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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 안개의 영향을 많이 받는 공군 공항의 관측 자료를 활용하여 안개의 장기 변동 경향을 살펴보고, 안개 예보에 대한 가이던스를 제공하여 현업 예보에 사용할 수 있는 기반을 마련하고자 한다.
- 본 연구는 공군 공항의 관측 자료를 활용하여 안개의 장기 변동 경향을 살펴보고, 안개 예보에 대한 하나의 가이던스를 제공하여 현업 예보에 사용할 수 있는 기반을 마련하기 위한 것이다.
제안 방법
- 30년간의 안개 발생 특성을 분석하기 위해서 공군 27개 관측소를 대상으로 최근 30년, 최근 10년, 최근 5년간의 안개 발생 일수와 안개 지속 시간을 분석했다. 또한 항공 기상에서 사용하는 VFR(Visual Flight Rules, 시계비행규칙) 기준인 시정 3mile과 IFR(Instrument Flight Rules, 계기비행규칙) 기준인 시정 1mile에 따라 분석했다.
- 이 알고리즘은 강릉 공항 해무 발생과 기상 및 해양 인자 간의 분석 결과에서 도출된 것으로, 먼저 기압 패턴을 분류하고, 강릉 동해상 해수면온도와 850hPa 온도선의 모양을 확인한다. 다음으로 해수면온도와 최저기온, 지상기온, 925hPa 기온과의 차이, 풍속과 상대습도를 구한 다음, 위 가이던스(Fig. 7)의 가중치와 계산식을 사용하여 해무 발생 가능성을 계산한다.
- 이러한 안개 특성을 고려하여, 안개 예보 가이던스 작성을 위해 대표적인 내륙 공항으로 대구를 선정했고, 해안 공항은 강릉 공항을 선정했다. 대구 공항의 안개 예보 시 중요한 인자는 전일 최저 상대습도, 안개일 하늘 상태, 고기압 중심의 위치였으며, 선정된 인자와 안개와의 관계를 분석하여 대구 공항 안개 예보 가이던스를 제시했다. 대표적인 해안 공항인 강릉 공항은 기압 패턴, 강릉 동쪽 동해상의 해수면 온도, 850hPa 온도선의 모양, 해수면온도와 지상~상층까지 온도 차이와 풍속, 상대습도가 주요 안개 예보 인자로 선정되었으며, 이를 분석하고 종합하여 안개 예보 알고리즘을 제시했다.
- 대구 공항의 안개 예보 시 중요한 인자는 전일 최저 상대습도, 안개일 하늘 상태, 고기압 중심의 위치였으며, 선정된 인자와 안개와의 관계를 분석하여 대구 공항 안개 예보 가이던스를 제시했다. 대표적인 해안 공항인 강릉 공항은 기압 패턴, 강릉 동쪽 동해상의 해수면 온도, 850hPa 온도선의 모양, 해수면온도와 지상~상층까지 온도 차이와 풍속, 상대습도가 주요 안개 예보 인자로 선정되었으며, 이를 분석하고 종합하여 안개 예보 알고리즘을 제시했다.
- 30년간의 안개 발생 특성을 분석하기 위해서 공군 27개 관측소를 대상으로 최근 30년, 최근 10년, 최근 5년간의 안개 발생 일수와 안개 지속 시간을 분석했다. 또한 항공 기상에서 사용하는 VFR(Visual Flight Rules, 시계비행규칙) 기준인 시정 3mile과 IFR(Instrument Flight Rules, 계기비행규칙) 기준인 시정 1mile에 따라 분석했다.
- 이 알고리즘은 강릉 공항 해무 발생과 기상 및 해양 인자 간의 분석 결과에서 도출된 것으로, 먼저 기압 패턴을 분류하고, 강릉 동해상 해수면온도와 850hPa 온도선의 모양을 확인한다. 다음으로 해수면온도와 최저기온, 지상기온, 925hPa 기온과의 차이, 풍속과 상대습도를 구한 다음, 위 가이던스(Fig.
- 이러한 안개 특성을 고려하여, 안개 예보 가이던스 작성을 위해 대표적인 내륙 공항으로 대구를 선정했고, 해안 공항은 강릉 공항을 선정했다. 대구 공항의 안개 예보 시 중요한 인자는 전일 최저 상대습도, 안개일 하늘 상태, 고기압 중심의 위치였으며, 선정된 인자와 안개와의 관계를 분석하여 대구 공항 안개 예보 가이던스를 제시했다.
- 결국 동해안과 서해안 지역에서 발생하는 안개는 주로 이류안개의 형태로, 내륙 지역은 주로 복사냉각에 의한 복사안개가 많이 발생하고 있다. 이러한 특성을 바탕으로 해안과 내륙 지역으로 구분했으며, 해안 지역의 대표적인 공항을 강릉 공항으로, 내륙 지역은 대구 공항으로 선정하여, 안개 예보에 주요한 요소를 분석하여 안개 예보 가이던스를 만들었다.
- 동해안 지역은 수온전선대가 형성되어 대기-해양 상호 작용이 활발(안중배와 이해진[9])하고, 수온전선대 위로 동풍 계열의 바람에 의한 온난 이류가 있을 때 안개가 잘 발생한다. 즉, 강릉 공항의 안개 분석을 위해서는 일반적인 기상 요소 외에도 해상 상태에 대한 분석이 필요하여 강릉 인근 묵호의 해수면 온도 자료와 해류도 자료를 추가적으로 분석했다.
대상 데이터
- 본 연구에서 사용한 자료는 공군 기상단 27개 관측소에서 관측한 1982년 1월에서 2011년 12월까지 30년 간 시정(visibility) 자료로, 강수 일수를 제외한 순수 안개 발생일의 관측 자료이다. Fig.
성능/효과
- 해수면 온도와 상층 온도와의 차이를 분석하면, 850hPa 기온이 해수온도보다 평균적으로 2. 5℃ 더 낮고, 925hPa 기온이 해수온도보다 평균적으로 0.5℃ 높으며, 지상기온이 해수면온도보다 0.8℃ 높은 것으로 분석되었다. 지상 바람 분석 시, 해무는 북서~북동풍 계열이나 남동풍 계열의 바람이 평균 3.
- 공군 27개 관측소 자료의 3mile 미만 연평균 안개일수를 보면, 30년 평균(’82~’11) 안개일수는 110.2일, 10년 평균(’02~’11)은 104.1일, 5년 평균(’07~’11)은 103.8일로 점차 감소하는 경향을 보였다.
- Table 2는 공군 공항 별 안개일수와 안개 지속 시간의 30년간의 추세선의 기울기를 보인 것이다. 공군 공항 전체 평균을 보면, 3mile 미만 안개일수는 1.24일/년, 1mile 미만 안개일수는 0.98일/년의 비율로 감소했다. 3mile 미만 안개일수 기울기의 절대값이 1mile 미만 안개일수보다 크다는 것은 전반적으로 안개일수는 감소하는 경향을 보여, 안개가 발생하면, 1mile 미만까지 시정이 약화될 가능성이 증가함을 의미한다.
- 공군에서 운영하는 공항은 총 14개 공항으로, Table 1은 각 공항에 대한 최근 5년 평균 안개일수와 안개 지속 시간을 보인 것이다. 공군 공항 전체 평균을 보면, 3mile 미만 안개일수는 101.0일, 1mile 미만 안개일수는 38.1일로 분석되었다. 우리나라 중부 지역과 서해안 지역으로 안개일수가 많은 지역으로 나타났으며, 남부와 강릉 지역은 상대적으로 적은 것으로 분석되었다.
- 공군 자료를 분석한 결과, 최근 30년 동안 전국 평균 3mile 미만, 1mile 미만 안개일수 변화 경향은 감소하는 경향을 보이는 가운데, 3mile 미만 안개일수는 1.24day/year, 1mile 미만 안개일수는 0.98day/year의 비율로 감소했으며, 안개 지속 시간은 3mile 미만은 1.64h/year, 1mile 미만은 3.18h/year의 비율로 감소함을 알 수 있다.
- 6%를 차지했다. 따라서 한반도로 동풍류가 유입되거나 고기압 중심이 한반도에 위치하여 풍속이 5kts 미만일 때 안개 발생이 빈번한 것으로 분석되었다.
- 안개일수와 안개 지속 시간 분석 결과를 종합하면, 전체적으로 안개일수와 안개 지속 시간이 감소하는 경향을 보이고 있으며, 서울, 수원, 오산, 대구, 김해 공항 등 대도시 인근 지역은 안개일수와 안개 지속 시간 모두 크게 감소하는 것으로 분석되는데, 이는 손희정[7]에서 제시한 것과 같이, 오염 물질의 배출량의 단속 및 저공해 사업 추진에 따른 오염물질 농도 감소가 중요한 요인이라 판단된다. 또한, 서산, 군산 공항에서 보이는 안개일수나 안개 지속 시간의 증가 경향은 기온의 상승이나 해수면온도의 하강 등으로 생긴 해수면온도와 기온차이의 증대에 따른 해무의 영향이 증가한 것으로 판단된다.
- 전일 최저 상대습도 분석 시, 3mile 미만의 복사안개가 발생한 날은 전체의 93%를 차지하였으며, 1mile 미만 경우는 상대습도 40%이상일 경우 많이 발생하였다. 새벽 하늘 상태는 전체의 79%가 새벽 호천 상태일 때 안개가 발생했으며, 최고 온도 시 노점 온도와 최저 온도의 차이는 전체의 88.1%가 최고기온 시 노점온과 안개일 최저기온차가 2℃ 이내일 때 안개가 형성되었으나, 3℃ 이상만 차이가 나는 경우도 11.9% 발생했다. 상층풍속은 20kts 이하에서 전체 발생 건수의 약 89%, 15kts 이하에서 약 74%가 나타났다.
- 1mile 미만 안개일수가 증가한 곳은 서산 공항이며, 크게 감소한 지역은 서울, 수원, 오산 공항이다. 안개일수로 보면, 서울, 수원, 대구, 김해 공항 등 대도시 인근 지역으로 안개일수가 크게 감소하는 양상을 보이고, 서산 등 서해안 지역으로 안개 발생이 비슷하거나 증가하는 양상을 보인다.
- 3%를 차지했다. 안개일수와 같이 우리나라 중부 지역과 서해안 지역으로 안개 지속 시간이 긴 지역으로, 남부와 강릉 지역은 지속 시간이 상대적으로 짧은 것으로 분석되었다.
- 안개일수와 안개 지속 시간 분석 결과를 종합하면, 전체적으로 안개일수와 안개 지속 시간이 감소하는 경향을 보이고 있으며, 서울, 수원, 오산, 대구, 김해 공항 등 대도시 인근 지역은 안개일수와 안개 지속 시간 모두 크게 감소하는 것으로 분석되는데, 이는 손희정[7]에서 제시한 것과 같이, 오염 물질의 배출량의 단속 및 저공해 사업 추진에 따른 오염물질 농도 감소가 중요한 요인이라 판단된다. 또한, 서산, 군산 공항에서 보이는 안개일수나 안개 지속 시간의 증가 경향은 기온의 상승이나 해수면온도의 하강 등으로 생긴 해수면온도와 기온차이의 증대에 따른 해무의 영향이 증가한 것으로 판단된다.
- 1일로 분석되었다. 우리나라 중부 지역과 서해안 지역으로 안개일수가 많은 지역으로 나타났으며, 남부와 강릉 지역은 상대적으로 적은 것으로 분석되었다.
- 전일 최저 상대습도 분석 시, 3mile 미만의 복사안개가 발생한 날은 전체의 93%를 차지하였으며, 1mile 미만 경우는 상대습도 40%이상일 경우 많이 발생하였다. 새벽 하늘 상태는 전체의 79%가 새벽 호천 상태일 때 안개가 발생했으며, 최고 온도 시 노점 온도와 최저 온도의 차이는 전체의 88.
- 8℃ 높은 것으로 분석되었다. 지상 바람 분석 시, 해무는 북서~북동풍 계열이나 남동풍 계열의 바람이 평균 3.2kts 정도 불 때, 발생하는 것으로 분석되었다. 해무 발생 시에 해류를 분석하면, 5월~6월 사이에는 강릉 동해상에 북한한류의 영향을 받으며, 7월은 강릉 동해상에 동한한류와 북한한류가 만나고, 8월에는 동해상에 동한한류가 약화되는 형태를 보였다.
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