level atmosphere causes a decrease in wind speed and restricts the downward mixing of drier air. However, the decrease in the wind speed results in a weakening of turbulence and wind stress. The weakened wind stress limits a decrease of turbulent mixing in the ocean, which increases the SST. That is a negative feedback mechanism. In addition, the development of steam fog is mainly affected by the air-sea temperature difference. The warming of the ocean surface acts to increase evaporation from the ocean, and then the quantity of water vapor in the low-level atmosphere is increased. However, the SST warming increases the upward transport of fog water and downward mixing of drier air, and then fog dissipation. Evaporation due to the strengthening air-sea temperature difference plays a key role not only in the formation of steam fog but also in its dissipation. Therefore, the effect of air-sea interaction changes or maintains the atmospheric stability by the variability of air-sea temperature difference and wind speed, which determines the duration and dissipation time of sea fog. The evolution of the mesocyclone over the western coast is discussed in three stages. These are the initial stage, the developing stage, and the mature stage. In the initial stage of mesocyclone formation, the mesocyclone is generated by the barotropic shear instability in the horizontal shear zones where the convective cloud bands exist as relatively large cloud clusters. In the developing stage, the mesocyclone is developed by enhanced convection, anomalous cyclonic circulation, and the baroclinic instability corresponding to surface diabatic heating and moistening from the warm ocean. The increment of the latent heat flux is about two times larger than that of the sensible heat flux. The high-VIMFC is presented 3 hours earlier than the heavy snowfall. These conditions produce a good environment for the development of convective clouds and the snowstorm itself. In the mature stage, two convective clouds, one moving eastward, the other stagnant, merge together and increase in thickness. The upward motion is increased by the convective instability around the center of the mesocyclone due to enhanced low-level surface heating and an interaction between upper- and low-level PV anomalies. The moisture flux convergence and the convection intensified by the development of convective mixed layer lead to the formation of the severe snowstorm. The air-sea coupling results in important structural modifications for the amount of snowfall. The coupling enhances the magnitude of low-level convergence by decreasing wind speed that increases the upward motion where the decrease in turbulent heat flux weakens a pressure gradient force around the center of mesocyclone. We can conclude that the time variation of the SST has to be considered in simulating or forecasting sea fog. The time variation of the SST affects the development of meteorological phenomena due to adjustments in the air-sea temperature difference, atmospheric stability, and supplement of water vapor. Especially, that affects the duration and dissipation time of advection fog and the dissipation time of steam fog. Therefore, a sea fog simulation has to consider the effect of air-sea coupling. When simulating and forecasting snowstorms by air mass modification, the variation of the SST is an important factor for the amount of snowfall although the variation is small value of about 0.5 K; the specific heat of the ocean is four times that of the atmosphere. Model comparisons show that the strength of the snowstorm over the cooling SST region is affected more by changes in low-level wind than by the turbulent heat flux at the ocean surface. The time variation of the SST has to be considered when simulating or forecasting snowstorms
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.