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문제 정의
- 이 연구에서는 영동 지역의 강풍 발생에 대한 통계 분석을 통해 계절별 강풍의 빈도와 풍향의 특성을 먼저 살필 것이다. 그리고 최근에 영동 지역에 큰 산불 피해를 입혔던 2005년 4월 5일 강풍 사례에 대한 WRF 수치 모의를 통해 영동 지역에서 발생하는 봄철 국지 강풍의 발생 메커니즘을 이해하고 지형이 강풍 또는 그 메커니즘에 미치는 효과를 정량적으로 파악하고자 한다.
- 이 논문에서는 차세대 중규모 수치 모델인 WRF 모델을 이용하여 2005년 4월 5일 발생한 영동 지역 강풍 사례를 중심으로 풍하 측 국지 하강풍의 발생 메커니즘과 지형 효과에 대하여 연구하였다.
제안 방법
- , 2005)를 이용하였으며 모델 영역은 3개의 둥지 격자 체계로 설계되었다. 각각의 수평 격자 간격은 18 km (D01, 148×148), 6 km (D02, 148×148), 2 km (D03, 148×148)이고 수평 격자 간격 18 km의 성긴 격자 모델 영역은 한반도 주변 지역을 포함하는 동아시아 영역이며, 6 km와 2 km의 미세 격자 모델 영역은 각각 한반도, 강원도를 중심으로 하여 둥지 격자 계를 구성하였다(Fig. 4 참조). 특히 산맥의 지형적 영향으로 인해 영동 지방에만 국지적으로 나타나는 풍하 측 하강풍의 특성을 살펴보기 위해 태백산맥을 중심으로 기류가 유입되는 풍상 측과 기류가 강화되어 빠져나가는 풍하 측, 그리고 동해상 일부까지를 포함하는 영역을 2 km 미세 격자로 채택하였으며 주로 2 km 미세 격자 모델의 결과를 중심으로 분석하였다.
- 강풍 현상이 활발했던 시간대의 풍상 측, 산맥 정상고도 부근, 그리고 풍하 측 영동 지역 대기의 연직 구조를 분석하기 위하여 연직 단면도를 그렸으며 그 축의 위치는 춘천 (북위 37° 90', 동경 127° 74')과 산불이 있었던 양양 (북위 38° 06', 동경 128° 67')을 잇는 단면도로서 Fig. 5에 실선으로 나타내었다. 또한 영동 지역의 국지 강풍 사례에서 나타난 풍하 측 국지 하강풍 발생에서 태백산맥의 지형 효과에 대해 정량적으로 살펴보기 위해 실험을 3가지로 나누어 실행하였다.
- 구름 미시 물리 모수화는 WSM 5 (WRF Single Momentum 5-class) 방안 (Hong et al., 2004), 행성 경계층 모수화는 YSU 방안 (Noh et al., 2003)을 선택하였으며 상부 경계 조건으로는 중력파가 모델 상부 경계에서 반사되는 것을 막기 위해 모델 상단에서 그 아래 5 km 부분까지 확산 완화를 적용하였다. 모델의 초기 및 경계 입력 자료는 NCEP/NCAR (National Centers for Environmental Prediction/ National Centers for Atmospheric Research) GDAS 1 FNL (6시간 간격의 1.
- 첫 번째 실험 (Exp-1)은 한반도를 포함한 모든 영역을 실제 지형과 동일하게 적용하였으며 이를 이용한 결과 값과 실제 관측된 강풍 자료와의 비교, 분석을 통해 산악 지역과 영동 지역 그리고 해상 등에서의 관측 망 부재로 인해 알지 못했던 국지 강풍 메커니즘에 대한 역학적 이해와 메커니즘 규명에 사용되었고, 또한 이후 지형 변형에 대한 실험에서의 기준 판단 자료로도 사용하였다. 두 번째 실험 (Exp-2)과 세 번째 실험 (Exp-3)에서는 Table 3에 명시된 한반도 전역을 포함하는 북위 33°∼45°, 동경 123°∼132° 영역의 지형 자료를 Exp-2에서는 50%로 낮추고 Exp-3에서는 200%로 높여서 지형의 고도와 경사각이 풍하 측 국지 강풍 발생에 얼마만큼의 영향이 있는지를 정량적으로 살펴보기 위한 실험을 수행하였다.
- 이처럼 급변하는 기류의 흐름이 풍하 측에서 수 십 km 떨어진 곳에서 파동 파괴와 동반되어 나타나는 것은 앞에서 언급한 물뜀 현상과 관련이 있는 것으로 보인다. 따라서 그 관련성을 알아보기 위해 이번 강풍 사례에서는 Fig. 5의 연직 단면도를 지나는 지점들 중 산정상에서 풍상 측에 위치한 춘천, 산 정상 고도의 설악산, 산 정상에서 풍하 측에 위치한 양양, 그리고 양양에서 풍하 측으로 약 30 km 더 떨어진 동해상의 한 지점에 대하여 다음과 같이 정의되는 프루드 수 Fr의 시간 변화를 계산하였다:
- 7 ms-1로 과대 모의하는 경향을 보였으나 여기에서도 산맥 동쪽인 영동 지역에서 동해상 일정 거리 까지만 강풍이 국지적으로 강하게 부는 풍하 측 국지 하강풍 형태의 모의가 적절하게 이루어지고 있음을 알 수 있었다. 따라서 본 연구에서는 이번 사례에 대한 WRF 모델의 모의를 통해 봄철 빈번히 발생하는 산맥 풍하 측인 영동 지역의 국지 하강풍 메커니즘 연구가 적절할 것으로 판단하였으며 다음 절부터 그에 대한 분석을 수행하였다.
- 5에 실선으로 나타내었다. 또한 영동 지역의 국지 강풍 사례에서 나타난 풍하 측 국지 하강풍 발생에서 태백산맥의 지형 효과에 대해 정량적으로 살펴보기 위해 실험을 3가지로 나누어 실행하였다. 첫 번째 실험 (Exp-1)은 한반도를 포함한 모든 영역을 실제 지형과 동일하게 적용하였으며 이를 이용한 결과 값과 실제 관측된 강풍 자료와의 비교, 분석을 통해 산악 지역과 영동 지역 그리고 해상 등에서의 관측 망 부재로 인해 알지 못했던 국지 강풍 메커니즘에 대한 역학적 이해와 메커니즘 규명에 사용되었고, 또한 이후 지형 변형에 대한 실험에서의 기준 판단 자료로도 사용하였다.
- 이처럼 수치 모의를 통한 지형 효과의 분석은 중규모 악기상 메커니즘에 대한 이해를 높여 줄 수 있다. 이 연구에서는 영동 지역의 강풍 발생에 대한 통계 분석을 통해 계절별 강풍의 빈도와 풍향의 특성을 먼저 살필 것이다. 그리고 최근에 영동 지역에 큰 산불 피해를 입혔던 2005년 4월 5일 강풍 사례에 대한 WRF 수치 모의를 통해 영동 지역에서 발생하는 봄철 국지 강풍의 발생 메커니즘을 이해하고 지형이 강풍 또는 그 메커니즘에 미치는 효과를 정량적으로 파악하고자 한다.
- 4 참조). 특히 산맥의 지형적 영향으로 인해 영동 지방에만 국지적으로 나타나는 풍하 측 하강풍의 특성을 살펴보기 위해 태백산맥을 중심으로 기류가 유입되는 풍상 측과 기류가 강화되어 빠져나가는 풍하 측, 그리고 동해상 일부까지를 포함하는 영역을 2 km 미세 격자로 채택하였으며 주로 2 km 미세 격자 모델의 결과를 중심으로 분석하였다. 한편, 모든 모델 영역에 대한 모델의 연직 층은 34개의 시그마 고도로 이루어져 있으며 모델의 상단 기압은 100 hPa이다.
- 풍하 측 국지 강풍 발생에 중요한 역할을 하고 있는 산악의 영향을 정량적으로 살펴보기 위해 Table 3에서 제시한 방식으로 지형을 변형시킨 3가지 실험을 수행하였다. Fig.
대상 데이터
- 0° 수평 해상도) 자료를 사용하였으며 해수면 온도 자료는 일주일 평균 NOAA OISST 자료를 사용하였다. 또한 지형 자료는 실제 지형에 가깝도록 하기 위하여 전구 30" (약 0.925 km) 자료를 사용하였으며 앞에서 언급된 모델 설계에 대한 전반적인 설정 내용을 다음과 같이 Table 2에 요약하였다.
- 13(a)의 오산은 라디오존데 자료로 06 UTC 간격으로 매일 관측 되는 자료이며 Fig. 13(b)와 (c)의 원주, 강릉 기상대 연직 자료는 1주일에 한번 불규칙적으로 관측되는 파이발 (PIBAL) 자료로 다행히도 이번 사례의 4월 5일 06 UTC 때의 원주, 4월 5일 00 UTC 때의 강릉 자료가 관측이 되어 활용하였다. Fig.
- , 2003)을 선택하였으며 상부 경계 조건으로는 중력파가 모델 상부 경계에서 반사되는 것을 막기 위해 모델 상단에서 그 아래 5 km 부분까지 확산 완화를 적용하였다. 모델의 초기 및 경계 입력 자료는 NCEP/NCAR (National Centers for Environmental Prediction/ National Centers for Atmospheric Research) GDAS 1 FNL (6시간 간격의 1.0°×1.0° 수평 해상도) 자료를 사용하였으며 해수면 온도 자료는 일주일 평균 NOAA OISST 자료를 사용하였다. 또한 지형 자료는 실제 지형에 가깝도록 하기 위하여 전구 30" (약 0.
- 분석 및 실험은 강릉을 포함한 영동 지역 강풍 빈도 수가 가장 높은 봄철 발생한 강풍 중에서 남고북저형 기압 배치가 탁월하고 연직으로 산맥에 거의 직각으로 유입되는 남서 내지 서풍이 지배적인 종관 배경 하에서 발생해 산맥의 효과가 최대한 나타난 2005년 4월 5일의 사례를 선정하였다. 또한 사례일의 강풍으로 인해 산불이 급속히 확산되어 낙산사의 소실, 이재민 발생 등의 큰 피해가 있었던 것도 이번 사례를 선정한 이유가 될 수 있겠다.
- 또한 영동 지역의 국지 강풍 사례에서 나타난 풍하 측 국지 하강풍 발생에서 태백산맥의 지형 효과에 대해 정량적으로 살펴보기 위해 실험을 3가지로 나누어 실행하였다. 첫 번째 실험 (Exp-1)은 한반도를 포함한 모든 영역을 실제 지형과 동일하게 적용하였으며 이를 이용한 결과 값과 실제 관측된 강풍 자료와의 비교, 분석을 통해 산악 지역과 영동 지역 그리고 해상 등에서의 관측 망 부재로 인해 알지 못했던 국지 강풍 메커니즘에 대한 역학적 이해와 메커니즘 규명에 사용되었고, 또한 이후 지형 변형에 대한 실험에서의 기준 판단 자료로도 사용하였다. 두 번째 실험 (Exp-2)과 세 번째 실험 (Exp-3)에서는 Table 3에 명시된 한반도 전역을 포함하는 북위 33°∼45°, 동경 123°∼132° 영역의 지형 자료를 Exp-2에서는 50%로 낮추고 Exp-3에서는 200%로 높여서 지형의 고도와 경사각이 풍하 측 국지 강풍 발생에 얼마만큼의 영향이 있는지를 정량적으로 살펴보기 위한 실험을 수행하였다.
이론/모형
- 본 연구는 차세대 중규모 수치 모델인 WRF 모델 V2.1.2 (Wang et al., 2005)를 이용하였으며 모델 영역은 3개의 둥지 격자 체계로 설계되었다. 각각의 수평 격자 간격은 18 km (D01, 148×148), 6 km (D02, 148×148), 2 km (D03, 148×148)이고 수평 격자 간격 18 km의 성긴 격자 모델 영역은 한반도 주변 지역을 포함하는 동아시아 영역이며, 6 km와 2 km의 미세 격자 모델 영역은 각각 한반도, 강원도를 중심으로 하여 둥지 격자 계를 구성하였다(Fig.
성능/효과
- Fig. 3(a)에서 산맥 풍상 측인 영서 지방의 춘천과 원주의 지상 바람은 4일 오후와 5일 오후에 온도풍에 의해 일시적으로 발생한 3∼5 ms-1 내외의 산들 바람을 제외하고 야간에는 거의 바람이 없는 상태였으나 산맥 풍하 측인 영동 지방의 양양과 강릉의 경우 4일 야간부터 6일 새벽까지 강릉에는 평균 6∼9 ms-1 이상, 양양은 평균 12∼15 ms-1 이상의 강풍이 지속적으로 불었다. 양양의 경우 5일 자정부터 6일 자정까지는 평균 12 ms-1 내외의 강풍으로 대관령보다 더 강한 바람이 불었으며 이로 인해 이 지역의 산불 확산이 빠르게 진행되었던 것으로 분석된다.
- 시간이 지나면서 물뜀 현상의 발생으로 인해 Fig. 12(b)-I의 굵은 실선인 풍상 측 춘천 상공 2∼4 km 근처의 약 20 ms-1 정도의 하층 강풍대가 가는 실선인 산 정상의 설악산에서는 상공 2 km 근처의 산 정상 고도로 좁혀지고 있으며 풍속은 최대 28 ms-1 이상까지 강화되고 있다. 이 기류가 산맥을 넘으면서 난류적 물뜀을 일으키게 되고 Fig.
- Fig. 7의 (a)와 (b)는 영동 지역 강풍 발생이 활발했었던 2005년 4월 5일 09 KST (24시간 적분 시점)에서의 관측과 모델에 의해 모의된 강원도 지방의 수평 지상 바람 분포도로서 관측 최대 풍속 16.6 ms-1에 비해 모델은 최대 31.7 ms-1로 과대 모의하는 경향을 보였으나 여기에서도 산맥 동쪽인 영동 지역에서 동해상 일정 거리 까지만 강풍이 국지적으로 강하게 부는 풍하 측 국지 하강풍 형태의 모의가 적절하게 이루어지고 있음을 알 수 있었다. 따라서 본 연구에서는 이번 사례에 대한 WRF 모델의 모의를 통해 봄철 빈번히 발생하는 산맥 풍하 측인 영동 지역의 국지 하강풍 메커니즘 연구가 적절할 것으로 판단하였으며 다음 절부터 그에 대한 분석을 수행하였다.
- 이와 연관지어 Fig. 11(b)에서 춘천, 설악산, 동해상에서는 그에 따른 풍속의 변화가 거의 없으나 양양에서는 강풍 발생 초기에서 중반을 넘으면서 점진적으로 풍속이 조금씩 증가하는 경향을 보이고 있으며 이는 영동 지역 강풍 발생 초기에는 물뜀 현상이 이상적으로 일어나다가 강풍 발생 중반을 넘어가면서는 이상적인 물뜀 현상은 조금 약화되고 (풍상 측 Fr의 증가) 앞 절의 Fig. 8에서 보았듯이 풍하 측 상공의 파동 파괴가 강화되는 것과 맞물려 풍하 측 양양 지역의 강풍이 지속적으로 증가되고 있는 것으로 분석된다.
- 6(a)의 관측에서처럼 Fig. 6(b)의 모델 모의에서도 영서 지방 (원주, 춘천)에 비해 영동 지방 (강릉, 양양)의 풍속이 강하게 모의되었으며 산맥 풍하 측의 양양, 강릉 지역이 관측에 비해 다소 과대 모의를 하나 전반적으로 산맥 풍상 측, 산맥 정상 고도, 산맥 풍하 측으로 이어지는 지점들의 풍속 모의가 적절하였다. Fig.
- 9(a)에서 상공으로 갈수록 수평 풍속이 강하던 이상적인 공기 흐름은 시간이 지나면서 Fig. 9(b)의 적분 12시간에는 풍상 측 상공 2∼4 km 부근에 나타나는 약 24 ms-1 이상의 강풍속대가 산맥 정상 고도를 지나고 Fig. 8의 풍하 측 상공 파동 파괴에 막히면서 풍하 측 산사면과 지상으로 하강하여 약 34 ms-1까지 강화되어 나타났다. 이는 Fig.
- Fig. 3(b)의 풍향 변화에서 바람이 강하게 부는 대관령, 양양, 강릉 지역은 남서∼서풍이 지속적으로 불고 있으나 풍상 측인 원주, 춘천은 지면 가열에 의한 주간의 서풍을 제외하고는 야간과 새벽에 무풍의 가변적인 풍향을 보였다. 즉 이번 강풍 사례는 전형적인 남고북저형 기압 배치 하에서 대기 연직으로 산맥에 직각 방향의 기류가 유입되어 산맥을 넘으면서 국지적으로 산맥 풍하 측인 영동 지역에만 서풍 내지 남서풍의 강한 바람을 발생시킨 것으로 분석된다.
- 풍하 측 강풍 발생의 주요 메커니즘에 대한 모의 분석 결과, 이번 사례에서 나타난 영동 지역의 강풍 발생 메커니즘은 풍하 측 상공의 파동 파괴이었으며 그와 동반되어 풍하 측에서는 난류적 물뜀 현상도 나타났다. 강풍 발생 초기부터 풍하 측 상공에 파동 파괴가 나타나기 시작했으며 그 연직 범위의 확장과 강도의 증가와 함께 강풍은 시간이 지나면서 지속적으로 강화되었고, 강풍의 성숙기에는 난류적 물뜀 현상이 동반되어 나타났다. 풍상 측의 임계 이하적 흐름 (Fr=0.
- 강풍 발생에 가장 중요한 영향을 주는 지형 효과를 살펴보기 위해 3가지 민감도 수치 실험을 수행하였는데, 산악이 높아짐에 따라 풍하 측 상공에서의 파동 파괴와 이에 동반되는 물뜀이 더욱 강화됨을 보여 주었다. 또한, 풍하 측 국지 하강풍의 강도를 결정짓는 중요한 인자는 풍상 측 연직 약 2∼4 km 상공 유입 기류의 풍속임을 알 수 있었다.
- 결과적으로 이번 사례에서의 풍하 측 강풍 현상의 산악 효과에 대한 실험을 통해 지형이 높아짐에 따라 풍상 측 지상 저지 및 물뜀 현상이 다소 강하게 나타나고 풍하 측 상공의 파동 파괴가 좀 더 강하게 분석되었으며 이는 산맥 정상 고도 근처에서 산맥 높이가 높아짐에 따라 더 높은 고도의 강풍대를 풍하 측 지상까지 끌어내리는 역할을 하였다. 하지만 산맥이 높아지더라도 풍상 측 연직 약 2∼4 km 상공 유입 기류의 강도 변화가 없는 상태에서는 풍하 측 강풍의 강도 변화도 거의 나타나지 않음을 알 수 있었다.
- 이에 대한 선행 연구로 이재규 (2003)는 태백산맥의 지형적인 효과와 관련된 강릉 지역의 강풍 사례에 대한 수치 모의 연구에서 종관적으로 가장 이상적인 남고북저형 기압 배치를 보여 순수하게 지형 효과를 볼 수 있는 1996년 2월 11일 강풍 사례 분석을 통하여 풍하 측 강풍에 대한 수치 모의 검증과 연구를 행하였다. 그 결과 산맥 풍상 측의 임계 이하적 흐름이 산맥을 넘으면서 물뜀 현상을 일으켰고 풍하 측 산 사면을 따라 계속 가속되어져 영동 지역에 강풍이 발생하였음을 보였다. 하현주 (1994)는 영동 지방에서 발생하는 국지 강풍 특성과 푄 현상 과의 관련성 연구를 통해 국지 강풍은 중규모의 대기 현상이지만 종관 배경이 중요하게 작용하고 있음을 보였으며 산맥 풍상 측에 하층 저지 현상과 낮은 역전층의 존재를 발견하였고 산 정상 부근의 강한 바람의 하향 이동에 따른 운동량 수송의 결과 영동 지역 국지 강풍이 발생함을 보였다.
- 9(d)의 적분 36시간에 이를 때 까지 지속되어 나타나면서 풍하 측 상공의 파동 파괴가 풍하 측 지상에 강풍을 지속적으로 유발시키고 있음을 알 수 있었다. 또한 Fig. 10의 4월 5일 00 UTC (적분 24시간 시점) 때에 대한 연직 단면도 상의 연직 속도 분포도에서도 산맥 정상 고도에서 풍하 측 산사면으로 연직 속도가 약 -2.9 ms-1 정도로 매우 강하게 나타났으며 이는 산맥 정상 고도로 모아진 기류가 풍하 측 상공 파동 파괴에 의해 막혀 풍하 측 산사면을 타고 풍하 측 지상으로 강하게 하강하고 있음을 알 수 있었다. 그리고 풍하측 상공 파동 파괴와 연관되어서 영동 지역과 동해상으로 (풍하 측으로) 약 40 km 더 떨어진 지점 사이의 좁은 지역 대기 상공 약 4∼7 km 근처에서 연직 속도가 약 -1.
- 4%로 4위의 순으로 영동 지역이 타 지역 보다 봄철강풍 발생 빈도가 높음을 보여주었으며 이는 이승재ㆍ김영철(2002)의 봄철 강릉 지역의 하층 난류 빈도와도 일치하였다. 또한 강풍 발생시 SSW∼NW까지의 서풍 계열의 풍향 빈도 분포에서 강릉은 95.6%, 동해는 81.7%, 속초는 81.5%로서 거의 모든 강풍이 서풍 계열이었음을 알 수 있었다. 즉 이처럼 봄철 강풍 빈도가 전국에서 가장 높은 서풍 계열의 바람은 영동 지방의 서쪽에 위치한 태백산맥을 넘어오는 바람임을 알 수 있으며 이는 봄철 남고북저형 기압 배치 하에서 유입되는 남서 내지 서풍 기류가 태백산맥을 넘으면서 강화되기 때문에 영동 지역에서 봄철 건조기에 빈번히 발생한 것으로 판단된다.
- 이 임계 초과적 기류의 가속은 난류적 물뜀 속에서 주변의 임계 이하적 기류에 적응될 때까지 지속된다. 또한 그 때의 풍하 측 국지 하강풍의 강도는 풍상 측 연직 약 2∼4 km 상공 유입 기류의 풍속에 상당히 의존하고 있음을 지형 변형 실험을 통해 알 수 있었다.
- 강풍 발생에 가장 중요한 영향을 주는 지형 효과를 살펴보기 위해 3가지 민감도 수치 실험을 수행하였는데, 산악이 높아짐에 따라 풍하 측 상공에서의 파동 파괴와 이에 동반되는 물뜀이 더욱 강화됨을 보여 주었다. 또한, 풍하 측 국지 하강풍의 강도를 결정짓는 중요한 인자는 풍상 측 연직 약 2∼4 km 상공 유입 기류의 풍속임을 알 수 있었다.
- 먼저, 최근 10년간 강풍 통계 조사를 통해 봄철 영동 지역의 강풍 발생 빈도가 전국에서 가장 높았으며 강풍 발생의 대부분이 서풍 계열로서 산악과 관련이 있음을 알 수 있었다.
- 봄철에 발생한 강풍 사례 중 전형적인 남고북저형 기압 배치 하에서 순수하게 산맥 영향에 의해 영동 지역에만 국지 하강풍을 발생시킨 2005년 4월 5일 사례를 WRF 모델을 이용하여 모의한 결과, 모델 이 풍하 측 국지 하강풍을 대체로 현실성 있게 모의함을 확인할 수 있었다.
- 5 km, 1 km, 2 km 정도로 산맥 정상 고도 높이 근처로 기류가 모아져 증폭 되고 있으며 증폭의 강도는 세 실험 모두 약 25 ms-1 정도로 비슷하게 나타났다. 이렇게 산맥 정상고도 근처에서 모아진 공기 기류는 난류적 물뜀과 풍하 측 상공의 파동 파괴에 의해 풍하 측 지상으로 하강 및 증폭되었으며 II의 굵은 실선에서 나타나는 양양의 연직 프로파일에서는 세 실험 모두 지상 근처 약 0.5 km 상공에서 약 26∼30 ms-1의 강도로 나타나 풍하 측 강풍대가 비슷하게 나타나고 있음을 알 수 있었다. 즉, 유입 기류의 변화가 없는 상태에서 산악의 고도 변화는 비록 풍하 측 상공 파동 파괴의 강도 변화를 가져오고 산맥 정상 고도 근처의 기류 수렴대의 고도 변화를 유발시키나 유입 기류 풍속의 강도 변화가 없다면 풍하 측으로의 국지 하강풍의 강도 역시 산맥 높이에 따라 큰 변화가 없음을 알 수 있었다.
- 이화운 등 (2003)은 지리산 부근 집중 호우 발생 시 하층 제트와 지형의 영향에 대한 연구에서 ARPS 비정수계 3차원 수치 모델을 이용해 지리산과 동일한 높이의 지형과 실제의 50% 높이의 지형에 대한 민감도 수치 실험 분석을 하였다. 이를 통해 여름철 지리산 부근의 집중 호우는 다량의 수증기를 함유한 남서 기류가 지리산의 험준한 지형에 의해 강제 상승되어 국지적으로 강한 호우가 발생됨을 보였으며 지형 변형에 의해 강수 강도가 감소함을 제시하였다. Lee et al.
- 이번 사례는 파동 파괴 현상과 그와 동반되는 물뜀 현상에 기인하는 풍상 측 저지가 모두 존재 하였으며 파동 파괴 현상은 Fig. 8에서 명확히 나타났다. Fig.
- 12를 그린 방식과 마찬가지로 각 그림의 I에서 굵은 실선은 춘천, 가는 실선은 설악산 지점, 그리고 각 그림의 II에서 굵은 실선은 양양, 가는 실선은 동해상의 지점의 연직 프로파일을 나타내고 있다. 즉 I 그림 (위 그림)들은 모두 풍 상측과 산맥 정상 고도 지점에 대한 것이고, II 그림 (아래 그림)들은 풍하 측 지점에 대한 것으로서 I 그림의 굵은 실선에서는 세 실험 모두 풍상 측의 원주 상공 1∼3 km 사이에서 하층 강풍대가 나타나고 있으며 그 강도는 약 20 ms-1 정도로 비슷하나 Exp-1에서는 최대 강풍대가 상공 약 2 km 정도에서 나타나며 Exp-2에서는 약 1 km, 그리고 Exp-3에서는 약 3 km 정도로 나타나 풍속은 동일하나 산맥의 높이에 따라 풍상 측 상공의 유입 기류에 대한 최대 강풍대의 고도가 선형적으로 비례하여 나타났다. 이는 I의 가는 실선에서 나타나는 산맥 정상 고도 근처에 이르면서 물뜀 현상으로 인해 기류가 모아지고 강화되어 Exp-1, 2, 3에서 각각 상공 1.
- 5 km 상공에서 약 26∼30 ms-1의 강도로 나타나 풍하 측 강풍대가 비슷하게 나타나고 있음을 알 수 있었다. 즉, 유입 기류의 변화가 없는 상태에서 산악의 고도 변화는 비록 풍하 측 상공 파동 파괴의 강도 변화를 가져오고 산맥 정상 고도 근처의 기류 수렴대의 고도 변화를 유발시키나 유입 기류 풍속의 강도 변화가 없다면 풍하 측으로의 국지 하강풍의 강도 역시 산맥 높이에 따라 큰 변화가 없음을 알 수 있었다.
- 17은 풍하 측 국지 하강풍 발생이 활발하였던 4월 5일 09 KST (24시간 적분 시점) 때의 각 실험에 대한 등온위선의 연직 단면도를 나타낸 그림이다. 지형을 50%로 낮추거나 200%로 높이더라도 이번 사례에 대해서는 풍하 측 상공의 파동 파괴와 물뜀 현상이 모두 나타났다. Fig.
- 풍하 측 강풍 발생의 주요 메커니즘에 대한 모의 분석 결과, 이번 사례에서 나타난 영동 지역의 강풍 발생 메커니즘은 풍하 측 상공의 파동 파괴이었으며 그와 동반되어 풍하 측에서는 난류적 물뜀 현상도 나타났다. 강풍 발생 초기부터 풍하 측 상공에 파동 파괴가 나타나기 시작했으며 그 연직 범위의 확장과 강도의 증가와 함께 강풍은 시간이 지나면서 지속적으로 강화되었고, 강풍의 성숙기에는 난류적 물뜀 현상이 동반되어 나타났다.
후속연구
- 분석 및 실험은 강릉을 포함한 영동 지역 강풍 빈도 수가 가장 높은 봄철 발생한 강풍 중에서 남고북저형 기압 배치가 탁월하고 연직으로 산맥에 거의 직각으로 유입되는 남서 내지 서풍이 지배적인 종관 배경 하에서 발생해 산맥의 효과가 최대한 나타난 2005년 4월 5일의 사례를 선정하였다. 또한 사례일의 강풍으로 인해 산불이 급속히 확산되어 낙산사의 소실, 이재민 발생 등의 큰 피해가 있었던 것도 이번 사례를 선정한 이유가 될 수 있겠다.
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