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문제 정의
- 따라서 종관 기압 패턴에 따른 강수량과의 상관성을 조사하기 위해서는 먼저, 지상 기압 패턴 별로 사례를 분류한 후, 풍상측 동해상에서의 바람과 영동 해안지역의 강수량과의 상관성을 연구할 필요가 있으며, 또한 다양한 풍향 별로 지속시간을 같이 고려한 값과 강수량과의 상관성을 정량적으로 제시할 필요가 있다. 따라서 이 연구에서는 20년간의 겨울철 자료를 이용하여, 지상 기압 패턴 별로 동해상에서의해기차와 강수량 간의 상관관계 그리고 풍상측 동해 해상에서의 바람 방향 별로 지속시간을 같이 고려한 값과 강수량 간의 상관관계를 정량적으로 분석하여, 겨울철 영동 해안지역의 지상 기압 패턴에 따른 해기차 및 동해 해상에서의 바람 방향 및 지속시간이 강수량과 어떠한 연관성을 갖는지 확인하고자 하였다. 2장에는 사례 선정 및 지상 기압 패턴 분류, 그리고 상관관계에 대한 분석방법을 설명하였고, 3장에서는 기압 패턴 별로 해기차 및 바람에 대한 강수량과의 상관관계 분석 결과를 보였다.
- 영동 해안지역에 10 mm 이상의 강수 시, 특정 방향의 바람성분의 크기와 지속시간이 강수량과 어떤 상관관계를 갖는지 조사하였다. 동해안 지역에서는 주로 북동풍 계열의 바람이 유입될 때 강수 현상이 나타나므로 풍상측인 강원 중북부 해상인 EN 영역과 ES 영역에서의 바람에 대하여 분석하였다.
- Type 2는 시베리아 고기압이 확장하는 가운데 영동 지역으로 약한 기압골이 형성되면서 10 mm 이상의 강수가 내린 기압 패턴이다. 따라서 약한 기압골의 영향을 받는 경우, NAST 영역에서의 AST850과 강수량과의 상관성, 그리고 EN 영역과 ES 영역에서의 WDT 와 강수량과의 상관성은 어떠한지? 그리고 시베리아 고기압의 영향만을 받는 경우(Type 1)와 어떠한 차이를 보이는지 알아보고자 한다.
제안 방법
- (2004)은 16년 기간(1986년 12월~2001년 12월) 동안의 강릉과 대관령 지점의 겨울철 바람과 강수량 자료를 분석하였으며, 강릉과 대관령의 3시간 누적 강수량의 평균이 3 mm 이상인 경우, 강수량 분포와 이 지역의 풍향 사이에 밀접한 관련이 있음을 밝혔다. 또한, NCEP/NCAR 재분석 바람 자료를 이용하여 6시간 가운데 4시간 이상 북동풍 혹은 서풍이 각각 균일하게 나타나는 경우, 대관령과 강릉의 주 풍향을 결정하였고, 6시간 누적강수량과 지상 바람에 대한 관계성을 분석하였다. 그 결과, 겨울철 영동지역의 강수가 대부분 대관령의 동풍과 관련되어있음을 보였으며, 산악형 강수의 경우, 대관령과 강릉 모두 북동풍과 관련되며, 난기-해안형은 대관령은 남동풍, 강릉은 서풍, 그리고 한기-해안형은 대관령은 북동풍, 강릉은 서풍과 밀접한 관계가 있다고 언급하였다.
- Cho and Kwon (2012)은 영동지역 산악형 강수와 해안형 강수에 미치는 산악효과와 해양효과를 통계적으로 분석하여 조사하고자, 21년의 기간(1986년 12월~2008년 2월) 중, 한반도로 저기압의 통과가 없고, 북동풍이 불어오는 조건에서 영동지역으로만 강수가 발생한 사례를 추출하였다. 그리고 동해상의 한 지점 (40o N, 130o E)에서의 북동풍의 풍속, 해수면 온도(SST, Sea Surface Temperature)와 기온의 차이(이하 해기차로 명함)를 이용하여 강릉과 대관령의 6시간 누적 강수량 사이의 관계성을 계산하였다. 산악형 강수의 경우, 총 26개 사례를 대상으로 상관성 분석을 수행하였고, 대관령 강수와 풍속 사이에 밀접한 상관관계가 있음 밝혔다.
- 이렇게 선정된 강수 사례를 대상으로 Song (2015) 이 지상 기압 패턴을 분류한 방법에 따라, 사례 기간 중 강수가 최대일 때의 지상 기압 패턴을 총 네 가지 패턴으로 분류하였다(Table 1). 참고로 이 연구에서는 기본적으로 겨울철 몽고 부근에서 시베리아 고기압이 확장하는 사례로 제한하였기 때문에 봄과 여름에서 흔히 볼 수 있는 “저기압이 한반도를 통과하는 기압 패턴”(Type 3)은 제외하였다.
- 한편, 한반도 남쪽 해상이나 일본 열도 쪽에서 뻗어 나온 기압골이 영동지역에 영향을 주는 경우, 남쪽 해상에서 영동지역으로 유입되는 바람을 분석하기 위하여 추가로 보다 남쪽 해상인 SW 영역과 SE 영역(강원 중남부 해상)에 각각 3개 지점(녹색 지점)을 설정하였다.
- 그 후, 바람이 지속된 시간을 고려하기 위해 앞에서 구한 투영된 바람성분의 크기에 지속시간을 곱한 값(이하 WDT로 칭함)을 구한 후, WDT와 강수량과의 상관관계를 분석하였다. 드물지만 6시간 간격의 WDT 값이 음으로 나오는 경우, 그 WDT 값과 그 시간대의 강수량은 제외하고 상관계수를 계산하였다. 참고로 이 연구에 사용된 상관계수 및 관련 선형 회귀식 그리고 통계적인 유의수준 판별은 Song (1992)의 방법을 따라 구하였다.
- 먼저, 해수면 온도와 850 hPa 기온의 차이인 AST850을 구하기 위해, 영동지역의 풍상측 해상인 129.00~130.50o E, 38.25~39.75o N 영역(NAST 영역)과 129.75~131.25o E, 36.00~37.50o N 영역(SAST 영역)을 설정(Fig. 2)하였다. Type 1과 2의 경우, 풍상측인 NAST 영역에 대하여 AST850을 계산하였고, Type 4와 5의 경우, 우리나라 남쪽 해상 또는 동해 먼 바다에서 기압골이 영동지역으로 영향을 주는 기압 패턴이기 때문에 동해 중부 및 남부 일부 해상을 포함하는 영역인 SAST 영역을 추가하여, NAST 영역과 SAST 영역 모두에 대하여 AST850을 계산하였다.
- 2)하였다. Type 1과 2의 경우, 풍상측인 NAST 영역에 대하여 AST850을 계산하였고, Type 4와 5의 경우, 우리나라 남쪽 해상 또는 동해 먼 바다에서 기압골이 영동지역으로 영향을 주는 기압 패턴이기 때문에 동해 중부 및 남부 일부 해상을 포함하는 영역인 SAST 영역을 추가하여, NAST 영역과 SAST 영역 모두에 대하여 AST850을 계산하였다. 각각 아홉 개 지점을 포함하는 NAST 영역과 SAST 영역에서 작은 규모의 변동성을 제거하고 보다 대표적인 AST850을 구하기 위해, 먼저 아홉 개 지점(Fig.
- Type 1과 2의 경우, 풍상측인 NAST 영역에 대하여 AST850을 계산하였고, Type 4와 5의 경우, 우리나라 남쪽 해상 또는 동해 먼 바다에서 기압골이 영동지역으로 영향을 주는 기압 패턴이기 때문에 동해 중부 및 남부 일부 해상을 포함하는 영역인 SAST 영역을 추가하여, NAST 영역과 SAST 영역 모두에 대하여 AST850을 계산하였다. 각각 아홉 개 지점을 포함하는 NAST 영역과 SAST 영역에서 작은 규모의 변동성을 제거하고 보다 대표적인 AST850을 구하기 위해, 먼저 아홉 개 지점(Fig. 2a)에서 6시간 간격으로 해수면 온도와 850 hPa 기온의 차이를 각각 계산하였다. 이렇게 계산된 아홉 개 지점의 AST850을 평균한 후, 그 사례 기간의 평균 AST850을 구하였다.
- 2a)에서 6시간 간격으로 해수면 온도와 850 hPa 기온의 차이를 각각 계산하였다. 이렇게 계산된 아홉 개 지점의 AST850을 평균한 후, 그 사례 기간의 평균 AST850을 구하였다.
- 한편, 해상 바람(1000 hPa 고도)에 대한 분석을 수행하기 위해 영동 앞바다에 총 10개의 지점을 설정하였다(Fig. 2b). 시베리아 고기압이 확장하는 경우, 영동 해안지역은 북동풍 계열의 바람의 영향을 주로 받기 때문에 풍상측에 해당되는 EN 영역과 ES 영역(강원 중북부 해상)에 각각 2개 지점을 설정하였다(파란색 지점).
- 2b). 시베리아 고기압이 확장하는 경우, 영동 해안지역은 북동풍 계열의 바람의 영향을 주로 받기 때문에 풍상측에 해당되는 EN 영역과 ES 영역(강원 중북부 해상)에 각각 2개 지점을 설정하였다(파란색 지점). 한편, 한반도 남쪽 해상이나 일본 열도 쪽에서 뻗어 나온 기압골이 영동지역에 영향을 주는 경우, 남쪽 해상에서 영동지역으로 유입되는 바람을 분석하기 위하여 추가로 보다 남쪽 해상인 SW 영역과 SE 영역(강원 중남부 해상)에 각각 3개 지점(녹색 지점)을 설정하였다.
- 한편, 한반도 남쪽 해상이나 일본 열도 쪽에서 뻗어 나온 기압골이 영동지역에 영향을 주는 경우, 남쪽 해상에서 영동지역으로 유입되는 바람을 분석하기 위하여 추가로 보다 남쪽 해상인 SW 영역과 SE 영역(강원 중남부 해상)에 각각 3개 지점(녹색 지점)을 설정하였다. 이와 같이 설정된 모든 지점에 대하여 각각의 바람장미(Windrose)를 작성하여 지상 기압 패턴 별로 주 풍향을 먼저 확인한 후, 주 풍향을 중심으로 다양한 방향의 바람성분에 대한 WDT를 구하였다.
- Type 1은 시베리아 고기압이 확장하면서 영동지역으로 주로 북동 기류가 유입되면서 기단 변질에 의하여 해안지역으로 10 mm 이상의 강수가 내린 패턴이다. 시베리아 고기압의 확장과 관련하여 동해상으로 유입되는 차가운 공기의 기온과 해수면 온도의 차이가 영동지역의 강수량에 얼마나 영향을 미치는지 알아보고자 영동 앞바다에 해당하는 NAST 영역에서의 AST850과 강수량 사이의 상관계수 및 강원 중북부해상인 EN 영역과 ES 영역에서의 WDT와 강수량 사이의 상관계수를 각각 계산하였다.
- 영동 해안지역에 10 mm 이상의 강수 시, 특정 방향의 바람성분의 크기와 지속시간이 강수량과 어떤 상관관계를 갖는지 조사하였다. 동해안 지역에서는 주로 북동풍 계열의 바람이 유입될 때 강수 현상이 나타나므로 풍상측인 강원 중북부 해상인 EN 영역과 ES 영역에서의 바람에 대하여 분석하였다.
- Type 2는 시베리아 고기압의 확장 및 기압골의 영향으로 주로 북동풍이 유입되는 종관장일 때 10 mm 이상의 강수가 내린 패턴으로, Type 1과 동일하게 풍상측인 EN 영역과 ES 영역에서의 바람에 대하여 분석하였다.
- 한편, 남풍과 서풍 계열의 바람 빈도(약 30% 미만)는 아주 낮게 나타나는데, 이는 Type 1 사례와 거의 유사하다. 이러한 바람의 빈도 분석결과에 따라 0o, 22.5o, 45o, 67.5o 그리고 90o 에 대한 WDT를 구하여, WDT와 강수량의 상관성을 분석하였다.
- Type 4는 시베리아 고기압이 몽고지방에 위치한 가운데 우리나라는 일본 큐슈 남쪽 부근 해상에 위치한 저기압으로부터 뻗어 나온 기압골의 영향으로 10 mm 이상의 강수가 내린 기압 패턴이다. Type 4는 제주도 이남 해상에 위치한 저기압의 영향으로 인해 온도능 (thermal ridge)이 우리나라 동해 남부 해상으로 뻗는 경우가 종종 나타나기 때문에 NAST 영역 이외에 추가로 보다 남쪽에 위치한 SAST 영역(Fig. 2a)에서의 AST850을 계산하여 강수량과의 상관성을 조사하였다. 또한, 바람에 대한 상관 분석에서는 EN 영역과 ES 영역뿐만 아니라, 남쪽 기압골의 영향을 고려하기 위하여 보다 남쪽에 위치한 SW 영역과 SE 영역에서의 바람에 대해서도 상관성을 조사하였다.
- 2a)에서의 AST850을 계산하여 강수량과의 상관성을 조사하였다. 또한, 바람에 대한 상관 분석에서는 EN 영역과 ES 영역뿐만 아니라, 남쪽 기압골의 영향을 고려하기 위하여 보다 남쪽에 위치한 SW 영역과 SE 영역에서의 바람에 대해서도 상관성을 조사하였다.
- Type 4 사례의 경우, 강원 중북부 해상에 위치한 EN 영역과 ES 영역 이외에, 남쪽 기압골의 영향을 고려하여 추가로 강원 중남부 해상에 위치한 SW 영역과 SE 영역에서의 바람에 대해서도 분석하였다. EN, ES, SW 그리고 SE 영역에서의 바람은 대부분 거의 유사한 풍향 별 빈도 분포를 보였기 때문에, 네 영역 안의 총 열 지점 중 EN2, ES2, SW3, 그리고 SE2 지점의 바람장미(Fig.
- Type 4 사례의 경우, 강원 중북부 해상에 위치한 EN 영역과 ES 영역 이외에, 남쪽 기압골의 영향을 고려하여 추가로 강원 중남부 해상에 위치한 SW 영역과 SE 영역에서의 바람에 대해서도 분석하였다. EN, ES, SW 그리고 SE 영역에서의 바람은 대부분 거의 유사한 풍향 별 빈도 분포를 보였기 때문에, 네 영역 안의 총 열 지점 중 EN2, ES2, SW3, 그리고 SE2 지점의 바람장미(Fig. 4c)를 제시하였다. 이네 지점 모두에서 22.
- Type 4의 경우, 기압골의 영향을 받기 때문에 다소 다양한 방향에서 바람이 유입될 것으로 보였으나, 서풍과 남풍 계열의 바람의 빈도는 낮게 나타났다. 이러한 바람 빈도의 분석결과에 따라 0o, 22.5o, 45o, 67.5o, 그리고 90o 방향의 바람성분에 대한 WDT를 산출한 후, 강수량과의 상관성을 분석 하였다.
- Type 5사례의 경우, 주 풍향은 북~북동풍 계열이며, 평균 풍속은 약 11 m s−1 정도이다. 따라서 주 풍향을 포함하는 315o, 337.5o, 0o, 22.5o, 45o, 67.5o , 그리고 90o 방향의 바람성분에 대한 WDT와 강수량 사이의 상관계수를 구하였다.
- Type 5도 Type 4처럼 시베리아 고기압의 차가운 기단의 직접적인 영향보다는 기압골의 영향으로 강수가 발생했기 때문에 NAST 영역뿐만 아니라 추가로 남쪽에 위치한 SAST 영역에서의 AST850을 계산하여, 영동 해안지역의 강수량과 AST850의 상관관계를 분석하였다. 또한, 바람에 대한 상관 분석에서는 EN 영역과 ES 영역 그리고 SW 영역과 SE 영역에서의 바람에 대해서도 상관성을 조사하였다.
- Type 5도 Type 4처럼 시베리아 고기압의 차가운 기단의 직접적인 영향보다는 기압골의 영향으로 강수가 발생했기 때문에 NAST 영역뿐만 아니라 추가로 남쪽에 위치한 SAST 영역에서의 AST850을 계산하여, 영동 해안지역의 강수량과 AST850의 상관관계를 분석하였다. 또한, 바람에 대한 상관 분석에서는 EN 영역과 ES 영역 그리고 SW 영역과 SE 영역에서의 바람에 대해서도 상관성을 조사하였다.
- Type 5 사례의 경우, 기압골이 일본 열도 동쪽 해상에서 동해를 거쳐 영동지역으로 광범위하게 뻗은 기압 배치에서 10 mm 이상의 강수가 내렸기 때문에 강원 중북부 해상인 EN 영역과 ES 영역뿐만 아니라, 보다 남쪽 해상인 SW 영역과 SE 영역에서의 바람의 빈도도 조사하였다. 그 중에서 각 영역에서의 바람의 빈도 경향을 잘 나타내는 EN2, ES2, SW3, 그리고 SE1 지점에 대한 바람장미를 Fig.
- 이 연구에서는 20년간의 겨울철 자료를 이용하여, 지상 기압 패턴 별로 동해상의 해수면 온도와 850 hPa의 기온 차이(AST850)와 강수량 간의 상관관계 그리고 동해 해상에서의 바람(1000 hPa 고도) 방향 별로 지속시간을 같이 고려한 값(WDT)과 강수량과의 상관관계에 대해 정량적으로 분석하였다.
- 겨울철 영동지역에 많은 눈 또는 비가 내리는 강수 현상은 기본적으로 시베리아 고기압이 동해 중부 해상으로 확장하는 과정에서 해수면 온도와 850 hPa의 온도 차이가 클 때 해수면으로부터 열과 수증기가 대기 중으로 공급되어 대설이 발생(Lee et al., 2012; Nam et al., 2014)하기 때문에, 먼저 해수면 온도와 850 hPa 의 기온 차이(이하 AST850으로 칭함)인 AST850과 강수량과의 상관계수를 구하여 상관성을 분석하고자 한다. 또한, 겨울철 영동지역의 강수량은 풍상측인 동해 해상에서의 하층 바람의 풍향과 풍속, 그리고 지속시간과 매우 밀접한 관련(Chung et al.
- , 2004; Cho and Kwon, 2012)이 있다. 따라서 각 지상 기압 패턴 별로 그리고 선정된 각 지점 별로, 어느 방향의 바람성분이 강수량과 가장 잘 연관되었는지 분석하기 위해 먼저 강수 기간을 대상으로, 해상 바람(1000 hPa 고도)을 여러 특정 방향(22.5o 간격)으로 투영(projection)하여 그 방향에 대한 바람성분 크기를 구하였다. 그 후, 바람이 지속된 시간을 고려하기 위해 앞에서 구한 투영된 바람성분의 크기에 지속시간을 곱한 값(이하 WDT로 칭함)을 구한 후, WDT와 강수량과의 상관관계를 분석하였다.
- 5o 간격)으로 투영(projection)하여 그 방향에 대한 바람성분 크기를 구하였다. 그 후, 바람이 지속된 시간을 고려하기 위해 앞에서 구한 투영된 바람성분의 크기에 지속시간을 곱한 값(이하 WDT로 칭함)을 구한 후, WDT와 강수량과의 상관관계를 분석하였다. 드물지만 6시간 간격의 WDT 값이 음으로 나오는 경우, 그 WDT 값과 그 시간대의 강수량은 제외하고 상관계수를 계산하였다.
- 한편, 동남동풍 계열의 바람 빈도가 아주 낮게 나타나며, 또한 남풍과 서풍계열의 바람의 빈도는 거의 나타나지 않았다. 따라서 특히 0o ~90o 사이에서 어느 방향의 바람성분의 크기가 강수량과의 상관관계가 가장 높은지 알기 위해 관측된 바람 자료를 0o (정북), 22.5o (북북동), 45o (북동),67.5o (동북동) 그리고 90o (정동)의 특정 방향으로 각각 투영하여 특정 방향의 바람성분의 크기를 구한 후, 지속시간을 곱한 값(WDT)을 구하여 강수량과의 상관관계를 조사하였다.
대상 데이터
- 사용한 자료는 기상청에서 제공하는 지상 일기도와 자동기상관측장비(ASOS, Automated Synoptic Observing System)의 강수 자료 그리고 ECMWF (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts)의 ERA-Interim (ECMWF Re-Analysis) 재분석 자료의 지상 및 상층 자료에 해당하는 1000 hPa u, v 바람성분, 850 hPa 기온, 그리고 SST 자료를 사용하였다. 재분석 자료의 수평 해상도는 0.
- 겨울철 영동 해안지역에 많은 눈 또는 비가 내린 강수 사례를 선정하기 위하여 총 20년 기간(1993~2012년)의 겨울철(12, 1, 2, 3월)을 대상으로 기상청에서 제공하는 ASOS의 강수 자료를 이용하였으며, 영동해안지역인 강릉, 속초, 그리고 동해 지점 중 한 지점에서라도 눈과 비의 구분 없이 강수량이 10 mm 이상인 사례를 선정하였다.
이론/모형
- 드물지만 6시간 간격의 WDT 값이 음으로 나오는 경우, 그 WDT 값과 그 시간대의 강수량은 제외하고 상관계수를 계산하였다. 참고로 이 연구에 사용된 상관계수 및 관련 선형 회귀식 그리고 통계적인 유의수준 판별은 Song (1992)의 방법을 따라 구하였다.
성능/효과
- 또한, NCEP/NCAR 재분석 바람 자료를 이용하여 6시간 가운데 4시간 이상 북동풍 혹은 서풍이 각각 균일하게 나타나는 경우, 대관령과 강릉의 주 풍향을 결정하였고, 6시간 누적강수량과 지상 바람에 대한 관계성을 분석하였다. 그 결과, 겨울철 영동지역의 강수가 대부분 대관령의 동풍과 관련되어있음을 보였으며, 산악형 강수의 경우, 대관령과 강릉 모두 북동풍과 관련되며, 난기-해안형은 대관령은 남동풍, 강릉은 서풍, 그리고 한기-해안형은 대관령은 북동풍, 강릉은 서풍과 밀접한 관계가 있다고 언급하였다.
- 산악형 강수의 경우, 총 26개 사례를 대상으로 상관성 분석을 수행하였고, 대관령 강수와 풍속 사이에 밀접한 상관관계가 있음 밝혔다. 또한, 해안형 강수의 경우, 총 47개의 사례를 대상으로 강릉의 강수와 해기차 사이에 의미 있는 관계가 있음을 보였다. Lee et al.
- 5o , 90o)에 대한 WDT와 강수량 사이의 상관계수를 보여준다. 0o ~90o 모든 방향 바람성분에 대해, 단순히 지점 별로 WDT와 강수량과의 상관관계를 보면, EN1지점의 경우, WDT와 강수량과의 상관계수가 평균 0.39, EN2 지점에서는 평균 0.36, ES1 지점에서는 평균 0.38, 그리고 ES2 지점에서는 평균 0.37 정도로 나타나 EN1 지점에서 가장 높은 상관성을 보였다. 그리고 가장 높은 EN1 지점에서의 바람성분 별 WDT 와 강수량과의 상관계수를 보면, 0o, 22.
- 5o, 90o)에 대한 WDT와 강수량 사이의 상관계수를 보여준다. 0o~90o 모든 방향의 바람성분에 대해, 지점 별로 WDT 와 강수량과의 상관관계를 보면, EN1 지점의 경우, WDT와 강수량과의 상관계수가 평균 0.59, EN2 지점에서는 평균 0.5, ES1 지점에서는 평균 0.73, 그리고 ES2 지점에서는 평균 0.59 정도로 나타나 ES1 지점에서 가장 높은 상관성을 보였다.
- Type 2 사례에 대한 바람장미(Fig. 4b)를 보면, EN 영역과 ES 영역에서의 네 지점 모두 22.5o~67.5o 사이에 해당하는 북동풍 계열의 바람 빈도가 가장 높음 (약 75% 이상)을 알 수 있다. 특히, 45o 방향의 바람 (북동풍)의 빈도가 40% 이상을 차지하며, 이 계열의 바람의 평균 풍속은 약 11 m s−1 정도이다.
- NAST와 SAST 영역 모두에서 상관계수가 −0.15 이하(유의수준 0.05를 만족하지 못함)로 매우 작은 음의 상관관계를 보이며, AST850과 강수량과의 상관성은 거의 없었다.
- 37 정도로 나타나 EN1 지점에서 가장 높은 상관성을 보였다. 그리고 가장 높은 EN1 지점에서의 바람성분 별 WDT 와 강수량과의 상관계수를 보면, 0o, 22.5o, 45o, 67.5o 그리고 90o 방향의 바람성분에 대한 WDT와 강수량과의 상관계수는 각각 0.304, 0.346, 0.412, 0.427 그리고 0.464(유의수준 0.05를 만족)로, 90o 방향의 바람 성분에 대한 WDT와 강수량과의 상관계수가 가장 크다. 즉, Type 1의 경우, EN1 지점에서의 동풍의 크기와 지속시간이 영동 해안지역의 강수량과 상관성이 가장 높다고 할 수 있다.
- 그리고 가장 높은 ES1 지점에서의 바람성분 별 WDT와 강수량과의 상관계수를 보면, 0o, 22.5o, 45o, 67.5o 그리고 90o 방향의 바람성분에 대한 WDT와 강수량과의 상관계수는 각각 0.708, 0.762, 0.667, 0.767 그리고 0.726으로 모두 유의수준 0.01을 만족하여, ES1지점에서의 67.5o 방향의 바람성분에 대한 WDT와 강수량과의 상관계수가 가장 크다. 즉, Type 2의 지상 기압 패턴일 경우, ES1 지점에서의 동북동풍의 크기와 지속시간이 강수량과 상관성이 가장 높다고 할 수 있다.
- 즉, Type 2의 지상 기압 패턴일 경우, ES1 지점에서의 동북동풍의 크기와 지속시간이 강수량과 상관성이 가장 높다고 할 수 있다. 또한, 전반적으로 볼 때, 바람 방향에 따른 상관계수의 변화보다는 지점에 따른 상관계수의 변화가 컸다.
- Type 1과 Type 2 사례를 대상으로, 제일 좋은 WDT 와 강수량과의 상관계수를 비교해 보면, Type 1 사례의 경우에서는 EN1 지점에서 동풍 바람성분과 강수량 사이의 상관계수가 0.464인 반면에, Type 2 사례의 경우에서는 ES1 지점에서 동북동풍 바람성분과 강수량 사이의 상관계수가 0.767이었다. 즉, Type 2의 기압 패턴 하에서 바람과 강수량과의 선형적 관계가 보다 뚜렷함을 알 수 있으며, 기압 패턴에 따라 강수량과 상관성이 높은 지점과 바람 방향이 약간씩 차이가 있음을 알 수 있다.
- 767이었다. 즉, Type 2의 기압 패턴 하에서 바람과 강수량과의 선형적 관계가 보다 뚜렷함을 알 수 있으며, 기압 패턴에 따라 강수량과 상관성이 높은 지점과 바람 방향이 약간씩 차이가 있음을 알 수 있다.
- 34 정도로 WDT와 강수량 사이의 상관계수의 크기가 영역 별로 다소 차이를 보인다. 즉, 강원 중북부 해상에 위치한 EN과 ES 영역의 상관계수가 강원 중남부 해상에 위치한 SW와 SE 영역의 상관계수보다 상대적으로 더 높은 것을 알 수 있으며, 특히 EN2 영역의 상관계수가 0.541로 가장 크다.
- 그리고 EN2 지점에서의 바람성분 별 WDT와 강수량과의 상관계수를 보면, 0o, 22.5o, 45o, 67.5o 그리고 90o 방향의 바람성분에 대한 WDT와 강수량과의 상관계수는 각각 0.555, 0.559, 0.538, 0.539 그리고 0.517로 모두 유의수준 0.01을 만족하여, EN2 지점에서의 22.5o 방향의 바람성분에 대한 WDT와 강수량과의 상관계수가 가장 크다. 즉, Type 4의 지상 기압 패턴일 경우, 강원 북부 해상(EN2)에서의 북북동풍의 바람성분의 크기와 지속시간이 영동 해안지역의 강수량과 상관성이 가장 높다고 할 수 있다.
- 그리고 EN1, EN2, ES1, ES2, SW1, SW2, SW3, SE1, SE2, SE3에서의 315o 방향의 바람성분에 대한 WDT와 강수량과의 상관계수는 각각 0.744, 0.825, 0.756, 0.908, 0.866, 0.789, 0.583, 0.945(유의수준 0.01을 만족), 0.876, 0.562로, SE1 지점에서의 315°방향의 바람성분에 대한 WDT와 강수량과의 상관계수가 가장 컸으며, 사례 수가 적음에도 유의수준 0.01을 만족 하였다.
- 5o,90o)에 대한 WDT와 강수량 사이의 상관계수를 보여준다. 모든 지점(EN1~SE3)에서의 90o 방향의 바람성분에 대한 WDT와 강수량과의 상관계수는 평균 약 0.25 정도로 상관성이 낮았으며, 0o, 22.5o, 45o, 67.5o, 315o , 그리고 337.5o 방향의 바람성분에 대한 WDT와 강수량과의 상관계수를 평균한 값은 각각 약 0.63, 0.68, 0.6, 0.57, 0.79, 0.62 정도로, 315o 방향의 바람 성분에 대한 WDT와 강수량과의 상관계수를 평균한 값은 0.79로 가장 컸다. 즉, Type 5의 사례에서는 열 지점 모두에서 북서풍 바람성분의 크기와 지속시간이 강수량과 상관성이 제일 크다고 할 수 있다.
- Type 5의 사례의 경우, SE1 지점(울릉도 서쪽 해상)에서의 북서풍 바람성분의 크기와 지속시간이 강수량과의 상관성이 가장 컸음을 알 수 있다. 또한, 전반적으로 볼 때, 지점에 따른 상관계수의 변화보다는 바람 방향에 따른 상관계수의 변화가 컸다. 참고로 Type 5의 경우, 사례 수가 많지 않았기 때문에 사례를 더 축적하여 보다 많은 사례를 대상으로 상관성을 조사할 필요가 있다고 본다.
- 먼저, 지상 기압 패턴 별로 AST850과 강수량 간의 상관성을 보면, Type 1(시베리아 고기압 확장형)과 Type 2(시베리아 고기압 확장 + 기압골형) 그리고 Type 5(동해 기압골형)의 경우, 상관계수가 각각 0.253, 0.384 그리고 0.398로 해기차와 강수량의 상관성이 어느 정도 있음을 확인하였다. 한편, Type 4(남쪽 기압골형)의 경우, −0.
- 지상 기압 패턴 별로, 지속시간이 결합된 바람(WDT)과 강수량 사이의 상관성을 보면, 전반적으로 볼 때, Type 5, Type 2, Type 4, Type 1 사례 순으로 WDT와 강수량 사이의 상관성이 가장 높았다. 또한 Type 1 사례의 경우, EN1 지점에서 90o 방향의 바람(동풍) 성분과 강수량의 상관계수(0.464; 유의수준 0.05 만족) 가 가장 컸으며, Type 2 사례에서는 ES1 지점의 67.5o 방향의 바람(동북동풍) 성분과 강수량의 상관계수 (0.767; 유의수준 0.01 만족)가 가장 컸으며, Type 4사례에서는 EN2 지점의 22.5o 방향의 바람(북북동풍) 성분과 강수량의 상관계수(0.559; 유의수준 0.01 만족) 가 가장 컸다. Type 5 사례에서는 SE1 지점의 315o 방향의 바람(북서풍) 성분과 강수량의 상관계수(0.
- 따라서 바람 자료를 이용 하여 겨울철 대륙성 고기압의 확장과 관련된 영동지역 강수량을 예측할 때에는 지상 기압 패턴에 따라 상관성이 제일 높은 지점과 바람 방향을 잘 선택하여 선형 회귀식을 이용할 필요가 있다. 한편, 모든 사례에서 지속시간이 결합된 바람(WDT)과 강수량 사이의 상관관계가 AST850과 강수량 사이의 상관관계보다 전반적으로 더 좋음을 확인할 수 있었다.
- 마지막으로 Fig. 1d는 중국 화북지방에 시베리아 고기압이 확장하는 가운데, 동해 먼바다 또는 일본 도호쿠 지역 또는 주부 지역에서 동해 먼 바다를 거쳐 영동지역으로 기압골을 뻗은 기압배치에서 강수가 발생한 “동해 기압골형”(Type 5)으로 이전의세 가지 유형에 비해 상대적으로 적은 발생 빈도(총 7회)를 보였으며, 평균 강수량은 약 21 mm이었다.
- 지상 기압 패턴 별로, 지속시간이 결합된 바람(WDT)과 강수량 사이의 상관성을 보면, 전반적으로 볼 때, Type 5, Type 2, Type 4, Type 1 사례 순으로 WDT와 강수량 사이의 상관성이 가장 높았다. 또한 Type 1 사례의 경우, EN1 지점에서 90o 방향의 바람(동풍) 성분과 강수량의 상관계수(0.
후속연구
- 또한 영동 해안지역에서의 바람은 지형과 마찰 효과로 인한 비지균풍 성분을 갖고 있기 때문에 종관장 바람과 다소 큰 차이를 보이기도 한다. 따라서 종관 기압 패턴에 따른 강수량과의 상관성을 조사하기 위해서는 먼저, 지상 기압 패턴 별로 사례를 분류한 후, 풍상측 동해상에서의 바람과 영동 해안지역의 강수량과의 상관성을 연구할 필요가 있으며, 또한 다양한 풍향 별로 지속시간을 같이 고려한 값과 강수량과의 상관성을 정량적으로 제시할 필요가 있다. 따라서 이 연구에서는 20년간의 겨울철 자료를 이용하여, 지상 기압 패턴 별로 동해상에서의해기차와 강수량 간의 상관관계 그리고 풍상측 동해 해상에서의 바람 방향 별로 지속시간을 같이 고려한 값과 강수량 간의 상관관계를 정량적으로 분석하여, 겨울철 영동 해안지역의 지상 기압 패턴에 따른 해기차 및 동해 해상에서의 바람 방향 및 지속시간이 강수량과 어떠한 연관성을 갖는지 확인하고자 하였다.
- 또한, 전반적으로 볼 때, 지점에 따른 상관계수의 변화보다는 바람 방향에 따른 상관계수의 변화가 컸다. 참고로 Type 5의 경우, 사례 수가 많지 않았기 때문에 사례를 더 축적하여 보다 많은 사례를 대상으로 상관성을 조사할 필요가 있다고 본다.
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