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실용적인 원지 지진해일 예경보 체계
Practical Forecast-Warning System for Distant Tsunamis 원문보기

韓國水資源學會論文集 = Journal of Korea Water Resources Association, v.45 no.10, 2012년, pp.997 - 1008  

윤성범 (한양대학교 건설환경공학과) ,  백운일 (한양대학교 대학원 건설환경공학과) ,  박원경 (한양대학교 대학원 건설환경공학과) ,  배재석 (한양대학교 대학원 건설환경공학과)

초록
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본 연구에서는 우리나라 실정에 부합되는 실용적인 원지 지진해일 예경보 체계 구축을 위해 미국과 우리나라의 지진해일 예경보 체계 현황을 파악하고, 2011년 동일본 지진해일 당시의 대처상황을 분석하였다. 우리나라 해안 지역에 영향을 미치는 원지 지진해일의 발생원 및 전파 특성을 고려하고, 지진탐지 및 수치모의수행 능력과 가용 전문인력 등을 고려한 효율적인 원지 지진해일 예경보 체계 구축 방안을 제안하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

To construct the practical forecast and warning system for distant tsunamis suitable for Korea the state-of-art of the forecast and warning systems of United States and Korea is investigated, and the action conducted by Korea for the case of 2011 East Japan Tsunami is also analysed. The tsunami sour...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 우리나라 실정에 부합되는 실용적인 원지 지진해일 예경보 체계 구축을 위해 미국과 우리나라의 지진해일 예경보 체계 현황을 파악하고, 2011년 동일본지진해일 당시의 대처상황을 분석하였다. 미국의 경우 지진감시망, 전용 컴퓨터와 통신망 등의 하드웨어와 함께, 수집된 지진자료로부터 지진해일 발생가능성을 판단하고 지진해일 전파 수치모의를 수행하며, 그 결과를 분석하여 위험 예상지역에 신속히 통보하는 전 과정을 자동화하고, 다음 과정으로의 진행을 판단하고 결정하는 전문가가 24시간 교대로 대기한다.
  • 또한 원지 지진해일 발생 시 우리나라 근해에서의 신뢰성 있는 정량적 예보를 외국 기관에 의존하지 않고 수행할 수 있는 예보체계를 구축하는 것은 기상예보의 주권을 확보하는 중대한 사안이다. 본 연구에서는 원지 지진해일에 대한 우리나라 독자적인 예경보 시스템을 구축하기 위한 기초 연구로서 미국과 우리나라의 지진해일 예경보 시스템을 파악하고 비교하여 우리나라 실정에 부합되며, 효율적인 예경보 시스템을 제안하고자 하였다.

가설 설정

  • 이 지진대의 어느 특정 위치에서 해저지진이 발생하면 지진대에 평행하게 외해 쪽에 설치된 관측 부이인 DART 부이 시스템에서 지진해일을 감지하고 초기 몇 십분 정도의 파형을 분석하여 역추적을 통해 지진해일 발생역 내의 단위발생원의 단층변위를 좀 더 현실적으로 추정한 다음, 각 예경보 발령 대상 해안지역의 해당 단위발생원에 의한 지진해일 계산 결과에 역추적에 의한 단층변위량을 곱하고, 지진해일 발생에 기여한 모든 발생원에 대해 합산하여 그 지역의 지진해일에 의한 수면 거동을 수정하여 예측하는 2단계의 예경보 시스템을 구축하였다. 이 과정에는 각각의 단위발생원에 의한 지진해일이 서로 영향을 미치지 않는다는 선형시스템의 가정 하에 비례가정(proportionality)과 중첩가정(superposition)이 적용되었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
미국의 지진해일 광역 예경보 체계 중 1차적인 광역 예보는 어떻게 이루어지는가? 미국의 지진해일 광역 예경보 체계는 2원화되어 있다. 1차적인 광역 예경보는 하와이에 있는 태평양지진해일경보센터(PTWC, Pacific Tsunami Warning Center)에서 담당하며, 해저 지진대의 어느 특정 위치에서 해저지진이 발생하면 전 세계의 지진파 탐지망에 의해 지진파를 탐지하고 분석하여 진앙의 위치와 지진규모를 즉각적으로 파악하고, 지진해일을 동반할 것으로 판단되면 그 지진규모에 해당하는 초기 파원을 추정한 다음 20초 내에 광역 수치모델링을 수행하여 태평양 전체에 대한 지진해일의 도달시간 및 최대해일고를 도면으로 표시한 전파도를 작성하고, 이를 바탕으로 환태평양의 각 주요 해안 지점에 대한 해일고를 천수식 등의 간략한 공식을 사용하여 산정하여 통보한다. 한편 미국 해양대기국인 NOAA의 지진해일 연구센터(NCTR: NOAA Center for Tsunami Research)에서는 좀 더 상세한 2차 광역 예보를 담당하는 바, 원지 지진해일 예경보를 위해 지진해일을 발생시킬 가능성이 있는 태평양, 인도양 및 대서양 지진대 전체를 따라 지진 모멘트 규모 7.
지진해일 예경보는 어떻게 2가지로 나눌 수 있으며, 각각을 설명하시오. 지진해일 예경보는 크게 광역과 상세역의 2가지로 대별되는 바, 광역 예경보는 우리나라 제주도 또는 남해안 등 넓은 해역에 대해 대표적인 해일 도달시간과 해일고 등을 예보하는 것이며, 상세역 예경보는 마산만이나 여수만 등 특정 지역에 대한 예상 범람 범위 등 상세한 지진해일 정보를 제공하는 것이다. 광역 예경보는 해안에서 어느 정도 떨어진 외해를 대상으로 하므로 상세한 해안 지형의 영향을 받지 않고 해일의 파장이 길어 큰 격자를 사용할 수 있으며, 또한 해일고가 상대적으로 작아 선형이론이 적용 가능하므로 계산 부담이 상대적으로 적다.
원지 지진해일의 이상적인 예경보 체계는 무엇인가? 원지 지진해일이 발생한 다음 그 파원역의 지진 규모와 단층 매개변수를 구하고 초기파형을 계산하여 수치모의한 다음 해당 지역에 예경보를 발령하는 것이 이상적인 예경보 체계라 할 수 있다. 그러나 현재까지의 기술 수준과 컴퓨터 계산 능력으로는 해저에서 지진이 발생하고 나서 이러한 과정을 거쳐 지진해일의 위험성이 있는 곳에 예경보를 발령하기까지 장시간이 소요되어 지진해일이 도달할 때까지도 예경보 발령에 필요한 계산 결과를 얻기 힘든 실정이다.
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참고문헌 (9)

  1. 국립방재연구소 (2000). 동해안에서의 지진해일 재해저감을 위한 연구 II (11-1310148-000053-01). 행정자치부 국립방재연구소. 

  2. 기상청 (2011). 보도자료(2011년 3월 11일). 입수가능웹사이트: 기상청(http://www.kma.go.kr)>행정과정책>보도자료, 웹사이트접속일 2012. 2. 19. 

  3. 소방방재청 (2009) 지진해일 재해저감기술 개발(NEMA-06-NH-06). 소방방재청. 

  4. ITIC (2011). Energy and Max wave amplitudes and Max wave amplitudes by country. Available at: International Tsunami Information Center(http://itic.ioc-unesco.org)> Technical Info> List of Tsunamis> Tsunamis 2010-pres> 2011 Tsunamis> 11 March 2011, MW9.0, Near the East Coast of Honshu Japan Tsunami> 2) Sea Level> RIFT tsunami forecast during event, M9.1 (PTWC), Accessed 19 Feb., 2012. 

  5. Lim, C.H., Bae, J.S., Jeon, Y.J., and Yoon, S.B. (2007). Grid nesting for dispersion-correction finite difference model for tsunami simulation. Proceedings of 32nd Congress of the International Association of Hydraulic Engineering and Research, Venice, Italy. 

  6. Mansinha, L., and Smylie, D.E. (1971). "The displacement fields of inclined faults." Bull. Seismol. Soc. Amer., Vol. 61, No. 5, pp. 1433-1440. 

  7. PTWC (2011). Pacific.2011.03.11.055508. Available at: Pacific Tsunami Warning Center (http://ptwc.weather. gov)> Pacific Ocean> Pacific Ocean message archive, Accessed 19 Feb., 2012. 

  8. Tsuji, Y. (2011). Damage of the tsunami of the East Japan Earthquake of March 11th, 2011 along the coasts of the Kanto and Tohoku Districts. Annual Conf. of Korean Assoc. of Ocean Science and Technology Societies, Busan, Korea. 

  9. Yoon, S.B., Lim, C.H., and Choi, J. (2007). "Dispersioncorrection finite difference model for simulation of transoceanic tsunamis." Terrestrial, Atmospheric and Oceanic Sciences, CGU, Vol. 18, No. 1, pp. 31-53. 

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