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수도권 지역의 고해상도 WRF 모델 기반 연직 해상도 및 경계층 모수화 방안 민감도 실험
Sensitivity Experiments of Vertical Resolution and Planetary Boundary Layer Parameterization Schemes on the Seoul Metropolitan Area using WRF Model 원문보기

한국지구과학회지 = Journal of the Korean Earth Science Society, v.36 no.6, 2015년, pp.553 - 566  

임아영 (한국외국어대학교 차세대도시농림융합기상사업단) ,  노준우 (한국외국어대학교 차세대도시농림융합기상사업단) ,  지준범 (한국외국어대학교 차세대도시농림융합기상사업단) ,  최영진 (한국외국어대학교 차세대도시농림융합기상사업단)

초록
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수도권 지역의 고해상도 수치실험에 있어 연직 해상도와 대기경계층 모수화 방안의 효과를 조사하였다. WRF 모델을 이용하여 2013년 10월 25일 0000 UTC 부터 10월 26일 0000 UTC까지 수치 적분을 수행하였다. 수치 결과는 서울 남부에 위치한 선릉지역에서 관측된 6시간 간격의 라디오존데 자료와 서울지역의 43개 자동 기상 관측소 자료를 이용하여 검증하였다. 대기 하층의 연직해상도 비교 실험은 연직 44, 50, 60개의 층으로 구성되었으며, 특히 약 2 km고도 이하의 층을 세분화하였다. 연직 해상도가 가장 높은 60개층 실험에서 대기경계층 고도의 일 변동이 가장 뚜렷하게 나타났고, 특히 산악 지형과 같은 고지대에서는 대기경계층 고도와 10 m 바람장에서 연직해상도 실험 별 차이가 크게 나타났다. WRF 모델 내 ACM2, YSU, MYJ 대기경계층 모수화 방안에 따른 온도의 민감도 실험에서는 모든 실험수행 시간대에서 수치 모델 결과가 라디오존데 관측에 비교하여 온도를 과소 모의하였다. 지상 온도는 YSU 방안과 ACM2 방안이 MYJ 방안에 비해 상대적으로 편차가 낮게 나타났다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The effects of vertical resolutions and planetary boundary layer (PBL) physics schemes in a numerical simulation with a very high resolution over the metropolitan area were investigated. The numerical experiments using the Weather Research and Forecast model were conducted from 0000 UTC 25 October t...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • PBL 고도를 통해 각 시간에 따른 대기 상태를 분석하고 연직해상도에 따라 PBL 이하 하층 변수들의 수평 분포 차이를 살펴보고자 하였다. 1800 UTC와 0000 UTC에서 연직해상도에 따른 PBL 고도와 L44를 기준으로 L44와 각 실험간의 지상 10 m 바람장 차이를 비교하였다(Figs.
  • 그러나 현실적인 계산 자원 측면에서, 일반적으로 시/공간적 한계를 고려하여 대기 하층의 대기 현상과 바람장을 적절히 재현할 수 있도록 일부 층을 선택하여 수치 적분을 수행한다. 따라서 본 연구에서는 대기 최하층 고도와 PBL 이하의 연직층 수 설정에 따라 각 실험에 대한 대기 하층 기상변수들의 모의 수준을 비교 제시하였다.
  • 게다가 이전의 국외 연구 결과는 우리나라 수도권과 같이 복잡한 도심지역에 적용하기에는 한계가 존재하고 국내 연구 결과 또한 연직 기상관측자료의 부족으로 수치모델 결과 검증에 한계가 있었다. 따라서 본 연구에서는 우리나라 수도권 지역을 대상으로 WRF (Weather Research and Forecasting) 모델을 이용하여 고해상도 바람, 기온장을 산출하고 연직층수와 PBL 모수화 방안에 따른 비교 분석을 실시하였다. 2장에서는 수치모델 및 사례와 실험 구성을 설명하고, 3장에서는 수도권 지역에 대한 연직해상도에 따라 수치모델의 바람, 기온장을 비교 분석하였고, 4장에서 대기경계층 모수화 방안 민감도 실험 결과를 분석하였다.
  • 서울 대도심 지역 내 복잡한 대기하층의 이해를 위해 고해상도 기상 수치모의 결과의 검증과 고해상도 수치모델의 향후 개선에 있어, 지표 수평 기상 관측자료뿐만 아니라 연직 기상관측자료 또한 중요하다. 본 연구에서는 서울 도심 선릉지역의 라디오존데에서 일 4회 6시간 간격으로 관측된 연직 기상자료를 통해 모델에서 산출된 대기경계층을 포함한 하층대기의 기온 및 바람장에 대해 연직 프로파일을 비교하고자 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
공간적 상세화에 있어 중요한 것은 무엇인가? 대도시지역의 지표 바람장, PBL내 열/역학 플럭스 등 상세 기상정보를 생산하기 위해서는 모델의 수평 해상도 및 PBL 이하의 연직 해상도를 높여 공간적 상세화를 추구하는 방법이 있다. 공간적 상세화에 있어 연직 해상도는 모델이 기상현상을 재현하는데 있어 수치 모델의 수평해상도가 증가함에 따라 연직층을 적절히 설정하는 것은 매우 중요하다(U.S EPA, 2007).
PBL 관련 기존의 국외 및 국내 연구 결과는 어떤 한계가 있었는가? 본 연구에서 중점을 둔 PBL 이하의 바람과 온도는 연직 해상도와 PBL 물리과정에 의해 더욱 민감하게 영향을 받을 수 있다. 게다가 이전의 국외 연구 결과는 우리나라 수도권과 같이 복잡한 도심지역에 적용하기에는 한계가 존재하고 국내 연구 결과 또한 연직 기상관측자료의 부족으로 수치모델 결과 검증에 한계가 있었다. 따라서 본 연구에서는 우리나라 수도권 지역을 대상으로 WRF (Weather Research and Forecasting) 모델을 이용하여 고해상도 바람, 기온장을 산출하고 연직층수와 PBL 모수화 방안에 따른 비교 분석을 실시하였다.
대도심 지역의 하층대기는 어떤 특징이 있는가? 대도심 지역의 하층대기는 건물과 인구 등의 밀집에 의한 복잡한 지형과 인공배열로 인해 대기의 일변화가 심하다. 따라서 대도심 지역의 복잡한 대기 하층 기상 현상을 보다 더 상세히 이해하기 위해서는 기상 수치모델을 이용한 초고해상도 기상장 모의가 요구된다.
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참고문헌 (25)

  1. Arasa, R., Soler, M.R., and Olid, M., 2012, Numerical experiments to determine MM5/WRF-CMAQ sensitivity to various PBL and land-surface schemes in northeastern Spain: application to a case study in summer 2009, International Journal of Environment and Pollution, 48, 105-116. 

  2. Byon, J.Y., Choi, Y.J., and Seo, B.K., 2009, Numerical simulation of local circulation over the Deachung lake area by using the mesoscale model. Journal of Korean Earth Science Society, 30(4), 464-477. (in Korean) 

  3. Byon, J.Y., Kang, M.S., and Jung, H.S., 2013, Evaluation of wind turbine efficiency of Haengwon wind farm in Jeju island based on Korean wind map. Journal of Korean Earth Science Society, 34, 633-633. (in Korean) 

  4. Duhdia, J., 1989, Numerical study of convection observed during the winter monsoon experiment using a mesoscale two dimensional mode. Journal of Atmospheric Sciences, 46, 3077-3107. 

  5. Hong, S.Y., Noh, Y., and Dudhia, J. 2006, A new vertical diffusion package with an explicit treatment of entrainment processes. Monthly Weather Review, 134, 2318-2341. 

  6. Hu X.-M., Nielsen-Gammon, J.W., and Zhang, F., 2010, Evaluation of Three Planetary Boundary Layer Schemes in the WRF Model. Journal of Applied Meteorology and Climatology, 49, 1831-1844. 

  7. Janjic, Z.I., 1994: The Step-Mountain Eta Coordinate Model: Further developments of the convection, viscous sublayer, and turbulence closure schemes. Monthly Weather Review, 122, 927-945. 

  8. Kain, J.S., 2004: The Kain-Fritsch convective parameterization: An update. Journal of Applied Meteorology, 43, 170-181. 

  9. Lee, S.H., 2011, A Numerical study on the characteristics of high resolution wind resource in mountainous areas using computational fluid dynamic analysis. Journal of Korean Earth Science Society, 32, 46-56. (in Korean) 

  10. Lin, Y.L., Farley, R.D., and Orville, H.D., 1983, Bulk Parameterization of the Snow Field in a Cloud Model. Journal of Climate and Applied Meteorology, 22, 1065-1092. 

  11. Menut, L., Bessagnet, B., Colette, A., and Khvorostiyanov, D., 2013, On the impact of the vertical resolution on chemistry-transport modeling. Atmospheric Environment, 67, 370-284. 

  12. Mlawer, E.J., Taubman, S.J., Vrown, P.D., Iacono, M.J., and Clough, S.A., 1997, Radiative transfer for inhomogeneous atmospheres: RRTM, a validated correlated-k model for the longwave. Journal of Geophysical Research, 102D, 16 663-16 682. 

  13. Moon, N.K., Kim, S.T., and Seo, J.H., 2011, Sensibility study for PBL scheme of WRF-CMAQ. Journal of Korean Society for Atmospheric Environment, 27, 791-804. (in Korean) 

  14. Park, S.H., Jee, J.B., and Lee, C.Y., 2015, Sensitivity Test of the Numerical Simulation with High Resolution Topography and Landuse over Seoul Metropolitan and Surrounding Areas. Atmosphere Korean Meteorological Society, 25, 309-322. (in Korean) 

  15. Pleim, J.E. and Xiu, A. 2003, Development of a land surface model. Part II: Data assimilation. Journal of Applied Meteorology, 42, 1811-1822. 

  16. Pleim, J.E., 2007, A Combined Local and Nonlocal Closure Model for the Atmospheric Boundary Layer. Part I: Model Description and Testing. Journal of Applied Meteorology and Climatology, 46, 1383-1395. 

  17. Pleim, J.E., 2007, A Combined Local and Nonlocal Closure Model for the Atmospheric Boundary Layer. Part II: Application and evaluation in a mesoscale meteorological model. Journal of Applied Meteorology and Climatology, 46, 1396-1409. 

  18. Pleim, J.E., 2006, A simple, efficient solution of fluxprofile relationships in the atmospheric surface layer. Journal of Applied Meteorology and Climatology, 45, 341-347. 

  19. Seaman, N.L., 2000, Meteorological modeling for airquality assessment. Atmospheric Environment, 34, 2231-2259. 

  20. Seo, B.G., Byon, J.Y., and Choi, Y.J., 2010, Sensitivity Evaluation of wind fields in surface layer by WRF-PBL and LSM parameterizations. Atmosphere Korean Meteorological Society, 20, 319-332. (in Korean) 

  21. Stull, R.B., 1988, An introduction to boundary layer meteorology. 13, Springer Science & Business Media, 2-4 p. 

  22. U.S. EPA, 2007, Guidance on the use of models and other analysis for demonstrating attainment of air quality goals for ozone, PM2.5, and regional haze. Tech Rep., EPA-454/B-07-002, Research Triangle Park, NC, 152-153 p. 

  23. Yu, S., Mathur, R., Sarwar, G., Kang, D., Tong, D., Poulot, G., and Pleim, J., 2010, Eta-CMAQ air quality forecasts for O3 and related species using three different photochemical mechanisms (CB4, CB05, SAPRC-99): comparisons with measurements during the 2004 ICARTT study. Atmospheric Chemistry Physics, 10, 3001-3025. 

  24. Yerramilli A., Challa, V.S., Dodla, V.B.R., Myles, L., Pendergrass, W.R., Vogel, C.A., Tuluri, F., Baham, J.M., Hughes, R., Patrick, C., Young, J., and Swanier, S., 2012, Simulation of surface ozone pollution in the Central Gulf Coast region during summer synoptic condition using WRF/Chem air quality model. Atmospheric Pollution Research, 3, 55-71. 

  25. Zhang, D.L. and Zheng, W.Z. 2004, Diurnal Cycles of Surface Winds and Temperatures as Simulated by Five Boundary Layer Parameterization. Journal of Applied Meteorology, 43, 157-169. 

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