전 세계적 기상이변으로 인한 태풍, 폭설, 집중호우 등의 자연재해가 증가하고 있으며, 그에 따른 인명 및 재산피해가 발생하고 있다. 이에 정확한 일기 예보 및 기상연구에 대한 필요성이 대두되고 있으며, 대기 순환 과정에서 중요한 역할을 담당하고 있는 수증기의 측정이 필수적이라고 할 수 있다. 수증기를 측정하는 대표적 시스템인 라디오존데와 라디오미터는 수증기량을 직접 측정함으로써 정확한 측정이 가능하다는 장점이 있다. 그러나, 비 또는 눈이 많이 내리는 기상이변 상태일 때는 기기의 오류로 이상값을 산출하며, 하루 일정한 시간에만 관측하므로 연속적이지 못하다는 단점이 있다. 반면 GNSS는 기상이변에도 크게 영향을 받지 않으며, 이미 세계적으로 구축되어 있는 GNSS 네트워크망을 통해 연속적인 관측이 가능하다. 본 논문에서는 GNSS 신호지연을 이용하여 수증기량 관측에 가장 많이 쓰이는 가강수량(Precipitable ...
전 세계적 기상이변으로 인한 태풍, 폭설, 집중호우 등의 자연재해가 증가하고 있으며, 그에 따른 인명 및 재산피해가 발생하고 있다. 이에 정확한 일기 예보 및 기상연구에 대한 필요성이 대두되고 있으며, 대기 순환 과정에서 중요한 역할을 담당하고 있는 수증기의 측정이 필수적이라고 할 수 있다. 수증기를 측정하는 대표적 시스템인 라디오존데와 라디오미터는 수증기량을 직접 측정함으로써 정확한 측정이 가능하다는 장점이 있다. 그러나, 비 또는 눈이 많이 내리는 기상이변 상태일 때는 기기의 오류로 이상값을 산출하며, 하루 일정한 시간에만 관측하므로 연속적이지 못하다는 단점이 있다. 반면 GNSS는 기상이변에도 크게 영향을 받지 않으며, 이미 세계적으로 구축되어 있는 GNSS 네트워크망을 통해 연속적인 관측이 가능하다. 본 논문에서는 GNSS 신호지연을 이용하여 수증기량 관측에 가장 많이 쓰이는 가강수량(Precipitable Water Vapor)을 산출하였다. GNSS 데이터 처리는 Bernese GNSS Software V5.2를 사용하였으며, 데이터 처리 과정 중 대류권 모델은 Saastamoinen의 선험적 모델과 Niell 사상 함수를 적용하였다. GNSS 가강수량 산출에 필요한 습윤 지연량은 습윤 성분의 특성상 산출하기 어려워 총 지연량에서 건조 지연량을 차감하는 방법으로 산출하였다. 총 지연량은 데이터 처리를 통해 산출하며, 건조 지연량은 Saastamoinen 건조 지연 모델을 적용하여 값을 추정하였다. 건조 지연 모델에 필요한 관측소 기압 자료는 인근 지상기상관측소 자료들을 이용하여 추정하였으며, 0.49hPa RMSE로 비교적 정확한 기압이 산출되었다. 우리나라에 적합한 평균 기온 산출을 위해 2013년부터 2014년간 총 9,822개의 라디오존데 관측자료와 지상기온 관측 데이터를 선형 회귀 방법을 적용하여 가중 평균 기온식을 결정하였다. GNSS 가강수량 정확도 검증을 위해 라디오존데 가강수량과 비교분석한 결과, 표준편차는 약 3mm로 정밀한 결과값을 보였으며, GNSS 가강수량을 활용한 응용 기상연구에 적합한 정확도로 판단된다. 기상예보 활용성 부문은 크게 두 가지로 나누어 연구를 수행하였는데, 기상인자간의 상호 연관성 분석과 태풍과 같은 기상이변 동안 가강수량 변화량 분석이다. 최근 한반도를 거친 태풍을 선정하여 그 기간 동안 가강수량과 위성영상을 비교 분석한 결과, 태풍의 영향권에 접하면서 가강수량 값이 점차 상승하였으며 태풍의 중심부에 다가갈수록 최대값을 보였다. 이를 통해 가강수량 변화량으로 태풍의 이동경로 및 태풍의 세기를 측정할 수 있는 기준이 될 수 있다고 판단된다. 본 논문에서는 GNSS 후처리를 통해 GNSS 가강수량을 산출하였으며, 기상예보 활용 가능성을 검증하였다. 향후 기상현업에 GNSS 기상학을 접목시키기 위해서는 실시간 고정확도 가강수량 산출 연구가 필요하며, 기상예보를 위해 가강수량과 다양한 기상현상의 분석이 필요할 것으로 판단된다.
전 세계적 기상이변으로 인한 태풍, 폭설, 집중호우 등의 자연재해가 증가하고 있으며, 그에 따른 인명 및 재산피해가 발생하고 있다. 이에 정확한 일기 예보 및 기상연구에 대한 필요성이 대두되고 있으며, 대기 순환 과정에서 중요한 역할을 담당하고 있는 수증기의 측정이 필수적이라고 할 수 있다. 수증기를 측정하는 대표적 시스템인 라디오존데와 라디오미터는 수증기량을 직접 측정함으로써 정확한 측정이 가능하다는 장점이 있다. 그러나, 비 또는 눈이 많이 내리는 기상이변 상태일 때는 기기의 오류로 이상값을 산출하며, 하루 일정한 시간에만 관측하므로 연속적이지 못하다는 단점이 있다. 반면 GNSS는 기상이변에도 크게 영향을 받지 않으며, 이미 세계적으로 구축되어 있는 GNSS 네트워크망을 통해 연속적인 관측이 가능하다. 본 논문에서는 GNSS 신호지연을 이용하여 수증기량 관측에 가장 많이 쓰이는 가강수량(Precipitable Water Vapor)을 산출하였다. GNSS 데이터 처리는 Bernese GNSS Software V5.2를 사용하였으며, 데이터 처리 과정 중 대류권 모델은 Saastamoinen의 선험적 모델과 Niell 사상 함수를 적용하였다. GNSS 가강수량 산출에 필요한 습윤 지연량은 습윤 성분의 특성상 산출하기 어려워 총 지연량에서 건조 지연량을 차감하는 방법으로 산출하였다. 총 지연량은 데이터 처리를 통해 산출하며, 건조 지연량은 Saastamoinen 건조 지연 모델을 적용하여 값을 추정하였다. 건조 지연 모델에 필요한 관측소 기압 자료는 인근 지상기상관측소 자료들을 이용하여 추정하였으며, 0.49hPa RMSE로 비교적 정확한 기압이 산출되었다. 우리나라에 적합한 평균 기온 산출을 위해 2013년부터 2014년간 총 9,822개의 라디오존데 관측자료와 지상기온 관측 데이터를 선형 회귀 방법을 적용하여 가중 평균 기온식을 결정하였다. GNSS 가강수량 정확도 검증을 위해 라디오존데 가강수량과 비교분석한 결과, 표준편차는 약 3mm로 정밀한 결과값을 보였으며, GNSS 가강수량을 활용한 응용 기상연구에 적합한 정확도로 판단된다. 기상예보 활용성 부문은 크게 두 가지로 나누어 연구를 수행하였는데, 기상인자간의 상호 연관성 분석과 태풍과 같은 기상이변 동안 가강수량 변화량 분석이다. 최근 한반도를 거친 태풍을 선정하여 그 기간 동안 가강수량과 위성영상을 비교 분석한 결과, 태풍의 영향권에 접하면서 가강수량 값이 점차 상승하였으며 태풍의 중심부에 다가갈수록 최대값을 보였다. 이를 통해 가강수량 변화량으로 태풍의 이동경로 및 태풍의 세기를 측정할 수 있는 기준이 될 수 있다고 판단된다. 본 논문에서는 GNSS 후처리를 통해 GNSS 가강수량을 산출하였으며, 기상예보 활용 가능성을 검증하였다. 향후 기상현업에 GNSS 기상학을 접목시키기 위해서는 실시간 고정확도 가강수량 산출 연구가 필요하며, 기상예보를 위해 가강수량과 다양한 기상현상의 분석이 필요할 것으로 판단된다.
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