이 연구에서는 기상청에서 관측한 최근 7년(2002-2008)간의 낙뢰자료를 이용하여 남한지역에서 발생한 구름-지면 낙뢰 현상의 극성별 시 공간적 특성을 분석하였다. 낙뢰빈도는 극성에 관계없이 강한 경년변동, 계절변동 및 일 변동을 보이고 있다. 낙뢰빈도는 여름과 겨울에 각각 최대(74%) 및 최소(0.6%)를 보이고 있다. 또한 계절과 극성에 따라 다르지만 낙뢰는 평균적으로 새벽과 오후에 최대로 발생하는 일 변동을 보이고 있다. 정극성 비율(정극성/부극성)은 여름에 7.3%로 낮으나 겨울에는 62.5%로 강한 계절 변동을 보이고 있다. 낙뢰강도는 경년 및 일 변동은 거의 보이지 않고 있으며 낙뢰가 많이 발생하는 여름에 약하고 낙뢰가 적게 발생하는 겨울에 강한 계절 변동을 보이고 있다. 또한 정극성 낙뢰강도는 강한 계절 변동을 보이는 반면 부극성은 상대적으로 약한 계절 변동을 보이고 있다. 낙뢰밀도는 영동과 동해 지역보다 서부 내륙 및 서 남해상에서 높게 나타나고 있다. 낙뢰강도의 경우 극성에 관계없이 내륙에서보다 바다, 특히 동해상에서 강하게 나타나고 있다.
이 연구에서는 기상청에서 관측한 최근 7년(2002-2008)간의 낙뢰자료를 이용하여 남한지역에서 발생한 구름-지면 낙뢰 현상의 극성별 시 공간적 특성을 분석하였다. 낙뢰빈도는 극성에 관계없이 강한 경년변동, 계절변동 및 일 변동을 보이고 있다. 낙뢰빈도는 여름과 겨울에 각각 최대(74%) 및 최소(0.6%)를 보이고 있다. 또한 계절과 극성에 따라 다르지만 낙뢰는 평균적으로 새벽과 오후에 최대로 발생하는 일 변동을 보이고 있다. 정극성 비율(정극성/부극성)은 여름에 7.3%로 낮으나 겨울에는 62.5%로 강한 계절 변동을 보이고 있다. 낙뢰강도는 경년 및 일 변동은 거의 보이지 않고 있으며 낙뢰가 많이 발생하는 여름에 약하고 낙뢰가 적게 발생하는 겨울에 강한 계절 변동을 보이고 있다. 또한 정극성 낙뢰강도는 강한 계절 변동을 보이는 반면 부극성은 상대적으로 약한 계절 변동을 보이고 있다. 낙뢰밀도는 영동과 동해 지역보다 서부 내륙 및 서 남해상에서 높게 나타나고 있다. 낙뢰강도의 경우 극성에 관계없이 내륙에서보다 바다, 특히 동해상에서 강하게 나타나고 있다.
The statistical characteristics of Cloud-to-Ground (CG) lightning data, observed by the total lightning detection system (TLDS) of KMA during the recent seven years (2002-2008), have been analyzed. Lightning frequency shows a strong interannual, seasonal and diurnal variations without regard to the ...
The statistical characteristics of Cloud-to-Ground (CG) lightning data, observed by the total lightning detection system (TLDS) of KMA during the recent seven years (2002-2008), have been analyzed. Lightning frequency shows a strong interannual, seasonal and diurnal variations without regard to the polarity. The 74% and 0.6% of the total lightning occurred during the summer and winter, respectively. And it has a bimodal diurnal variation with two peaks (dawn: 0500-0700 LST, mid-afternoon: 1500-1600 LST). The ratio of positive flashes to negative ones also has a strong seasonal variation with the maximum and minimum during winter (62.5%) and summer (7.3%), respectively. Unlike the lightning frequency, the lightning intensity of negative flashes shows a weak interannual, seasonal and diurnal variations. However, the lightning intensity of positive flashes exhibits an inverse seasonal variation to that of lightning frequency, with the minimum and maximum during summer and winter, respectively. The lightning density is greatly higher in the western inland areas and the West/South Sea than in the eastern part and the East Sea. In general, the lightning intensity is stronger in the ocean, especially in the East Sea than in the inland area, regardless of the polarity.
The statistical characteristics of Cloud-to-Ground (CG) lightning data, observed by the total lightning detection system (TLDS) of KMA during the recent seven years (2002-2008), have been analyzed. Lightning frequency shows a strong interannual, seasonal and diurnal variations without regard to the polarity. The 74% and 0.6% of the total lightning occurred during the summer and winter, respectively. And it has a bimodal diurnal variation with two peaks (dawn: 0500-0700 LST, mid-afternoon: 1500-1600 LST). The ratio of positive flashes to negative ones also has a strong seasonal variation with the maximum and minimum during winter (62.5%) and summer (7.3%), respectively. Unlike the lightning frequency, the lightning intensity of negative flashes shows a weak interannual, seasonal and diurnal variations. However, the lightning intensity of positive flashes exhibits an inverse seasonal variation to that of lightning frequency, with the minimum and maximum during summer and winter, respectively. The lightning density is greatly higher in the western inland areas and the West/South Sea than in the eastern part and the East Sea. In general, the lightning intensity is stronger in the ocean, especially in the East Sea than in the inland area, regardless of the polarity.
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제안 방법
낙뢰빈도는 매 격자에서 관측된 총 낙뢰수를 격자의 면적으로 나누어 연간 단위 면적당의 계절별 낙뢰밀도(km−2 3mon−1)로 분석을 하였으며, 낙뢰강도는 발생빈도가 정규분포를 보이지 않아 평균대신 중앙값을 사용하였고 극성별 분석을 포함하였다.
또한 시간 규모는 경년규모에서 일변동 규모까지 분석하였으며 일변동 분석에서는 단기변동을 완화하기 위하여 5시간 이동평균을 적용하였다.
따라서 본 연구에서는 낙뢰 탐지효율 및 공간분해능이 우수한 기상청 신 낙뢰관측 시스템의 관측 자료를 이용하여 최근 7년(2002-2008)동안 남한 지역에서 발생한 구름-지면 낙뢰 현상에 대하여 시 · 공간적 변동 특성을 극성별로 분석하였다.
본 연구에서는 기상청에서 관측한 최근 7년(2002-2008)간의 낙뢰자료를 이용하여 남한지역에서 발생한 구름-지면 낙뢰 현상의 극성별 특징을 시 · 공간적으로 분석하였다.
우리나라에서의 극성별 낙뢰발생 특성을 알아보기 위하여 낙뢰발생 빈도(밀도)와 강도의 시 · 공간 변동 특성을 극성별로 분석하였다.
대상 데이터
선행 연구(Huffines and Orville, 1999; Zajac and Rutledge, 2001; Orville et al., 2002)에서는 실제 종관관측에서 천둥소리를 듣고 낙뢰를 관측할 수 있는 범위가 20 km(Reap and Orville, 1990) 이내임을 고려하여 0.2° 간격의 격자가 선택되었으나, 본 연구에서는 25 km를 기준으로 하는 0.25°×0.25° 격자 간격 으로 총 625개(동서 방향 25개×남북 방향 25개)의 격자에 대하여 분석하였다.
연구에 사용된 자료는 낙뢰 자료유형이 G로 표시되는 구름-지면 낙뢰 자료 중에서 TOA 센서의 특성상 낙뢰 현상이 관측된 센서의 수(NRS)가 3개 이상인 자료만을 사용하였으며, 시간적으로는 500 ms 이내, 공간적으로는 10 km 이내의 낙뢰는 동일 낙뢰로 간주하였다(Lim and Lee, 2005).
최근 낙뢰 현상의 극성별 변동특성 분석을 위해 사용된 자료는 기상청에서 2001년 도입 되어 운영 중인 신 낙뢰관측 시스템의 관측 자료이다.
후속연구
본 연구는 최근 7년간의 데이터를 이용하여 남한 지역의 낙뢰 발생 특성 및 극성별 특성에 대해 분석하였으나, 경년 변동이 크고 분석기간이 짧아 남한지역의 일반적인 낙뢰 특성을 제시하기 위해서는 보다 장기간의 자료 분석이 필요하다.
이러한 연구는 최근 남한 지역의 낙뢰 발생 특성에 대한 정보를 축적할 뿐만 아니라, 낙뢰 예측성 향상 및 재해 경감에도 활용될 수 있을 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
낙뢰빈도는 어떤 변동을 보이는가?
이 연구에서는 기상청에서 관측한 최근 7년(2002-2008)간의 낙뢰자료를 이용하여 남한지역에서 발생한 구름-지면 낙뢰 현상의 극성별 시 공간적 특성을 분석하였다. 낙뢰빈도는 극성에 관계없이 강한 경년변동, 계절변동 및 일 변동을 보이고 있다. 낙뢰빈도는 여름과 겨울에 각각 최대(74%) 및 최소(0.
낙뢰란 무엇인가?
낙뢰란 뇌운 속에서 분리 축전된 음(-)과 양(+) 전하 사이 또는 뇌운 속의 전하와 지면에 유도되는 전하 사이에서 발생하는 불꽃방전으로 낙뢰의 약 80%는 구름 내부 또는 구름 대 구름 사이에서 발생하고 약 20%만이 구름과 지표면 사이에서 발생한다. 활동적인 뇌운에서는 이 불꽃 방전을 반복하기에 충분한 전하의 분리가 계속 일어나고 있는데, 그 결과 양전하(+)는 구름 상부에 넓게 분산되어 분포하고, 음전하(-)는 주로 구름 하부에 분포한다.
정부는 자연재해대책법을 통해 어떤 낙뢰피해를 최소화하고자 하는가?
낙뢰의 발생 유형 중에서 구름-지면 낙뢰(Cloud-to- Ground Lightning)가 가장 위험하고 그 피해가 크게 나타나는데, 특히 정극성 낙뢰는 구름-지면 낙뢰 중 현저히 적게 발생함에도 불구하고 낙뢰강도가 부극성 낙뢰보다 강하여 더 치명적인 피해를 준다. 이러한 낙뢰 발생으로 인한 피해로는 광범위한 지역 정전, 정보기반시설 가동중단으로 예상되는 교통 혼잡, 국가 주요정보 손실, 공항 폐쇄 등이 있으며, 피해액은 경제적 가치로 환산할 수 없을 정도로 막대하다. 최근 정부에서는 이러한 낙뢰피해를 최소화하기 위하여 “자연재해대책법(’09.
참고문헌 (24)
나득균, 곽종흠, 서명석, 홍 윤, 2005, 종관적 특징에 따른 남한 강수 특성 분석: 30년(1973-2002) 기후통계. 한국지구과학회지, 26, 732-743.
Boccippio, D.J., Cummins, K., Christian, H.J., and Goodman, S.J., 2001, Combined satellite and surface-based estimation of the intracloud-cloud-to-ground lightning ratio over the continental United States. Monthly Weather Review, 129, 108-122.
Cummins, K.L., Murphy, M.J., Bardo, E.A., Hiscox, W.L., Pyle, R.B., and Pifer, A.E., 1998, A Combined TOA/MDF technology upgrade of the U.S. national lightning detection network. Journal of Geophysical Research, 103, 9035-9044.
Hodanish, S., Sharp, D., Collins, W., Paxton, C., and Orville, R.E., 1997, A 10-yr monthly lightning climatology of Florida, 1986-95. Weather and Forecasting, 12, 439-448.
Huffines, G.R. and Orville, R.E., 1999, Lightning ground flash density and thunderstorm duration in the continental United States: 1989-96. Journal of Applied Meteorology, 38, 1013-1019.
Kuk, B.J., Ha, J.S., Kim, H.I., and Lee, H.K., 2010, Statistical characteristics of ground lightning flashes over the Korean peninsula using Cloud-to-Ground lightning data from 2004-2008. Atmospheric Research, 95, 123-135.
Lim, E. and Lee, T.Y., 2005, Statistical Characteristics of Lighting over the Korean Peninsula for 1996-2000. Journal of the Korean Meteorological Society, 41, 41-55.
Livingston, E.S., Nielson-Gammon, J.W., and Orville, R.E., 1996, A climatology, synoptic assessment, and thermodynamic evaluation for cloud-to-ground lightning in Georgia: A study for the 1996 Summer Olympics. Bulletin of the American Meteorological Society, 77, 1483-1495.
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Reap, R.M. and Orville, R,E., 1990, The relationships between network lightning locations and surface hourly observations of thunderstorms. Monthly Weather Review, 118, 94-118.
Zajac, B.A. and Rutledge, S.A., 2001, Cloud-to-ground lightning activity in the contiguous United Sates from 1995 to 1999. Monthly Weather Review, 129, 999-1019.
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