안개 현상은 사회·경제·인간생활 전반에 걸쳐 영향을 미치는 중요한 기상현상으로 특히 고속도로나 공항 주변에서 발생하는 안개는 차량 및 항공기 운행 등 운수업에 막대한 영향을 준다. 충청지역에는 안개 다빈 지역인 충주와 공항이 위치한 청주를 비롯하여 서해 연안을 지나는 고속도로에서 짙은 안개로 인한 교통사고가 빈번하게 발생하고 있어 안개 예보에 대한 국민적 관심도 증가하고 있다. 본 연구에서는 충청지역의 안개 특성에 대해 통계적인 분석을 하고 각 지역의 지형 조건과 해당 지점의 관측 자료로부터 해당 지역 예보에 가장 적합한 예보식을 개발하고자 하였다. 사용한 자료는 1997년부터 2008년까지 충청지역 5개 기상관서(충주, 서산, 청주, 대전, 추풍령)의 안개 관측 자료와 시간별 지상기상관측자료이며 기상청으로부터 수집되었다. 이 연구는 크게 네 단계로 나누어져 있다. 첫 번째 단계는 충청지역 5개 지점의 안개발생의 시·공간적 특성 연구를 위하여 안개 발생일과 발생시각 및 지속시간을 분석하고 5개 지점의 동시 안개 발생일을 조사하였다. 두 번째 단계는 안개발생시 대기환경특성을 분석하기 위하여 안개발생일과 안개 비발생일의 풍향·풍속을 비교하였으며 안개발생시의 ...
안개 현상은 사회·경제·인간생활 전반에 걸쳐 영향을 미치는 중요한 기상현상으로 특히 고속도로나 공항 주변에서 발생하는 안개는 차량 및 항공기 운행 등 운수업에 막대한 영향을 준다. 충청지역에는 안개 다빈 지역인 충주와 공항이 위치한 청주를 비롯하여 서해 연안을 지나는 고속도로에서 짙은 안개로 인한 교통사고가 빈번하게 발생하고 있어 안개 예보에 대한 국민적 관심도 증가하고 있다. 본 연구에서는 충청지역의 안개 특성에 대해 통계적인 분석을 하고 각 지역의 지형 조건과 해당 지점의 관측 자료로부터 해당 지역 예보에 가장 적합한 예보식을 개발하고자 하였다. 사용한 자료는 1997년부터 2008년까지 충청지역 5개 기상관서(충주, 서산, 청주, 대전, 추풍령)의 안개 관측 자료와 시간별 지상기상관측자료이며 기상청으로부터 수집되었다. 이 연구는 크게 네 단계로 나누어져 있다. 첫 번째 단계는 충청지역 5개 지점의 안개발생의 시·공간적 특성 연구를 위하여 안개 발생일과 발생시각 및 지속시간을 분석하고 5개 지점의 동시 안개 발생일을 조사하였다. 두 번째 단계는 안개발생시 대기환경특성을 분석하기 위하여 안개발생일과 안개 비발생일의 풍향·풍속을 비교하였으며 안개발생시의 상대습도를 분석하였다. 또한 전날 강수로 인한 대기 중의 수증기량 증가가 안개발생에 미치는 영향을 조사하기 위하여 강수가 5㎜ 이상 온 다음날 안개발생유무를 조사하였다. 세 번째 단계는 안개발생요인별로 특징적인 기상조건을 조사하고 『안개분류흐름도』를 작성하여 지역별 안개 유형을 분류하고 빈도 분석을 실시하였다. 마지막으로 통계분석기법인 다중선형회귀분석과 로지스틱 회귀분석을 이용하여 충청징역 5개 지점에 가장 적합한 안개 예보식을 개발하고 검증하였다. 본 연구를 통해 얻은 결과는 다음과 같다. 1) 충청지역 5개 지점의 안개발생 특성 분석 결과 안개발생일수는 최근 10년(1998～2007년)간 충주가 565일로 가장 많았고 서산이 354일로 그 뒤를 이었다. 안개가 가장 적게 발생하는 지역은 추풍령으로 179일로 연간 안개발생률이 4.9%로 나타났다. 계절별 분석 결과 충주, 청주, 대전, 추풍령에서는 가을철에 안개가 많이 발생하며 서산에서는 전 계절에 걸쳐 안개가 고르게 발생하고 특히 7월(45일)과 10월(49일)에 많이 발생한다. 충청지역 5개 지점의 월별 안개지속시간 분석 결과 충주와 청주의 1월 안개지속시간이 6시간으로 가장 길게 나타났고 6월에 청주의 안개지속시간이 1.07시간으로 가장 짧은 것으로 나타났다. 계절별 안개지속시간은 겨울철(1～2월)에 길고 여름철(6～8월)로 갈수록 짧아지다가 가을철(9～11월)에 접어들면서 다시 길어져 뚜렷한 계절변동을 볼 수 있었다. 안개발생시각은 04시에서 07시 사이에 평균 60%의 발생률을 보였고 서산은 22시에서 24시의 야간 안개발생률도 20%이상 높게 나타났다. 안개지속시간을 고려한 안개발생시각 빈도를 분석한 결과 서산, 청주, 대전, 추풍령은 3시간 미만의 지속시간을 갖는 안개가 44～55%로 많은 반면 충주는 3시간 이상에서 6시간 미만의 지속시간을 갖는 안개가 많이 발생하며 발생시각은 04시가 가장 많다. 안개 발생의 공간변동 특성을 보기 위해 5개 지점의 동시 안개발생일수 분석 결과 연평균 2.5일이었고 주로 가을철에 많이 나타남을 알 수 있었다. 통계기간이 10년임을 감안할 때 동시 안개발생일수가 매우 적어 종관적인 패턴만으로 예측이 어려운 기상현상임을 알 수 있었다. 2) 안개발생시 대기환경특성 분석 결과 안개일과 무안개일의 풍향·풍속 분석 결과 충주를 비롯한 4개 지점에서 정온일 때 안개발생률이 40%이상이며, 서산은 다른 지역과 달리 풍속 2㎧ 이상에서 안개발생률이 약 10%정도 되어 이류무도 많이 나타남을 알 수 있다. 안개발생시 상대습도는 91～95%일 때 안개가 많이 발생하며 충주와 청주는 상대습도가 81～90%일 때 안개발생률도 40%가량으로 높게 나타나고 있다. 전날 강수량이 5mm 이상 온 후 안개발생률은 평균 21.4%로 나타나 강수 이후 수증기량 증가가 안개발생에 영향을 미침을 알 수 있다. 3) 안개분류흐름도에 따라 지역별 안개발생 유형을 분류한 결과 충주, 청주, 대전, 추풍령에서는 복사무가 많이 발생하며 서산은 전선무와 복사무가 많이 발생하며 다른 지역과 달리 이류무도 많이 발생함을 알 수 있었다. 4) 회귀분석을 이용한 예보식 개발 및 검증 결과 다중선형회귀분석을 이용한 예보식은 1997년부터 2006년까지 기상청의 안개 관측자료와 지상기상관측자료(12)를 이용하였고 분석도구로 IMSL (International Mathematics and Statistics Library)을 사용하였다. 단계적 예보인자 선택법 (Stepwise screening method)을 이용하여 잠재예보인자 12개로부터 예보인자를 선택하고 다중선형회귀분석을 실시하여 5개 지점에 대한 월별 예보식(60)을 개발하였다. 예보식은 03시의 예보인자로부터 +3시간 뒤의 시정을 예측하는 것으로 2007년 관측자료를 이용하여 검증하였다. 검증 결과 RMSE가 1～2사이로 시정 관측값과 예측값의 차이가 크고 시정을 안개유무로 변환하여 검증한 결과도 CSI, POD가 매우 작아 다중선형회귀분석을 이용한 안개 예보식을 직접 예보에 활용하기는 어려울 것으로 보인다. 로지스틱 회귀분석을 이용한 예보식은 충주와 서산의 1998년부터 2007년까지 기상청의 안개 관측자료와 지상기상관측자료(12)을 이용하였고 통계 소프트웨어인 Minitab 14를 분석도구로 사용하였다. 예보식은 년별(1), 지점별(2), 계절별(4)로 총 8개를 개발하였다. 예보식은 03시 관측자료로부터 당일 아침의 안개발생유무를 예측하는 것으로 검증은 2008년 안개 관측 자료를 이용하였으며 기상청 안개 예보와 비교하여 정확도를 평가해보았다. 검증 결과 다중선형회귀식을 이용한 예보식보다 POD와 CSI 등의 정확도가 크게 개선되는 것으로 나타났다. 기상청에서 발표하는 안개예보 자료와 비교한 결과 로지스틱 회귀식을 이용한 안개 예보식이 오보율이 낮고 정확도가 더 높은 것으로 나타났다. 안개현상이 시·공간적으로 변동성이 크고 국지성이 강한 기상현상으로 발생특성상 복잡한 물리과정을 포함하기 때문에 수치모델 등을 이용한 예측 기술 개발이 어려운 것이 현실이다. 또한 기상청의 공항 기상관서와 안개가 많이 발생하는 강원지역에서는 안개 예보를 위한 연구가 활발히 이루어져 왔으나 충청지역에 대한 안개발생 특성에 대한 연구는 미비하였다. 이렇듯 안개 예측기술이 낮고 여러 연구결과들이 실제 현업화되지 않아 종관 예보 관서에서의 안개 예보가 주로 예보관(사)의 경험과 예보지식에 의존했었다. 본 연구 결과를 통해 충청지역의 안개 예보를 위한 기초자료로 활용이 가능하고 예보식의 개발로 객관적이고 정량적인 통계자료를 제공하여 현업 안개 예보 활용시 좋은 판단 근거가 될 것으로 보인다. 향후 예보식의 정확도 향상과 현업화를 위해 고층 및 해양기상관측자료 등 잠재예보인자를 추가하고 예측 선행시간을 늘리는 방안 마련이 필요하겠다.
안개 현상은 사회·경제·인간생활 전반에 걸쳐 영향을 미치는 중요한 기상현상으로 특히 고속도로나 공항 주변에서 발생하는 안개는 차량 및 항공기 운행 등 운수업에 막대한 영향을 준다. 충청지역에는 안개 다빈 지역인 충주와 공항이 위치한 청주를 비롯하여 서해 연안을 지나는 고속도로에서 짙은 안개로 인한 교통사고가 빈번하게 발생하고 있어 안개 예보에 대한 국민적 관심도 증가하고 있다. 본 연구에서는 충청지역의 안개 특성에 대해 통계적인 분석을 하고 각 지역의 지형 조건과 해당 지점의 관측 자료로부터 해당 지역 예보에 가장 적합한 예보식을 개발하고자 하였다. 사용한 자료는 1997년부터 2008년까지 충청지역 5개 기상관서(충주, 서산, 청주, 대전, 추풍령)의 안개 관측 자료와 시간별 지상기상관측자료이며 기상청으로부터 수집되었다. 이 연구는 크게 네 단계로 나누어져 있다. 첫 번째 단계는 충청지역 5개 지점의 안개발생의 시·공간적 특성 연구를 위하여 안개 발생일과 발생시각 및 지속시간을 분석하고 5개 지점의 동시 안개 발생일을 조사하였다. 두 번째 단계는 안개발생시 대기환경특성을 분석하기 위하여 안개발생일과 안개 비발생일의 풍향·풍속을 비교하였으며 안개발생시의 상대습도를 분석하였다. 또한 전날 강수로 인한 대기 중의 수증기량 증가가 안개발생에 미치는 영향을 조사하기 위하여 강수가 5㎜ 이상 온 다음날 안개발생유무를 조사하였다. 세 번째 단계는 안개발생요인별로 특징적인 기상조건을 조사하고 『안개분류흐름도』를 작성하여 지역별 안개 유형을 분류하고 빈도 분석을 실시하였다. 마지막으로 통계분석기법인 다중선형회귀분석과 로지스틱 회귀분석을 이용하여 충청징역 5개 지점에 가장 적합한 안개 예보식을 개발하고 검증하였다. 본 연구를 통해 얻은 결과는 다음과 같다. 1) 충청지역 5개 지점의 안개발생 특성 분석 결과 안개발생일수는 최근 10년(1998～2007년)간 충주가 565일로 가장 많았고 서산이 354일로 그 뒤를 이었다. 안개가 가장 적게 발생하는 지역은 추풍령으로 179일로 연간 안개발생률이 4.9%로 나타났다. 계절별 분석 결과 충주, 청주, 대전, 추풍령에서는 가을철에 안개가 많이 발생하며 서산에서는 전 계절에 걸쳐 안개가 고르게 발생하고 특히 7월(45일)과 10월(49일)에 많이 발생한다. 충청지역 5개 지점의 월별 안개지속시간 분석 결과 충주와 청주의 1월 안개지속시간이 6시간으로 가장 길게 나타났고 6월에 청주의 안개지속시간이 1.07시간으로 가장 짧은 것으로 나타났다. 계절별 안개지속시간은 겨울철(1～2월)에 길고 여름철(6～8월)로 갈수록 짧아지다가 가을철(9～11월)에 접어들면서 다시 길어져 뚜렷한 계절변동을 볼 수 있었다. 안개발생시각은 04시에서 07시 사이에 평균 60%의 발생률을 보였고 서산은 22시에서 24시의 야간 안개발생률도 20%이상 높게 나타났다. 안개지속시간을 고려한 안개발생시각 빈도를 분석한 결과 서산, 청주, 대전, 추풍령은 3시간 미만의 지속시간을 갖는 안개가 44～55%로 많은 반면 충주는 3시간 이상에서 6시간 미만의 지속시간을 갖는 안개가 많이 발생하며 발생시각은 04시가 가장 많다. 안개 발생의 공간변동 특성을 보기 위해 5개 지점의 동시 안개발생일수 분석 결과 연평균 2.5일이었고 주로 가을철에 많이 나타남을 알 수 있었다. 통계기간이 10년임을 감안할 때 동시 안개발생일수가 매우 적어 종관적인 패턴만으로 예측이 어려운 기상현상임을 알 수 있었다. 2) 안개발생시 대기환경특성 분석 결과 안개일과 무안개일의 풍향·풍속 분석 결과 충주를 비롯한 4개 지점에서 정온일 때 안개발생률이 40%이상이며, 서산은 다른 지역과 달리 풍속 2㎧ 이상에서 안개발생률이 약 10%정도 되어 이류무도 많이 나타남을 알 수 있다. 안개발생시 상대습도는 91～95%일 때 안개가 많이 발생하며 충주와 청주는 상대습도가 81～90%일 때 안개발생률도 40%가량으로 높게 나타나고 있다. 전날 강수량이 5mm 이상 온 후 안개발생률은 평균 21.4%로 나타나 강수 이후 수증기량 증가가 안개발생에 영향을 미침을 알 수 있다. 3) 안개분류흐름도에 따라 지역별 안개발생 유형을 분류한 결과 충주, 청주, 대전, 추풍령에서는 복사무가 많이 발생하며 서산은 전선무와 복사무가 많이 발생하며 다른 지역과 달리 이류무도 많이 발생함을 알 수 있었다. 4) 회귀분석을 이용한 예보식 개발 및 검증 결과 다중선형회귀분석을 이용한 예보식은 1997년부터 2006년까지 기상청의 안개 관측자료와 지상기상관측자료(12)를 이용하였고 분석도구로 IMSL (International Mathematics and Statistics Library)을 사용하였다. 단계적 예보인자 선택법 (Stepwise screening method)을 이용하여 잠재예보인자 12개로부터 예보인자를 선택하고 다중선형회귀분석을 실시하여 5개 지점에 대한 월별 예보식(60)을 개발하였다. 예보식은 03시의 예보인자로부터 +3시간 뒤의 시정을 예측하는 것으로 2007년 관측자료를 이용하여 검증하였다. 검증 결과 RMSE가 1～2사이로 시정 관측값과 예측값의 차이가 크고 시정을 안개유무로 변환하여 검증한 결과도 CSI, POD가 매우 작아 다중선형회귀분석을 이용한 안개 예보식을 직접 예보에 활용하기는 어려울 것으로 보인다. 로지스틱 회귀분석을 이용한 예보식은 충주와 서산의 1998년부터 2007년까지 기상청의 안개 관측자료와 지상기상관측자료(12)을 이용하였고 통계 소프트웨어인 Minitab 14를 분석도구로 사용하였다. 예보식은 년별(1), 지점별(2), 계절별(4)로 총 8개를 개발하였다. 예보식은 03시 관측자료로부터 당일 아침의 안개발생유무를 예측하는 것으로 검증은 2008년 안개 관측 자료를 이용하였으며 기상청 안개 예보와 비교하여 정확도를 평가해보았다. 검증 결과 다중선형회귀식을 이용한 예보식보다 POD와 CSI 등의 정확도가 크게 개선되는 것으로 나타났다. 기상청에서 발표하는 안개예보 자료와 비교한 결과 로지스틱 회귀식을 이용한 안개 예보식이 오보율이 낮고 정확도가 더 높은 것으로 나타났다. 안개현상이 시·공간적으로 변동성이 크고 국지성이 강한 기상현상으로 발생특성상 복잡한 물리과정을 포함하기 때문에 수치모델 등을 이용한 예측 기술 개발이 어려운 것이 현실이다. 또한 기상청의 공항 기상관서와 안개가 많이 발생하는 강원지역에서는 안개 예보를 위한 연구가 활발히 이루어져 왔으나 충청지역에 대한 안개발생 특성에 대한 연구는 미비하였다. 이렇듯 안개 예측기술이 낮고 여러 연구결과들이 실제 현업화되지 않아 종관 예보 관서에서의 안개 예보가 주로 예보관(사)의 경험과 예보지식에 의존했었다. 본 연구 결과를 통해 충청지역의 안개 예보를 위한 기초자료로 활용이 가능하고 예보식의 개발로 객관적이고 정량적인 통계자료를 제공하여 현업 안개 예보 활용시 좋은 판단 근거가 될 것으로 보인다. 향후 예보식의 정확도 향상과 현업화를 위해 고층 및 해양기상관측자료 등 잠재예보인자를 추가하고 예측 선행시간을 늘리는 방안 마련이 필요하겠다.
The forecast of fog still remains difficult despite of significant improvements in numerical weather prediction system and observation system. For the development of background data and prototype of fog forecasting system over Chung-cheong province, (1) the climatological characteristics of fog occu...
The forecast of fog still remains difficult despite of significant improvements in numerical weather prediction system and observation system. For the development of background data and prototype of fog forecasting system over Chung-cheong province, (1) the climatological characteristics of fog occurrence, onset and offset time, and duration time and (2) the meteorological factors impacting on the fog development and persistence including wind direction, wind speed, relative humidity, and precipitation were analyzed. And (3) fog prediction techniques using statistical method were developed and verified. In this study, meteorological observation data measured every hour at the Chung-Cheong province from 1997 to 2008 were used. The results showed that the most foggy and no foggy areas are Chungju and Chupungryong, respectively. The average onset time and duration time are 04~07 LST and 3 hours 39 minutes. The weather conditions ( 90%) for the preference of fog occurrence are calm, clear, high humidity and previous precipitation. The wind speed of Seosan for the fog is quite different from that of other regions, because of frequent occurrence of advection fog. Two types of fog prediction techniques, one is a multiple linear regression analysis and the other is an logistic regression method, were developed and evaluated. The verification results showed that the skill of multiple linear regression is inferior to the current KMA's forecasting method but that of logistic regression technique is greatly superior to that of KMA's forecasting method. Fog prediction accuracy is improved about 40% compared to the KMA's current method when using the logistic regression technique.
The forecast of fog still remains difficult despite of significant improvements in numerical weather prediction system and observation system. For the development of background data and prototype of fog forecasting system over Chung-cheong province, (1) the climatological characteristics of fog occurrence, onset and offset time, and duration time and (2) the meteorological factors impacting on the fog development and persistence including wind direction, wind speed, relative humidity, and precipitation were analyzed. And (3) fog prediction techniques using statistical method were developed and verified. In this study, meteorological observation data measured every hour at the Chung-Cheong province from 1997 to 2008 were used. The results showed that the most foggy and no foggy areas are Chungju and Chupungryong, respectively. The average onset time and duration time are 04~07 LST and 3 hours 39 minutes. The weather conditions ( 90%) for the preference of fog occurrence are calm, clear, high humidity and previous precipitation. The wind speed of Seosan for the fog is quite different from that of other regions, because of frequent occurrence of advection fog. Two types of fog prediction techniques, one is a multiple linear regression analysis and the other is an logistic regression method, were developed and evaluated. The verification results showed that the skill of multiple linear regression is inferior to the current KMA's forecasting method but that of logistic regression technique is greatly superior to that of KMA's forecasting method. Fog prediction accuracy is improved about 40% compared to the KMA's current method when using the logistic regression technique.
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.