[국내논문]현업예보 관점에서 태풍의 온대저기압화 판단 과정에 대한 고찰 A Review on the Decision-making Process for Extratropical Transition of Typhoon from an Operational Forecast Point of View원문보기
온대저기압화는 중위도 기압계에 큰 영향을 주고 때로는 악기상의 원인이 되기도 한다. 그러나 온대저기압화에 대한 예보와 연구 양쪽 모두 많은 과제가 남아있다. 왜냐하면 태풍으로부터 변질된 온대저기압 자체의 모호한 형태 때문이다. 또한, 온대저기압화의 정의가 예보나 연구 양쪽 모두 만족시켜줄 만큼 정확하지도 않다 따라서 기상청은 2007 년에 "온대저기압화 현엽매뉴얼"을 개발하여 온대저기압화의 일련의 과정과 구조 변화 진단에 사용하였다. 이 매뉴얼에서는 1단계 최대풍속과 해수면온도, 2단계 위성영상, 3단계 단열선도, 그리고 최종단계인 4단계에서 지상일기도를 분석하였다. 이 현업매뉴얼은 온대저기압화가 일어날 때 구조변화의 이해와 감시에 도움이 될 것이다.
온대저기압화는 중위도 기압계에 큰 영향을 주고 때로는 악기상의 원인이 되기도 한다. 그러나 온대저기압화에 대한 예보와 연구 양쪽 모두 많은 과제가 남아있다. 왜냐하면 태풍으로부터 변질된 온대저기압 자체의 모호한 형태 때문이다. 또한, 온대저기압화의 정의가 예보나 연구 양쪽 모두 만족시켜줄 만큼 정확하지도 않다 따라서 기상청은 2007 년에 "온대저기압화 현엽매뉴얼"을 개발하여 온대저기압화의 일련의 과정과 구조 변화 진단에 사용하였다. 이 매뉴얼에서는 1단계 최대풍속과 해수면온도, 2단계 위성영상, 3단계 단열선도, 그리고 최종단계인 4단계에서 지상일기도를 분석하였다. 이 현업매뉴얼은 온대저기압화가 일어날 때 구조변화의 이해와 감시에 도움이 될 것이다.
The extratropically transitioning cyclones have been shown to have a large effect on weather system in the midlatitues and cause sometimes the severe weather phenomena. However, both operational forecasting and research aspect of ET remain a significant challenge. Because it is difficult to distingu...
The extratropically transitioning cyclones have been shown to have a large effect on weather system in the midlatitues and cause sometimes the severe weather phenomena. However, both operational forecasting and research aspect of ET remain a significant challenge. Because it is difficult to distinguish ET stage due to obscure configuration of the cyclone itself. Furthermore, any definition of ET should not only be precise enough to satisfy the needs of the operational and research communities. Therefore, the "operational deterministic process for ET" was proposed and has been used to diagnose both structure and subsequent process of ET in 2007. In this study, it has been examined the maximum wind and SST in the 1st step, satellite image in the 2nd step, sounding in the 3rd step, surface weather chart analysis in the final step. This operational manual has allowed better monitoring and understanding of the changes in the structure as ET occurs.
The extratropically transitioning cyclones have been shown to have a large effect on weather system in the midlatitues and cause sometimes the severe weather phenomena. However, both operational forecasting and research aspect of ET remain a significant challenge. Because it is difficult to distinguish ET stage due to obscure configuration of the cyclone itself. Furthermore, any definition of ET should not only be precise enough to satisfy the needs of the operational and research communities. Therefore, the "operational deterministic process for ET" was proposed and has been used to diagnose both structure and subsequent process of ET in 2007. In this study, it has been examined the maximum wind and SST in the 1st step, satellite image in the 2nd step, sounding in the 3rd step, surface weather chart analysis in the final step. This operational manual has allowed better monitoring and understanding of the changes in the structure as ET occurs.
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문제 정의
[3단계] 수평 이미지인 위성영상에 파악하기 어려운 대기의 연직구조를 파악하기 위하여 고층관측 자료를 분석한다. 400~700hPa의 대기 중 .
본 논문의 의의는 현업예보 차원에서 가능한 많은 관측자료를 준실시간으로 활용하여 온대 저기 압화에 대한 객관적 판정 절차를 마련한 것이다. 모든 예보는 반드시 정해진 시간에 발표되어야 하고 정확한 관측자료에 근거해야 하는 제약조건이 있다.
[3단계] 단열선도를 분석을 하여 온대저기압 시점에서 대기 중 . 상층의 건조역 여부를 알아보았다.
하층 구조 변화에 의한 온대저기압화를 분석하였다. 이 논문의 목적은 예보차원에서 온대저기압화 판정근거를 설정하고, 2006년 사례에 적용하여 타당성을 검토하는 것이다. 2장에는 국내·외 사례, 3장에는 온대 저기 압화 판정 근거 설정 이유를, 4장에는 2006년 사례 분석결과, 그리고 5장에는 요약과 향후 계획에 대하여 정리하였다.
가설 설정
SST 분석에는 기상청에서는 1일 1회 09:00 LST시에 제공하는 자료를 우선적으로 사용한다. 태풍 중심으로부터 100km를 반경으로 하는 원을 가정하여 그 범위 내의 해수면 온도 분포를 살펴보고 결정한다.
제안 방법
13호 태풍은 9월 19일 15:00 LST에 온대저기압으로 변질되었기 때문에 이 시각을 기준으로 전후 자료를 비교하였다. 해상에 태풍이 있었기 때문에 기상청에서 1일 2회 제공하는 QuikSCAT 해상풍 자료를 분석하였다.
[1 단계] 태풍의 정의에 따라 중심부근 최대풍속이 17m/s 이하와 태풍이 해상에서 온대저기압화가 될 경우를 예상하여 해수면 온도(Sea surface temperature, SST) 가 21℃ 이하의 2개 조건을 설정하였다. 최대풍속의 근거 자료는 기상청 지상관측망, 자동기상관즉망(Automated Weather System, AWS), 해상 브이 (buoy) 자료, 이어도 해상기지 자료와 일본 기상청 AMeDAS 바람 자료, Quick Scatterometer(QuikSCAr) 자료 등 입수 가능한 모든 자료를 사용한다.
[2단계] 일기도에 비하여 준실시간으로, 넓은 지역에서 자료 획득이 가능한 위성영상을 선정하였다. 위성영상 중에서 수증기 (water vapor, WV) 영상에서 암역(暗域, dry slot) 침투(intrusion)여부를 최우선 순위로 하였다.
3b). 따라서 μ단계] 2개의 조건 중에서 1개만 만족하기 때문에 온대 저기 압화 선언이 불가능하여 다음 단계의 위성영상 분석을 실시하였다.
9a). 따라서 μ단계] 기준 2개중 1개만 만족하기 때문에 온대저기압화 선언이 불가능하여 다음 단계인 [2단계] 위성영상 분석을 실시하였다. 기상청에서 제공하는 QuikSCAT 자료는 바람분포 스케일을 별도로 제공하지 않고 있으나 색깔별로 등급별 풍속을 구분하여 사용하고 있다.
본 논문에서는 7개 중에서 우리나라에 영향을 준 제3호, 에위니아(EWINIAR), 와 제13호, 산산(SHANSHAN)'에 대한 결과를 제시하였다.
본 연구에서는 현업태풍예보 관점에서, 온대 저기 압화 현업매뉴얼, 개발과 2006년 사례에 적용하여 검증한 결과를 요약하였다. 분석절차는 4단계이고 관측자료를 사용하여 태풍과 온대저기압의 구조 차이에 집중하였다.
결과를 요약하였다. 분석절차는 4단계이고 관측자료를 사용하여 태풍과 온대저기압의 구조 차이에 집중하였다. 제3호 태풍은 7월 10일 22:00 LST, 제 13호 태풍은 9월 19일 15:00 LST에 온대저기압으로변질된 것으로 판단하였다.
온대저기압 시점에서 대기 중 . 상층의 건조 역침투 여부를 판단하기 위하여 [3단계] 단열선도를 분석하였다.
이슬점온도선은 현재의 수증기압을 포화수증기압으로 하는 온 도선으로 연직으로 습윤한 정도를 나타내는 지료로써 이용된다. 속초는 매일 09:00 LST와 21:00 LST 2회 고층 관측을 실시한다. 온대저기압화 1시간 전인 7월 10일 21:00 LST에는 온도선(파란색 실선)과 이슬점온도선 (파란색 점선) 사이의 폭이 좁았다.
온대저기압화 시점을 기준으로 1시간 전과 11시간 후의 단열선도를 비교하였다(Fig. 6). 태풍과 가장 가까운 곳에 위치한 속초의 단열선도 자료 중 온도 선과 이슬점 온도선을 이용하였다.
온대저기압화 판정을 위하여 4단계, 5가지 요소로 구성하였다 (Fig. 1).
위성영상 중에서 수증기 (water vapor, WV) 영상에서 암역(暗域, dry slot) 침투(intrusion)여부를 최우선 순위로 하였다. 왜냐하면, 암역은 위성영상분석에 대한 전문지식이 다소 부족하더라도 육안으로 선명하게 파악하기 쉽기 때문이다.
위의 4단계 분석에서도 온대저기압화를 결정하지 못할 때는 태풍으로 유지하고, 예보관은 다음 예보 시간에 동일한 방법으로 분석을 실시한다.
3호 태풍에 대한 단계별 판단기준과 근거가 된 자료를 요약하였다. 이 태풍은 22:00 LST에 온대저기압으로 변질되었기 때문에 이 시각을 기준으로 전후 자료를 비교하였다. 21:30 LST AWS 바람분포에 의하면, 검정 원으로 표시된 울릉도에서 최대풍속이 13.
전선은 태풍중심과 연결되지 않은 형태이다. 지상전선의 유무를 판단하기 위하여 온대저기압 시점보다 18시간(Fig. 14a)전, 12시간(Fig. 14b)전, 6시간(Fig. 14c)전을 비교하였다. 8월 10일 15:00 LST부터 태풍 주변으로 전선이 나타났고 11일 03:00 LST까지 지속되었다.
지상전선의 유무를 판단하기 위하여 온대저기압 시점보다 3시간(Fig. 13b)전과 온대저기압 시점(Fig. 13b)을 비교하였다. 9월 19일 11:00 LST에는 태풍 주변으로 전선이 나타나지 않았으나, 19일 15:00 LST에는 일본 삿포로 부근 해상에 전선이 나타났다.
현재 기상청은 동아시아 지상일기도를 09:00 LST부터 3시간 간격으로 1일 8회 생산한다. 지상전선의 유무를 판단하기 위하여 온대저기압 시점보다 4시간(Fig. 7a)전과 1시간(Fig. 7b)후를 비교하였다. 7월 10일 18:00 LST 에는 태풍 주변으로 전선이 나타나지 않았으나, 10일 21:00 LST에는 동해상에 전선이 나타나서 태풍은 7 월 10일 22:00 LST에 온대저기압으로 선언되었다.
태풍위치에서 가장 가까운 일본의 W可ima의 단열 선도를 온대저기압화 시점보다 6시간(Fig. 12a)전과 6시간(Fig. 12b)후를 비교하였다. 9월 19일 09:00 LST에는 지상에서 약 650h*a까지는 온도선과 현재의 수증기압을 포화수증기압으로 하는 온도인 이슬점 온도 선의 폭이 좁았다.
Hart (2003)는 저기압위상공간도(Cyclone phase space diagram, CPSDX 개발하여 시간 경과에 따라 태풍의 상 . 하층 구조 변화에 의한 온대저기압화를 분석하였다. 이 논문의 목적은 예보차원에서 온대저기압화 판정근거를 설정하고, 2006년 사례에 적용하여 타당성을 검토하는 것이다.
비교하였다. 해상에 태풍이 있었기 때문에 기상청에서 1일 2회 제공하는 QuikSCAT 해상풍 자료를 분석하였다. QuikSCAT 바람분포를 보면, 태풍을 중심으로 남 .
대상 데이터
지상일기도 분석 시 전선표시에 대하여 개선이 필요하다. 2006년 제7호 태풍 '마리아(MARIA)'의 온대 저기 압화 시(2006년 8월 11일 09:00 LST) 일본 기상청의 지상일기도를 원으로 표시하였다(Fig. 14). 일본기상청은 온대저기압화 1&시간 전(Fig.
2006년에는 23개 발생 태풍 중 온대저기압화된 7개 사례에 대하여을 적용하여 검증하였다.
제 13호 태풍은 9월 10일 21:00 LST에 미국 괌 서북서쪽 약 1140 km 부근 해상(16.8 N, 134.8 E) 에서발생하였다(Fig. 8). 이 태풍은 16일 03:00 LST부터 16일 21:00 LSI까지 대만동쪽해상에서 최대로 발달하여 강도는 매우 강, 크기는 중형으로 유지되었다.
제3호 태풍은 7월 1일 03:00 LST에 괌섬 남서쪽 약 1010km 부근 해상(7.6N, 137.8E)에서 발생하였다(Fig. 2). 이 태풍은 7월 3일 09:00 LST에 강한 열대 폭풍(severe tropical storm, STS)으로 발달하였고, 15:00 LST에는 강도는, 강, , 크기는, 중형, , 중심기압 970hPa이 되었다.
최대풍속의 근거 자료는 기상청 지상관측망, 자동기상관즉망(Automated Weather System, AWS), 해상 브이 (buoy) 자료, 이어도 해상기지 자료와 일본 기상청 AMeDAS 바람 자료, Quick Scatterometer(QuikSCAr) 자료 등 입수 가능한 모든 자료를 사용한다. SST 분석에는 기상청에서는 1일 1회 09:00 LST시에 제공하는 자료를 우선적으로 사용한다.
6). 태풍과 가장 가까운 곳에 위치한 속초의 단열선도 자료 중 온도 선과 이슬점 온도선을 이용하였다. 이슬점온도선은 현재의 수증기압을 포화수증기압으로 하는 온 도선으로 연직으로 습윤한 정도를 나타내는 지료로써 이용된다.
이론/모형
북서태평양에 인접한 국가들은 태풍 발생시각을 Regional Specialized Meteorological Center(RSMC) Tokyo의 객관분석에 따라 실시한다. 따라서 이들 국가에서 태풍 발생시각은 어디서나 동일하다.
성능/효과
특히 400~500 hPa에서 두 선사 이의 폭이 커졌는데 이것은 주변의 차고 건조한 공기가 중 - 상층부터 태풍쪽으로 유입되는 증거이다. 단열선도 비교 결과 태풍은 7월 10일 21:00 LST부터 11일 09:00 LST 사이에 온대저기압화가 완료되었음을 알 수 있었다.
상층으로부터 태풍으로 차고 건조한 공기의 유입이 뚜렷하였다. 따라서 9월 19일 09:00 LST부터 19 일 21:00 LST 사이에 온대저기압화가 완료되었음을 알 수 있었다.
그러나, 온대 저기 압화 과정 중에는 태풍의 북쪽에 위치한 한랭한 공기가 태풍 서쪽으로 파고들어 온난핵 구조가 약화되고, 소용돌이도 중심이 고도에 따라 서쪽으로 기울어진다. 또한 지위고도의 편차가 태풍 상층에서 큰 값을 보이고, 고도가 증가함에 따라 한랭핵이 나타났다. 이와 같이 태풍의 대칭구조는 온대저기압화 과정을 거치면서 비대칭구조로 바뀌는 것을 알 수 있다.
8). 이 태풍은 16일 03:00 LST부터 16일 21:00 LSI까지 대만동쪽해상에서 최대로 발달하여 강도는 매우 강, 크기는 중형으로 유지되었다. 이후 점차 약화되어 대한해협을 통과할 당시는 중심기압 950~970hPa을 보였다.
후속연구
상층에서 건조역 침투여부를 판단하기 위하여 태풍 중심으로부터 가장 가까운 고층관측소의 실황 단열선도를 활용한다. 또한 기상청에서 예보에 활용하는 기상분석 시스템 (Forecaster's Analysis System, FAS)에서 모델 분석 장으로부터 계산된 단열선도도 판단자료로 활용 가능하다. 단열선도는 대기 중 .
이 두 조건을 만족하기 위해서는 앞서 밝힌 바와 같이 온대 저기 압화에 대한 객관적인 정의가 아직까지도 명확하지 않기 때문에 관련 연구가 절실히 요구된다. 또한, 태풍예보 현업에서 개선점을 찾는 노력이 병행돼야 할 것이다.
그러나 일본 기상청 지상일기도와는 달리(그림 생략) 우리나라의 편집일기도는 지상전선의 표시가 점차 조정되는 것이 아니라 3시간 만에 갑자기 전선을 표시하고 있다. 향후 온대저기압화시 전선 유무의 판단을 위해서는, 우리 편집일기도 작성시 태풍 내부와 주변에서 시간에 따른 보다 연속적인 전선의 표시가 요구된다.
참고문헌 (8)
권혁조, 김지영, 2005, 태풍 민들레의 온대저기압화 과정에 대하여. 대기, 15, 17-25
Harr, P.A. and Elsberry, R.L., 2000, Extratropical transition of tropical cyclones over the western North Pacific. Part I: Evolution of structural characteristics during the transition process. Monthly Weather Review, 128, 2613-2633
Kitabatake, N., 2002, Extratropical transformation of Typhoon Vicki (9807): Structural change and the role of upper-tropospheric disturbances. Journal of Meteorological Society of Japan, 80, 229-247
Kitabatake, N., Hoshino, S., Bessho, K., and Fujibe, F., 2006, Structure and Intensity Change of Typhoon Songda (0418) Undergoing Extratropical Transition. Paper of Meteorological Geophysics, 58, 135-153
Klein, P.M., Harr, P.A., and Elsberry, R.L., 2000, Extratropical transition of western North Pacific tropical cyclones: An overview and conceptual model of the transformation stage. Weather and Forecasting, 15, 373-396
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