[논문]태양복사모델(SOLWEIG)의 복사플럭스 자료를 활용한 노면온도 예측: 서울시 내부순환로 대상

안숙희; 권혁기; 양호진; 이근희; 이채연

doi:10.11108/kagis.2020.23.4.156

태양복사모델(SOLWEIG)의 복사플럭스 자료를 활용한 노면온도 예측: 서울시 내부순환로 대상
Predicting Road Surface Temperature using Solar Radiation Data from SOLWEIG(SOlar and LongWave Environmental Irradiance Geometry-model): Focused on Naebu Expressway in Seoul 원문보기

한국지리정보학회지 = Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies, v.23 no.4, 2020년, pp.156 - 172

안숙희 (한국외국어대학교 대기환경연구센터) , 권혁기 (한국외국어대학교 대기환경연구센터) , 양호진 (한국외국어대학교 대기환경연구센터) , 이근희 (한국외국어대학교 대기환경연구센터) , 이채연 (한국외국어대학교 대기환경연구센터)

초록
AI-Helper

본 연구는 대상도로인 내부순환로에 대해 태양복사모델(SOlar and LongWave Environmental Irradiance Geometry-model, SOLWEIG)을 통해 산출한 도로의 그림자 패턴을 사용하여 항상 그늘이 지는 음영지역을 살펴보고, 열수지법을 기반으로 한 노면온도예측모델(road surface temperature prediction model, 이하 RSTPM)과 SOLWEIG 모델을 연계하여 고해상도의 태양복사정보를 활용한 도로의 노면온도를 예측하고자 하였다. 우선, 그림자 패턴 및 복사플럭스 산출의 정확도를 높이기 위하여 안개, 구름, 강수 등의 영향을 최소화할 수 있는 사례일을 선정하여, 고도 및 지형의 효과에 따른 그림자의 영향을 살펴보았다. 그 결과, 터널 입출구와 고도가 높은 지역에서 그림자 영역이 오래 지속되었고, 그림자의 영향을 많이 받는 구간의 복사량 감소가 뚜렷하게 나타났다. 이는 노면온도 예측결과에 반영되어 지형적으로 개방된 지점에서는 노면온도가 높게 예측되고, 고도가 높은 지점들은 그렇지 않은 지점에 비해 상대적으로 낮게 예측되었다. 본 연구의 결과는 겨울철 기상상황에 따른 도로 결빙구간을 예측하여 도로 관리자 및 운전자의 의사결정 자료로서의 활용이 기대된다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to predict road surface temperature using high-resolution solar radiation data. The road surface temperature prediction model (RSTPM) was applied to predict road surface temperature; this model was developed based on the heat-balance method. In addition, using SOLWEIG (SOlar and LongWave Environmental Irradiance Geometry-model), the shadow patterns caused by the terrain effects were analyzed, and high-resolution solar radiation data with 10 m spatial resolution were calculated. To increase the accuracy of the shadow patterns and solar radiation, the day that was modeled had minimal effects from fog, clouds, and precipitation. As a result, shadow areas lasted for a long time at the entrance and exit of a tunnel, and in a high-altitude area. Furthermore, solar radiation clearly decreased in areas affected by shadows, which was reflected in the predicted road surface temperatures. It was confirmed that the road surface temperature should be high at topographically open points and relatively low at higher altitude points. The results of this study could be used to forecast the freezing of sections of road surfaces in winter, and to inform decision making by road managers and drivers.

주제어

표/그림 (15)

그림 FIGURE 1. Linkage diagram between SOLWEIG and road surface temperature prediction model (RSTPM).
그림 FIGURE 2. The Naebu Expressway (black), a research area, contains tunnels (orange) (The source of map: Google).
그림 FIGURE 3. Extracted grid point of LDAPS (RSTPM: left, SOLWEIG: right, The source of map: Google).
표 TABLE 1. Categorization and source of input data for RSTPM.
그림 FIGURE 4. Time series distribution of temperature (●), relative humidity (○), and solar radiation for Naebu Expressway area on December 5, 2019.
그림 FIGURE 5. Flow chart of output for road surface temperature prediction information.
그림 FIGURE 6. The result of shadow pattern calculated by SOLWEIG for Naebu Expressway area on December 5, 2019 (Dotted line: Tunnel).
그림 FIGURE 7. The total Sky View Factor (SVF) and the spatial distribution by east, west, north and south directions for Naebu Expressway.
그림 FIGURE 8. Areas (① and ②) with a lot of shadow influence.
그림 FIGURE 9. Analysis of shadow patterns by points for ① and ② areas.
그림 FIGURE 10. Downward short wave radiant flux (Kdown) for ① and ② areas.
그림 FIGURE 11. Upward long wave radiant flux (Lup) for ① and ② areas.
그림 FIGURE 12. Changes of predicted road surface temperature for Naebu Expressway on December 5, 2019 (The source of map: Google).
그림 FIGURE 13. Time series of temperature in Seoul observation station (No. 108) on December 5, 2019.
그림 FIGURE 14. Time series of predicted road surface temperature by points on December 5, 2019.

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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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