[논문]낙동강 구미 보의 증기 안개 발생 시의 미기상학적 특성

김해동; 조창범; 서광수

doi:10.5322/jesi.2016.25.3.405

낙동강 구미 보의 증기 안개 발생 시의 미기상학적 특성
Micro-meteorological Characteristics during the Steam Fog over the Gumi Reservoir of Nakdong River 원문보기

Journal of environmental science international = 한국환경과학회지, v.25 no.3, 2016년, pp.405 - 415

김해동 (계명대학교 지구환경학과) , 조창범 (국립기상과학원 응용기상연구과) , 서광수 (부산대학교 지구과학교육과)

Abstract ▼ AI-Helper

We analyzed the micro-meteorological characteristics during typical steam fog over the Gumi Reservoir of Nakdong river with the field observation data for recent 2 year(1 April 2013~31 March 2015) collected by the national institute of meteorological research, KMA. Steam fog occur when the cold drainage flows over the warm water surface. As the sensible and latent heat from water are provided to the air, the instability of lower atmosphere is increased. The resultant vertical mixing of warm, moist air near water surface and cold air aloft causes the formation of status cloud. The convection strengthened by radiative cooling of the upper part of the stratus causes the fog to propagate downward. Also, the temperature at the lowest atmosphere is increased rapidly and the inversion near surface disappear by these processes when the fog forms. The increase of wind speed is observed because the downward transportation of momentum is caused by vertical mixing.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이러한 배경에서 이 연구에서는 국립기상연구소에서 구미 보에 AWS(Automatic Weather System)와 시 정계를 설치하여 얻은 기상 및 수온자료를 이용하여 안개의 발생 시의 미기상학적 특성을 분석해 보고자 한다. 특히 안개 발생의 대부분을 차지하는 가을철 이른 아침 시간에 발생하는 증기안개에 주목하여 안개발생 시의 미기상학적 특성을 분석해 보고자 한다.
이러한 배경에서 이 연구에서는 국립기상연구소에서 구미 보에 AWS(Automatic Weather System)와 시 정계를 설치하여 얻은 기상 및 수온자료를 이용하여 안개의 발생 시의 미기상학적 특성을 분석해 보고자 한다. 특히 안개 발생의 대부분을 차지하는 가을철 이른 아침 시간에 발생하는 증기안개에 주목하여 안개발생 시의 미기상학적 특성을 분석해 보고자 한다. 이 연구의 결과는 개발에 따른 국지규모의 미기후학적 변화를 이해하는 데에 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 판단된다.

제안 방법

낙동강 구미 보에서 최근 2년(2013년 4월1일-2015년 3월 31일)간 관측된 기상 및 수온자료를 이용하여 보 주변에서 증기안개가 발생할 때에 나타나는 미기상학적 특성을 분석하여 다음과 같은 결론을 얻었다.

대상 데이터

이 연구에서 사용한 수온은 GW1지점, 기온, 습도, 풍속은 G6과 G12 지점의 최근 2년간(2013년 4월 1일 2015년 3월 31일)의 자료를 사용하였다. 또 이 연구에 사용된 안개발생과 지속시간의 산출은 G3과 G8에서 관측된 시정자료를 이용하였다.
여기서 AWS (O)는 기온, 습도, 풍향, 풍속을 관측하는 자동기상관측, AWS & Flux (O, G4, 7)는 자동기상관측장치의 기상관측요소와 지표면 플럭스를 동시에 관측, water temp (△, GW1, 2)는 수온관측이 이루어지고 있는 장소를 가리킨다. 이 연구에서 사용한 수온은 GW1지점, 기온, 습도, 풍속은 G6과 G12 지점의 최근 2년간(2013년 4월 1일 2015년 3월 31일)의 자료를 사용하였다. 또 이 연구에 사용된 안개발생과 지속시간의 산출은 G3과 G8에서 관측된 시정자료를 이용하였다.

이론/모형

그런데 이러한 안개분류 흐름도를 이용할 경우에 애매한 사례가 많아서 번잡스러운 경우가 많이 발생한다. 그래서 이 연구에서는 Shioda(1980)의 방법을 따라서 안개발생 유형을 분류해 보았다. 이 방법은 그래프의 가로와 세로축을 각각 수면에서 이격되어 있는 육상과 수면상에서의 기온과 수온 및 이슬점과 수온간의 관계를 그렸을 때에 사례일의 조건이 몇 상한에 오는가를 이용해서 안개발생 유형을 분류한다.
낙동강 구미보에서 발생하는 증기 안개 발생의 메커니즘 해석에 필요한 수면-대기 간의 현열(식(1))과 잠열 (식(2))의 계산은 Kondo(1999)를 따라서 다음과 같은 bulk법으로 이루어졌다.

성능/효과

(1) 가을철에 맑고 바람이 약한 날 아침 시간대에 안개 발생이 집중되는 것으로 나타났다. 이 시기에 보의 수면상에서 발생하는 안개는 육상 냉기류의 온도가 수온보다 5~15°C 정도 낮은 범위에서 집중되었다(전체의 약 70%).
(2) 안개발생 시기에 강수변에서는 급속한 기온상승이 나타나는데, 2 m 고도의 기온상승이 10 m 고도보다 훨씬 커서 강으로 유입되는 기류의 불안정도가 급상승하는 것으로 확인되었다. 10 m 고도의 풍속도 불연속적으로 빨라지는데, 이것은 연직 운동에 의해 상층의 운동량이 하층으로 수송된 결과로 추정된다.
가을 이외의 계절에서는 현열과 잠열이 각각 5 W/m², 10 W/m² 이하로 작았다(그림 생략). 이러한 사실로부터 구미 보의 주변 산지와 들판으로부터 수변으로 유입되는 저온 다습한 냉기류가 구미 보에서 가습되어 포화에 도달하여 증기안개가 발생하기도 하고, 냉기가 수면으로부터 현열을 공급받아 하층 대기가 불안정해져 수변 상에서 상대적으로 고온다습해져 있던 공기와 혼합하여 안개가 발생하기도 할 것으로 추정된다. 일단 안개가 발생하면, Pilie et al.

후속연구

이러한 사실로부터 안개가 강에서 먼저 시작되고 그 이후에 주변으로 확대되어 간 것으로 판단된다. 구미 보와 같이 수심을 깊게 하는 국토개발은 수변의 열적 깊이를 증가시켜(열용량 확대) 한랭한 계절에 증기 안개 발생 빈도와 강도에 영향을 미칠 것으로 정성적으로 추정 되지만, 정량적으로 그 효과를 판단하기 위해서는 관측의 축적을 바탕으로 보다 세밀한 분석과 수치실험을 통한 다양한 대기 조건에 따른 열적 깊이 변화의 영향을 규명하여야 할 것으로 판단된다.
이 연구의 결과는 개발에 따른 국지규모의 미기후학적 변화를 이해하는 데에 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 판단된다. 향후 낙동강 대형 보 주변에 전개되어 있는 기상관측망 자료가 더욱 축적되고, 이를 추가로 상세히 분석하면 관측에 기초하여 안개발생 메커니즘을 이해하고 수변개발이 안개발생에 미치는 영향을 정량적으로 평가하는 기법을 개발하는데 기여할 것으로 생각한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	안개는 어떻게 생성되는가?	안개는 지면에 접해 있는 층운형의 구름이며, 기온이 이슬점까지 하강하거나 증발로 대기 중의 수증기량이 포화에 도달할 때 생성된다. 또 물리적 성질이 다른 두 공기의 혼합으로도 안개가 생성될 수 있다. 안개는 이들 요인 중에서 어느 하나의 원인으로 생성되는 경우는 거의 없고, 위에서 제시한 두 개 또는 세 개의 조건이 모두 관여 하여 형성되는 경우가 많다.
	안개 연구자들이 안개의 발생에 관해 공통적으로 말하는 것은?	(1992)은 안개발생 시의 미기상학적 관측연구를 수행하여 안개의 발생에는 역전층의 존재가 중요한 역할을 한다고 지적한 바 있다. 관측이나 수치실험을 통한 안개 연구자들이 공통적으로 지적하고 있는 점은 안개의 발생은 먼저 역전층의 최하부에서 층운이 나타나고, 그 이후에 층운이 아래 방향으로 서서히 확대되어 안개로 된다는 사실이다(Kim, 1994, 1997; Asakura et al., 1992).
	인천 공항 내 지상관측자료를 이용하여 안개의 경계값을 산출하는 방법의 단점은?	(2005)은 인천 공항 내 지상관측자료를 이용하여 안개의 경계값을 산출하는 방법을 제시하였다. 그러나 이 방법은 역전층이 형성될 때 안개를 탐지하지 못하는 단점이 있다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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