천해파랑을 산정하기 위하여 천수, 굴절, 회절, 반사 및 쇄파 등의 파랑변형요소를 고려하는 대부분의 수치모델은 천해역에서의 바람장을 수치모델과 결합하여 천해파랑을 산정하고 있다. 그리고, 일반적으로 천해역에서 바람장을 산정하는 경우에 태풍모델로부터 얻어진 바람장을 해상풍으로 변환하여 사용하고 있다. 그러나, 이러한 해상풍 산정법은 해상풍의 평가에 중요한 요소로 작용될 수 있는 육상지형의 영향에 대해서는 고려하고 있지 않다. 본 연구는 천해역에서의 해상풍 산정에 대하여 육상지형의 영향을 고려함으로써, 결과적으로 정도 높은 천해파랑산정을 목적으로 한다. 먼저 지역적으로 차폐 및 개방되어 있는 해역을 대상으로 태풍모델로부터 얻어진 해상풍과 본 연구에서 적용하는 육상지형의 영향을 고려할 수 있는 MASCON모델로 산정된 해상풍의 결과를 상호 비교 검토한다. 그리고, 각 모델로부터 얻어진 해상풍을 SWAN모델에 적용하여 천해파랑을 산정하며, 이의 결과를 상호 비교 검토한다. 검토된 결과로부터 정도 높은 천해파랑산정을 위한 MASCON모델의 필요성을 논의한다.
천해파랑을 산정하기 위하여 천수, 굴절, 회절, 반사 및 쇄파 등의 파랑변형요소를 고려하는 대부분의 수치모델은 천해역에서의 바람장을 수치모델과 결합하여 천해파랑을 산정하고 있다. 그리고, 일반적으로 천해역에서 바람장을 산정하는 경우에 태풍모델로부터 얻어진 바람장을 해상풍으로 변환하여 사용하고 있다. 그러나, 이러한 해상풍 산정법은 해상풍의 평가에 중요한 요소로 작용될 수 있는 육상지형의 영향에 대해서는 고려하고 있지 않다. 본 연구는 천해역에서의 해상풍 산정에 대하여 육상지형의 영향을 고려함으로써, 결과적으로 정도 높은 천해파랑산정을 목적으로 한다. 먼저 지역적으로 차폐 및 개방되어 있는 해역을 대상으로 태풍모델로부터 얻어진 해상풍과 본 연구에서 적용하는 육상지형의 영향을 고려할 수 있는 MASCON모델로 산정된 해상풍의 결과를 상호 비교 검토한다. 그리고, 각 모델로부터 얻어진 해상풍을 SWAN모델에 적용하여 천해파랑을 산정하며, 이의 결과를 상호 비교 검토한다. 검토된 결과로부터 정도 높은 천해파랑산정을 위한 MASCON모델의 필요성을 논의한다.
Shallow water waves are hindcasted from sea wind fields, which include wave transformations such as shoaling, refraction, diffraction, reflection and wave breaking. In case of estimating sea wind field in shallow water, the sea wind revised from free wind obtained by the typhoon model is widely used...
Shallow water waves are hindcasted from sea wind fields, which include wave transformations such as shoaling, refraction, diffraction, reflection and wave breaking. In case of estimating sea wind field in shallow water, the sea wind revised from free wind obtained by the typhoon model is widely used. However, this method is not able to consider the effect of land topography on the wind field, which will be important factor for shallow water wave forecasting and hindcasting. In this study, therefore, the effect of land topography on sea wind field in shallow water is investigated for shallow water wave forecasting and hindcasting with high accuracy. The 3-D MASCON model is introduced to consider the influence of land topography on the wind field. And, for two areas divided by the topographical characteristics, i.e. shielded and opened coastal areas, sea wind field is examined by comparison between initial wind field by typhoon model and modified wind field by 3-D MASCON model. Finally, applying these sea wind fields to SWAN model, the results of shallow water wave calculated in shielded and opened coastal areas are compared, and, also, the effect of MASCON model on shallow water wave forecasting and hindcasting is discussed.
Shallow water waves are hindcasted from sea wind fields, which include wave transformations such as shoaling, refraction, diffraction, reflection and wave breaking. In case of estimating sea wind field in shallow water, the sea wind revised from free wind obtained by the typhoon model is widely used. However, this method is not able to consider the effect of land topography on the wind field, which will be important factor for shallow water wave forecasting and hindcasting. In this study, therefore, the effect of land topography on sea wind field in shallow water is investigated for shallow water wave forecasting and hindcasting with high accuracy. The 3-D MASCON model is introduced to consider the influence of land topography on the wind field. And, for two areas divided by the topographical characteristics, i.e. shielded and opened coastal areas, sea wind field is examined by comparison between initial wind field by typhoon model and modified wind field by 3-D MASCON model. Finally, applying these sea wind fields to SWAN model, the results of shallow water wave calculated in shielded and opened coastal areas are compared, and, also, the effect of MASCON model on shallow water wave forecasting and hindcasting is discussed.
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문제 정의
따라서, 본 연구에서는 육상지 형의 영향을 고려한 바람장을 산출하기 위하여 MASCON모델(Goto and Shibaki,1993)을 이용하며, 이러한 육상지형의 영향이 고려된 바람 장으로부터 얻어진 해상풍이 천해파랑산정에 미치는 영향을 알아보고자 한다. 먼저 경남 남해안 일대의 해역을 대상으로 태풍 Maemi와 태풍 Sarah의 내습 시, MASCON모델로 산정된 해상풍의 타당성을 확인하고, 다음으로 지역적으로 차폐 및 개방되는 해역특성이 분명한 부산광역시 강서구 녹산국가산업단지 전면해역과 부산광역시 수영구 광안리 주변해역을 대상으로 기존의 태풍모델로 산정된 해상풍과 육상지형의 영향을 고려할 수 있는 MASCON 모델로 산정된 해상풍을 SWAN모델에 적용하여 천해 파랑을 산정하며, 그 결과를 상호 비교검토함으로써 정도 높은 천해파랑산정을 위한 MASCON모델의 필요성을 논의한다.
제안 방법
SWAN모델의 계산에 이용된 계산영역은 Fig. 4에 나타내는 바와 같고 각 영역의 격자크기는 광역 200m, 중역 50 m, 그리고 협역은 20 m로 각각 설징하여 순차직으로 계산을 수행하였다. 고려된 계산영역의 수심데이터와 해안선은 기본적으로 수치해도를 이용하였으며, 협역에서 충분하지 않은 수심데이터에 대해서는 실제 측량데이터를 추가하여 사용하였다.
4에 나타내는 바와 같고 각 영역의 격자크기는 광역 200m, 중역 50 m, 그리고 협역은 20 m로 각각 설징하여 순차직으로 계산을 수행하였다. 고려된 계산영역의 수심데이터와 해안선은 기본적으로 수치해도를 이용하였으며, 협역에서 충분하지 않은 수심데이터에 대해서는 실제 측량데이터를 추가하여 사용하였다. 그리고 각 영역의 계산에 사용한 바람장 데이터는 태풍 Maemi, 태풍 Sarah의 경우이다.
알아보고자 한다. 먼저 경남 남해안 일대의 해역을 대상으로 태풍 Maemi와 태풍 Sarah의 내습 시, MASCON모델로 산정된 해상풍의 타당성을 확인하고, 다음으로 지역적으로 차폐 및 개방되는 해역특성이 분명한 부산광역시 강서구 녹산국가산업단지 전면해역과 부산광역시 수영구 광안리 주변해역을 대상으로 기존의 태풍모델로 산정된 해상풍과 육상지형의 영향을 고려할 수 있는 MASCON 모델로 산정된 해상풍을 SWAN모델에 적용하여 천해 파랑을 산정하며, 그 결과를 상호 비교검토함으로써 정도 높은 천해파랑산정을 위한 MASCON모델의 필요성을 논의한다.
본 연구에서는 지역적 특성으로서 차폐와 개방되어 있는부스} 광역시 강서구 녹산국가산업단지 전면해역과 부산광역시 수영구 광안리 주변해역을 대상으로 기존의 태풍 모델에 의한 해상풍과 본 연구의 MASCON모델에 의한 해상풍을 SWN모델에 적용하여 천해파랑을 산정하였다. 결과에 의하면 차폐된 해역(녹산국가산업단지 전면해역)게서 MASCON 모델로 산정한 해상풍을 천해파랑산정에 이용하는 경우 태풍 모델에 의한 해상풍을 천해파랑산정에 이용한 경우에 비해 다소 복잡하고 높은 파고분포를 나타내었고, 상대적으로 개방된 해역(광안리 주변해역)에서는 육상지형이 천해 파랑의 산정에 미치는 영향은 그다지 크지 않은 것을 알 수 있었다.
차폐 및 개방이라는 지역적 특성이 분명한 해역으로 판단되는 부산광역시 강서구 녹산국가산업단지와 수영구 광안리 주변해역을 대상으로 태풍모델과 MASCON모델로 산정한 해상풍을 각각 SWAN모델과 결합하여 천해파랑을 추산하였다.
태풍의 주경로를 포함한 Fig. 1과 같은 영역을 대상으로육상지 형을 고려하지 않은 해상풍과 육상지 형이 고려된 N#SCON모델에 의해 계산된 해상풍을 상호 비교검토한다. 이 떼 격자기는 600 m의 등방격자로 하였으며, 고려된 격자 수는 방향 및 방향으로 각각 247개, 166개이다.
대상 데이터
고려된 계산영역의 수심데이터와 해안선은 기본적으로 수치해도를 이용하였으며, 협역에서 충분하지 않은 수심데이터에 대해서는 실제 측량데이터를 추가하여 사용하였다. 그리고 각 영역의 계산에 사용한 바람장 데이터는 태풍 Maemi, 태풍 Sarah의 경우이다. 또한 계산에사용한 신 심해설계파 제원(한국해양연구원, 2005)은 해당 지역에 큰 영향으로 작용될 수 있는 연안격자점의 값을 선택하였으며, 조위 및 폭풍해일고의 값은 해양수산부(2005) 와 허동수 등(2006)을 참고하영.
1과 같은 영역을 대상으로육상지 형을 고려하지 않은 해상풍과 육상지 형이 고려된 N#SCON모델에 의해 계산된 해상풍을 상호 비교검토한다. 이 떼 격자기는 600 m의 등방격자로 하였으며, 고려된 격자 수는 방향 및 방향으로 각각 247개, 166개이다. 그리고 해상풍 산징을 위하여 고려된 태풍은 태풍 Sarah(1959년 14호)와 태풍 Maemi(2003년 1.
성능/효과
적용하여 천해파랑을 산정하였다. 결과에 의하면 차폐된 해역(녹산국가산업단지 전면해역)게서 MASCON 모델로 산정한 해상풍을 천해파랑산정에 이용하는 경우 태풍 모델에 의한 해상풍을 천해파랑산정에 이용한 경우에 비해 다소 복잡하고 높은 파고분포를 나타내었고, 상대적으로 개방된 해역(광안리 주변해역)에서는 육상지형이 천해 파랑의 산정에 미치는 영향은 그다지 크지 않은 것을 알 수 있었다.
후속연구
따라서 차폐된 지역에서의 해상풍 뿐만 아니라 복잡한 육상지형이 접해 있는 해역의 천해파랑산정에 있어서 해상풍을 이용한 경우, 논 연구에서 기도된 MASCON모델과 같이 육상지형을 고려할 수 있는 해상풍 산정 모델의 이용이 필요할 것으로 판단된다.
참고문헌 (16)
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최병호, 엄현민, 김현승, 정원무, 심재설 (2004). Wave-Tide-Surge Coupled Simulation for Typhoon Maemi, 한반도 해역의 고파폭풍해일 워크숍 논문집, 한국해안해양공학회, 121-144
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