[논문]국지풍이 내륙의 안개발생에 미치는 영향

심화남; 이영희

doi:10.14191/atmos.2017.27.2.213

국지풍이 내륙의 안개발생에 미치는 영향
Influence of Local Wind on Occurrence of Fog at Inland Areas 원문보기

대기 = Atmosphere, v.27 no.2, 2017년, pp.213 - 224

심화남 (경북대학교 천문대기과학과) , 이영희 (경북대학교 천문대기과학과)

Abstract ▼ AI-Helper

We have examined the influence of local wind on occurrence of fog at two inland areas, Chuncheon and Andong, in Korea. The surrounding topography of two inland areas shows significant difference: Chuncheon is located in the basin surrounded by ridges with north-south axis while Andong is located in the valley between the ridges with east-west axis. Occurrence of fog shows maximum in October at both sites but high occurrence of fog at Chuncheon is also noted in the winter. Occurrence of fog at Andong in October is much larger than that at Chuncheon. High occurrence of fog in October is due to favorable synoptic condition for fog formation such as weak wind, clear day and small depression of the dew-point. Fog occurrence at Chuncheon is closely related to very weak wind condition where wind speed is less than $0.5m\;s^{-1}$. The weak wind at Chuncheon in winter is due that pressure driven channeling wind (southerly) cancels out partly downslope northerly flow during nighttime. On the other hand, fog at Andong occurs well when wind is southeasterly which is thermally forced flow during nighttime. Southeasterly provides cold, moist air from the narrow valley to Andong during nighttime, leading to favorable condition for formation of fog.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구의 목적은 1) 지형적 특성이 다른 춘천(분지)과 안동(동서 방향 계곡축)의 안개의 월별 발생빈도 특성을 분석하고 2) 지형적 특성과 관련된 지상풍의 특징과 형성 메커니즘을 분석하고 3) 열적 국지풍의 발달이 이들 지역의 안개형성에 미치는 영향을 분석하는 것이다.
본 연구에서는 2010년부터 2014년까지 5년간 춘천과 안동의 정규 기상 관측자료와 오산 고층 기상 관측자료를 사용하여 춘천과 안동의 안개 발생과 국지풍과의 관련성을 분석하였다. 본 연구에서 안개는 시정 값이 1 km 미만이고 강수 없이 기상 현상이 안개(낮은 안개, 땅 안개, 얼음 안개)로 보고된 경우로 정의하였다.

제안 방법

안동과 주변 계곡의 기온 비교를 위해서 자동 기상 관측소인 길안 지점의 기온자료를 사용하였다. 계곡 위의 종관 바람을 분석하기 위하여 오산 관측소에서 레윈존데(Rawinsonde)로 관측된 850 hPa 면지균풍을 사용하였다. 850 hPa 등압면은 전형적으로 약 1.
남동풍의 국지풍이 안동의 안개 발생에 미치는 영향을 분석하기 위해 안개 사례가 많은 가을과 겨울철 안동에서 안개 발생 전후의 기온과 비습, 운량, 풍향의 변화를 분석하였다(Fig. 12). 안개 발생 전 풍향이 북서풍(NW)인 경우와 남동풍(SE)인 경우로 안개를 분류하였고 풍속에 따른 차이를 줄이기 위해서 풍속이 0.
높은 안개 발생 빈도를 보인 계절의 바람 특성을 살펴보기 위하여 바람장미를 분석하였다. Figure 4는2010년부터 2014년까지 가을철(9, 10, 11월)과 겨울철(12, 1, 2월) 춘천에서 주간(1400~1600 LST)과 야간(0300~0500 LST)의 바람장미와 안개 형성 시 바람장미를 나타낸 것이다.
두 지역의 안개 발생 빈도의 월별 특성과 기상요소와의 관계를 분석하기 위해서 두 지역의 5년간 평균 일교차, 습수, 평균 풍속, 평균 운량의 월별 분포를 조사하였다(Fig. 3). 두 지역에서 공통적으로 볼 수 있는 특징은 다른 계절에 비해 가을철에 일교차가 크고 풍속이 작으며 습수가 작고 운량이 작아 내륙 안개 형성에 좋은 조건을 제공해주고 있다는 점이다(Park et al.
종관 기압 경도력과 지상풍의 관계를 분석하기 위하여 850 hPa의 동서 성분 u의 크기에 따른 지상풍의 남북성분 v의 크기를 분석하였다. 여기서 850 hPa의 동서 성분 u의 크기는 남북 방향의 종관 기압 경도력의 크기를 나타낸다.
지상풍의 메커니즘을 분석하기 위하여 지상풍과 종관풍의 관계를 분석하였다. Figure 5는 2010년부터 2014년까지 5년간 가을과 겨울철 주 · 야간에 춘천의 무풍이 아닌 지상풍과 850 hPa 면 지균풍의 풍향 결합 빈도 분포(joint frequency distribution)를 제시한 것이다.
춘천과 안동에서 국지풍과 안개 발생의 관계를 분석하기에 앞서 먼저 두 지역의 지상풍의 특징을 분석하였다. 가을철(9, 10, 11월)과 겨울철(12, 1, 2월)에 춘천과 안동에서 주간(1400~1600 LST)과 야간(0300~0500 LST)의 바람장미 특징을 분석한 결과 주 · 야간에 풍향의 변화가 뚜렷하게 나타났다.
춘천과 안동의 월별 안개의 발생 빈도 특성을 분석하기 위해서 2010년부터 2014년까지 5년간 발생한 안개 사례의 월별 총 빈도수를 Fig. 2에 제시하였다. 춘천은 10월부터 1월까지 높은 안개 발생 빈도를 보이며, 안동은 10월에 가장 높은 빈도를 보이고 11월부터 급격히 감소하는 특징을 보인다.
춘천에서 야간 안개형성에 우호적인 조건인 약한 풍속과 국지풍의 관계를 분석하였다. 춘천에서 야간에 지상의 북풍은 850 hPa 면의 서풍이 증가할수록 감소하는 특징을 보인다.

대상 데이터

주간 자료 분석에는 0600 UTC (1500 LST) 자료를 사용하였고 야간 자료 분석에는 1800 UTC (0300 LST)의 자료를 사용하였다. 0600 UTC (1500 LST)의 상층풍 자료는 지상 관측소의 1400 LST부터 1600 LST까지 주간의 상층풍을 나타내는 것으로 1800 UTC (0300 LST)의 상층풍 자료는 0300 LST부터 0500 LST까지의 야간의 상층풍을 나타내는 것으로 사용하였다. Table 1에 본 연구에서 사용된 관측지점들의 위치와 고도를 제시하였다.
본 연구에서는 지상 종관 기상 관측소인 춘천과 안동의 자료를 사용하였다. 각 지점별 총 5년(2010. 1~ 2014.12) 간 기온, 이슬점 온도, 풍향, 풍속, 운량, 시정, 강수량, 기상현상 자료를 사용하였다. 지상 관측 기상 변수 중 시정, 운량, 강수량은 1시간 또는 3시간마다 관측되는 변수이며, 그 외 변수는 1시간 간격 자료이다.
본 연구에서는 지상 종관 기상 관측소인 춘천과 안동의 자료를 사용하였다. 각 지점별 총 5년(2010.
안개 발생 전 풍향이 북서풍(NW)인 경우와 남동풍(SE)인 경우로 안개를 분류하였고 풍속에 따른 차이를 줄이기 위해서 풍속이 0.5 m s−1 이상에서 2.0 m s−1 미만인 사례들만 사용하였다.
지상 관측 기상 변수 중 시정, 운량, 강수량은 1시간 또는 3시간마다 관측되는 변수이며, 그 외 변수는 1시간 간격 자료이다. 안동과 주변 계곡의 기온 비교를 위해서 자동 기상 관측소인 길안 지점의 기온자료를 사용하였다. 계곡 위의 종관 바람을 분석하기 위하여 오산 관측소에서 레윈존데(Rawinsonde)로 관측된 850 hPa 면지균풍을 사용하였다.
5 km 보다 낮으므로 850 hPa 면지균풍은 지형의 영향을 반영하지 않는다. 주간 자료 분석에는 0600 UTC (1500 LST) 자료를 사용하였고 야간 자료 분석에는 1800 UTC (0300 LST)의 자료를 사용하였다. 0600 UTC (1500 LST)의 상층풍 자료는 지상 관측소의 1400 LST부터 1600 LST까지 주간의 상층풍을 나타내는 것으로 1800 UTC (0300 LST)의 상층풍 자료는 0300 LST부터 0500 LST까지의 야간의 상층풍을 나타내는 것으로 사용하였다.

성능/효과

5년간 춘천과 안동에서 발생하는 안개의 월별 빈도 분포를 조사한 결과 춘천은 10월부터 1월까지 안개 발생 빈도가 높은 특징을 보이는 반면 안동은 10월에 안개 발생의 최대 빈도 분포를 보이고 이후 현저히 감소하였다.
가을철(9, 10, 11월)과 겨울철(12, 1, 2월)에 춘천과 안동에서 주간(1400~1600 LST)과 야간(0300~0500 LST)의 바람장미 특징을 분석한 결과 주 · 야간에 풍향의 변화가 뚜렷하게 나타났다.
히스토그램(Histogram)을 통해서 가을철보다 겨울철에 서풍 발생 빈도가 높고 또한 서풍의 크기도 더 큰 것을 알 수 있다. 결과적으로 겨울철에 종관 기압 경도력에 의해서 국지 기압 경도력에 의해 발생하는 북풍을 더 많이 감소시킴으로써 낮은 풍속의 발생 빈도를 높이고 있음을 나타낸다.
또 계곡내부가 안동보다 온도가 더 낮기 때문에 계곡으로부터 찬 공기의 이류도 안개 형성에 우호적인 조건을 제공할 수 있다. 결과적으로 종관풍이 약한 가을에 안동지역에서 야간에 발달하는 국지풍은 안개 형성에 우호적인 조건을 형성함으로써 가을철 안개 발생빈도를 증가시키는데 기여한다.
춘천지역은 안동지역에 비해 야간에 무풍 발생비율이 10% 이상 높다. 또한 겨울철에 종관 풍속이 증가함에도 불구하고 가을철에 비해 겨울철 야간에 무풍 발생빈도는 오히려 3% 더 높게 나타났다. 이는 춘천 지역 야간의 무풍 발생에 지형적인 요인과 함께 종관풍의 계절변화가 영향을 미치고 있음을 시사한다.

후속연구

국지풍이 안개 형성에 미치는 영향은 지형적 특성에 따라 다르게 나타난다. 본 연구의 결과는 춘천이나 안동과 비슷한 지형적 구조를 갖는 지역에서 안개 형성에 대한 국지풍의 역할을 설명하는데 적용할 수 있으며 안동과 춘천 지역에 안개 발생의 경험적 예보 모델의 개발에도 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	안개란 무엇인가?	안개는 지표면 근처에서 발생하는 기상현상으로 수증기의 응결에 의해서 형성된 작은 물방울이 대기 중에 떠 있어 수평시정이 1 km 미만인 경우를 일컫는다(Ahrens, 2009). 안개에 의한 시정 장애는 교통사고들을 유발한다.
	안동에서 가을에 비해 겨울철 주간 풍속이 더 강하게 나타난 이유는 무엇인가?	가을에 비해 겨울철 주간 풍속이 더 강하게 나타난다. 이는 종관풍이 가을보다 겨울에 더 강한데 기인한다. 한반도의 겨울에 종관풍이 더 강한 특성은 선행 연구들에서도 보고된 바 있다(Kim and Byun, 2008).
	대부분의 국지풍은 어떤 현상과 연관되는가?	국지풍은 국지적으로 형성되는 수평 기압 경도에 의해 생성되는 바람으로, 대부분의 국지풍은 지표의 비균질 가열의 결과로 나타나는 기온과 기압의 차이와 연관된다(Whiteman, 1990). 지표면 비균질 가열에 의해 유발되는 국지풍에 대하여 많은 연구들이 진행되었다(e.

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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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