제3세대 파랑추산모형을 이용한 태풍 ‘매미’의 극한파랑 재현 (II) - 태풍 ‘매미’가 야기한 우리나라 남해안 일대의 극한파랑 특성 - Reproduction of Extreme Waves Caused by Typhoon MAEMI with Wave Hindcasting Method, WAM (II) - Characteristics of extreme waves generated by Typhoon MAEMI in the south coast of Korea -원문보기
본 연구근 신 등(2004)의 후속연구로서, 연근해의 상세 공간 분할의 계산에 적용하여 높은 정밀도의 파랑 추산이 가능한 수정 WAM cycle 4모형을 토대로 2003년 9월 한 달 동안의 파랑을 상세히 추산하고, 태풍 ‘매미’가 야기한 우리나라 남해안 일대의 극한파랑 특성을 분석한 것이다 계산된 파랑 제원은 이어도 해양종합기지에서 관측된 파랑 제원과의 비교를 통하여 모형의 정밀도를 확인하였고, 우리나라 남해안주요 4개 지점의 전면 해상에 대해서는 1시간 간격의 파랑 추산 결과의 분석을 통해 태풍 ‘매미’가 야기한 외해 극한파랑을 다음과 같이 추산하였다. 1) 제주도 서편 차귀도 전면 해상； 2003년 9월 12일 16시에 최대 유의파고 7.41m, 평균 주기 13.6s, 평균 파향 6.4$^{\circ}$, 2) 마산만 입구； 12일 21시에 최대 유의파고 12.50m, 평균 주기 13.65s, 평균 파향 1.2$^{\circ}$, 3) 부산 수영만 전면 해상； 12일 22시에 최대 유의파고 13.85m, 평균 주기 13.81s, 평균 파향 0.2$^{\circ}$, 4) 울산항 전면 해상； 12일 23시에 최대 유의파고 11.00m, 평균 주기 13.25s, 평균 파향 $2.8^{\circ}$.
본 연구근 신 등(2004)의 후속연구로서, 연근해의 상세 공간 분할의 계산에 적용하여 높은 정밀도의 파랑 추산이 가능한 수정 WAM cycle 4모형을 토대로 2003년 9월 한 달 동안의 파랑을 상세히 추산하고, 태풍 ‘매미’가 야기한 우리나라 남해안 일대의 극한파랑 특성을 분석한 것이다 계산된 파랑 제원은 이어도 해양종합기지에서 관측된 파랑 제원과의 비교를 통하여 모형의 정밀도를 확인하였고, 우리나라 남해안주요 4개 지점의 전면 해상에 대해서는 1시간 간격의 파랑 추산 결과의 분석을 통해 태풍 ‘매미’가 야기한 외해 극한파랑을 다음과 같이 추산하였다. 1) 제주도 서편 차귀도 전면 해상； 2003년 9월 12일 16시에 최대 유의파고 7.41m, 평균 주기 13.6s, 평균 파향 6.4$^{\circ}$, 2) 마산만 입구； 12일 21시에 최대 유의파고 12.50m, 평균 주기 13.65s, 평균 파향 1.2$^{\circ}$, 3) 부산 수영만 전면 해상； 12일 22시에 최대 유의파고 13.85m, 평균 주기 13.81s, 평균 파향 0.2$^{\circ}$, 4) 울산항 전면 해상； 12일 23시에 최대 유의파고 11.00m, 평균 주기 13.25s, 평균 파향 $2.8^{\circ}$.
Following a preceding study of Shin et al.(2004), wave fields for a month of September of 2003 are simulated based on the modified WAM cycle 4 model that enables the precise wave hindcasting with fine spatial meshes, and characteristics of extreme waves at the south coast of Korea are analyzed The a...
Following a preceding study of Shin et al.(2004), wave fields for a month of September of 2003 are simulated based on the modified WAM cycle 4 model that enables the precise wave hindcasting with fine spatial meshes, and characteristics of extreme waves at the south coast of Korea are analyzed The accuracy of applied wave model is verified by comparing computed wave parameters and corresponding ones measured at Ieodo ocean research station. The wave hindcasting of typhoon 'Maemi' with an hour time interval reveals the extreme wave characteristics at 4 primary locations of south coast of Korea as follows: 1) At the front sea of Chaguido in the south of Jeju-do, the maximum significant wave height, mean wave period and mean wave direction appear to be 7.41m, 13.65s and $6.4^{\circ}$ respectively at 16:00 KST of Sep. 12, 2003. 2) At the entrance of Masan Bay, 12.50m, 13.65s and $1.2^{\circ}$ at 21:00 KST of Sep. 12. 3) At the front sea of Suyoung Bay, 13.85m, 13.81s and $0.2^{\circ}$ at 22;00 KST of Sep. 12. 4) At the front sea of Ulsan port, l1.00m, 13.25s and $2.8^{\circ}$ at 23:00 KST of Sep. 12.
Following a preceding study of Shin et al.(2004), wave fields for a month of September of 2003 are simulated based on the modified WAM cycle 4 model that enables the precise wave hindcasting with fine spatial meshes, and characteristics of extreme waves at the south coast of Korea are analyzed The accuracy of applied wave model is verified by comparing computed wave parameters and corresponding ones measured at Ieodo ocean research station. The wave hindcasting of typhoon 'Maemi' with an hour time interval reveals the extreme wave characteristics at 4 primary locations of south coast of Korea as follows: 1) At the front sea of Chaguido in the south of Jeju-do, the maximum significant wave height, mean wave period and mean wave direction appear to be 7.41m, 13.65s and $6.4^{\circ}$ respectively at 16:00 KST of Sep. 12, 2003. 2) At the entrance of Masan Bay, 12.50m, 13.65s and $1.2^{\circ}$ at 21:00 KST of Sep. 12. 3) At the front sea of Suyoung Bay, 13.85m, 13.81s and $0.2^{\circ}$ at 22;00 KST of Sep. 12. 4) At the front sea of Ulsan port, l1.00m, 13.25s and $2.8^{\circ}$ at 23:00 KST of Sep. 12.
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문제 정의
그 타당성을 확인하였다. 본 연구는 신 등(2004)의 후속연구로서 동일한 영역내, 동일계산으로 수행한 9월 한 달의 파랑 추산을 통하여 태풍 '매미, 가 야기한 우리나라 남해안 일대의 극한파랑을 분석하고자 하였다.,
제안 방법
구면 좌표계에서의 값으로 변환된 JMBSC 해상풍 자료를 2003년 9월 1일 00시 (UTC)부터 30일 18시 (UTC)까지 매 6시간 간격으로 Fig. 3에 제시한 영역의 각 공간 격자점에 부여하였으며, 모형의 내부에서는 주어진 6시간 간격의 해상풍 자료로부터 공간격자(血:, /y)와 계산 시간 간격(/")에 맞추어 자동 내삽되어 모든 격자점에서 파랑의 발달을 추산하게 된다.
계산된 파랑 제원은 이어도 해양종합기지에서 관측된 파랑 제원과의 비교를 통하여 모형의 정밀도를 확인하였고, 우리나라 남해안 주요 4개 지점(제주, 마산, 부산, 울산)의 전면 해상에 대해서는 1시간 간격으로 산출한 파랑추산 결과의 분석을 통해 태풍 '매미'가 야기한 외해 극한파랑을 다음과 같이 추산하였다.
모형의 계산 조건은 Fig. 3에 나타낸 바와 같이 열대성 저기압이 태풍 '매미'로서 위용을 갖춘 지점부터 9월 16일 소멸된 해상이 모두 포함된 N 20 -50°, E 110~160°의 영역을 해상도 血:=/y=0.1°(약 11km)의 상세 격자로 분할( n jX n 广 501x301, %, y 는 방향 분할수)하고 이에 따라 CFL 안정조건을 만족하는 Z/t=360s의 시간 간격으로 계산하였다.
본 연구는 신 등(2004)의 후속연구로서, 연근해의 상세 공간 분할의 계산에 적용하여 높은 정밀도의 파랑 추산이 가능한 수정 WAM Cycle 4 모형을 토대로 2003년 9월 한 달 동안의 파랑을 상세히 추산하고, 태풍 '매미'가 발생시킨 우리나라 남해안 일대의 극한파랑을 분석하였다.
본 연구에서는 20km 공간 격자에 대한 해상풍 자료로부터 동북아시아의 해역에 대해 0.1° 계산 공간 격자로 파랑을 추산하였다. 이와 같은 공간 해상도는 만 또는 항의 입구에 해당하는 전면해상에서의 파랑 추산에는 적합하지만, 육지 지형의 영향을 최대한으로 받는 만 내부 등의 파랑 추산에는 아직 부족한 감이 있다.
야기하였다. 본 연구에서는 연안 해역에서의 정밀도 높은 파랑추산을 위해 수정한 WAM 모형(신 등, 2004)을 적용하여 Fig. 3에 제시한 동북아시아 전역에 대해 태풍, 매미'의 발생기간을 포함한 2003년 9월 한 달 동안의 파랑을 추산하여 우리나라 남해안 일대의 극한파랑을 분석하였다.
파 발달의 계산을 위해 6시간 간격으로 입력되는 해상풍 (3.2절에서 상세 기술)은 각 시간 간격(畐)에 맞추어 내삽되며, 계산 결과는 Fig. 3에 제시한 전체 계산 영역의 모든 격자점에 대해, 9월 한 달 전 기간에 걸쳐 1시간 간격으로 유의파고( H私 평균주기( TmeJ, 평균 파향을 출력하고, 이어도 해양과학기지, 제주해역 차귀도 전면 해상, 마산항 입구, 부산수영만 전면 해상, 울산항 전면 해상에 대해서는 계산의 검정 및 해당 해역의 상세 파랑 변화를 파악하기 위해 방향스펙트럼을 시계열로 출력하였다.
대상 데이터
본 연구에서 수행한 2003년 9월 한 달동안의 파랑추산에 대한 검정은 마라도 서남방 149km에 위치한 이어도 해상과학기지(이하 이어도 관측기지)에서 동일 기간 관측된 정밀 파랑관측 자료와의 비교분석을 통해 수행하였다. 비교를 위한 대상 지점은 N 32.
본 연구에서는 우리나라를 포함하는 동아시아의 영역에 대해 20km의 상세 공간 격자의 기상 데이터를 별도 제공하는 JMBSC 의 해상풍 자료를 이용하였다.
비교분석을 통해 수행하였다. 비교를 위한 대상 지점은 N 32.1°, E 125.2° 지점 (Fig. 6 참조)이며, 2003년 9월 한 달의 전 기간에 걸쳐 1시간 간격의 관측치 및 계산치에 대해 동일 시각의 유의파고, 주기, 파향의 직접적인 비교와 상관분석으로 파랑추산의 정도가 양호함을 확인하였다.
이론/모형
계산은 신 등(2004)에서 제시된 모형 내의 파향격자 분할법 및 파 발달 제한조건을 수정한 개량 WAM 모형을 적용하였다. 모형의 계산 조건은 Fig.
성능/효과
3) 부산 수영만 전면 해상에서는 2003년 9월 12일 22시에 최대 유의파고 13.85m, 평균 주기 13.81s, 평균 파향 0.2°를 각각 추산하였다.
후속연구
이와 같은 공간 해상도는 만 또는 항의 입구에 해당하는 전면해상에서의 파랑 추산에는 적합하지만, 육지 지형의 영향을 최대한으로 받는 만 내부 등의 파랑 추산에는 아직 부족한 감이 있다. 이를 극복하기 위해서는 제공되는 해상풍 자료를 토대로 다시 내부 육지 지형의 변화에 따른 바람장을 보다 상세히 산출해낼 필요가 있으며, 이는 추후 연구과제이다.
0Qm> 기록하였으며, 추산된 유의파고, 평균 주기 및 평균 파향은 Table 1에 따로 정리하였다. 이와같은 태풍 '매미'에 의해 발생된 남해안 해역의 극한파랑 정보는 해양관련의 각종 설계 기준에 있어서 중요한 참고자료로 활용 될 수 있으리라 사료된다.
참고문헌 (7)
신승호, 홍기용, 최학선, N. Hashimoto (2004), "제3세대 파랑추산모형을 이용한 태풍매미의 극한파랑 재현 (I)-WAM 모형의 파향격자 분할법 및 파 발달 제한조건의 수정-", 한국항해항만학회지 28권 6호, pp. 557-564.
심재설, 이재학, 민인기 (2004), "이어도 해양과학기지에서 관측한 태풍 매미 자료분석" 한반도 해역의 고파, 폭풍해일 워크샵 논문집, pp. 49-55.
일본 기상청 (2003), "일본기상청 천기도 - 2003년 10월", CD-ROM 데이터.
태풍연구센터(2004), 홈페이지, http://www.typhoon.co.kr
한동대학교 건설환경연구소 (2004), "울산신항 방향성 파고계 설치 및 유지관리.자료분석 연구용역 4차년도 보고서"
Hasselmann, S., K. Hasselmann, J. H. Allender and T.P. Barnett (1985), "Computations and parameterizations of the nonlinear energy transfer for application in wave model", J. Phys. Oceanogr. 15, pp. 1378-1391.
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