[논문]차량탑재 라이다 시스템을 활용한 수치모델 행성경계층고도 검증

박창근; 남형구

doi:10.7780/kjrs.2020.36.5.1.12

차량탑재 라이다 시스템을 활용한 수치모델 행성경계층고도 검증
Verification of the Planetary Boundary Layer Height Calculated from the Numerical Model Using a Vehicle-Mounted Lidar System 원문보기

대한원격탐사학회지 = Korean journal of remote sensing, v.36 no.5 pt.1, 2020년, pp.793 - 806

박창근 (국립기상과학원 인공지능예보연구팀) , 남형구 (국립기상과학원 재해기상연구부)

초록
AI-Helper

이 연구에서는 중규모 기상모델인 WRF의 행성경계층 모수화 방안에 따른 PBLH의 정확도를 평가하기 위해 PBL 모수화 방안 가운데 YSU(Yonsei University), MYJ(Mellor-Yamada-Janjic), ACM2(Asymmetric Convective Model), BouLac(Bougeault-Lacarrere) PBL 방안을 대상으로 사례 기간(2014년 6월 26일~30일)에 대해 수치 실험을 수행하였다. 이동형 차량탑재 라이다 시스템(LIVE)으로 생산된 후방산란 신호를 이용하여 산출한 PBLH와 WRF의 PBL 방안별 예측장에서 산출된 PBLH를 상호 비교 분석하였다. 대체적으로 비국지 방안을 사용한 실험이 국지 방안을 사용한 경우보다 라이다 관측에 대해 더 높은 상관도를 나타냈다. 낮 시간에 대한 PBLH 차이의 표준 편차는 YSU(≈0.39 km), BouLac(≈0.45 km), ACM2(≈0.47 km), MYJ(≈0.53 km) PBL 방안 순으로 작은 값을 보였다. 사례 기간에 대한 RMSE 비교에서는 YSU PBL 방안이 가장 높은 정밀도를 가지는 것으로 나타났다. 차량에 탑재된 기상라이다는 여러 기상 조건하에서 수치모델 행성경계층 분석을 위한 가이던스(guidance)를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study,for YSU (Yonsei University), MYJ(Mellor-Yamada-Janjic), ACM2 (Asymmetric Convective Model), and BouLac (Bougeault-Lacarrere) PBL schemes, numerical experiments were performed for the case period (June 26-30, 2014). The PBLH calculated by using the backscatter signal produced by the mobile vehicle-mounted lidar system (LIVE) and the PBLH calculated by the prediction of each PBL schemes of WRF were compared and analyzed. In general, the experiments using the non-local schemes showed a higher correlation than the local schemes for lidar observation. The standard deviation of the PBLH difference for daylight hours was small in the order of YSU (≈0.39 km), BouLac (≈0.45 km), ACM2 (≈0.47 km), MYJ (≈0.53 km) PBL schemes. In the RMSE comparison for the case period, the YSU PBL scheme was found to have the highest precision. The meteorological lider mounted on the vehicle is expected to provide guidance for the analysis of the planetary boundary layer in a numerical model under various weather conditions.

주제어

표/그림 (13)

그림 Fig. 1. The topography height (m) with a bold red circle denoting the location of the NCIO (National Center for Intensive Observation of Severe Weather).
그림 Fig. 2. The design of LIdar observation VEhicle (LIVE) and view of observation site including LIVE.
표 Table 1. Summary of instrument specifications for the lidar instruments used in this study
그림 Fig. 3. Domain configuration for the WRF model.
그림 Fig. 4. Surface weather chart for 00:00 UTC from 26 June 2014 to 29 June 2014.
표 Table 2. Experiment design for the numerical weather prediction model
표 Table 3. Four WRF PBL schemes evaluated in this study, including long name, turbulent kinetic energy closure type, associated surface layer scheme, and operational method for diagnosing PBL height
그림 Fig. 5. Spatial comparison of WRF-simulated (4-hour forecast) PBL height from the YSU (column 1), MYJ (column 2), ACM2 (column 3), and BouLac (column 4) schemes. Plots are shown for 04:00 UTC 26 (first row), 04:00 UTC 27 (second row), 04:00 UTC 28 (third row), and 04:00 UTC 29 (fourth row) on June 2014.
그림 Fig. 6. Diurnal variations of PBL height estimated from lidar (black solid line) and WRF (purple dot) during the case period. Plots are shown for YSU (first row), MYJ (second row), ACM2 (third row), and BouLac (fourth row) schemes.
그림 Fig. 7. Scatterplots of PBL height from lidar and WRF model using four different PBL schemes during the case period. Plots are shown for YSU (top-left), MYJ (top-right), ACM2 (bottom-left), and BouLac (bottom-right) schemes.
그림 Fig. 8. Time series of PBL height from lidar (black solid line) and WRF (colored solid line). Plots are shown for 26 (first row), 27 (second row), 28 (third row), and 29 (fourth row) on June 2014.
그림 Fig. 9. Error bars for the differnce (WRF-lidar) of PBLH for daytime from 26 June 2014 to 29 June 2014.
표 Table 4. Mean biases and RMSEs of lidar and WRF PBL height (unit: km) during the case period (daytime), Less than 1m was omitted

AI 본문요약
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문제 정의

그리고 강수 현상 발생시, 레이저가 수적과 구름층을 투과하지 못하기 때문에 대기 연직 구조를 파악하는데 한계가 있다. 따라서 신뢰도가 높은 맑은 날의 PBLH를 산출하고자 하였다.
이 연구의 목적은 중규모 기상모델의 PBL 방안별 PBLH의 모의 정확도와 특성을 분석하는 것이다. 이를 위해 YSU(Yonsei University), MYJ(Mellor-Yamada-Janjic), ACM2(Asymmetric Convective Model), BouLac(Bougeault-Lacarrere) PBL 방안이 처방된 예측장에서 PBLH를 산출하고, 전라남도 보성 국가위험기상 집중관측센터에서 이동형 차량탑재 라이다 시스템(LIdar observation VEhicle, LIVE)으로 생산된 값과 상호 비교하였다.
이를 위해 YSU(Yonsei University), MYJ(Mellor-Yamada-Janjic), ACM2(Asymmetric Convective Model), BouLac(Bougeault-Lacarrere) PBL 방안이 처방된 예측장에서 PBLH를 산출하고, 전라남도 보성 국가위험기상 집중관측센터에서 이동형 차량탑재 라이다 시스템(LIdar observation VEhicle, LIVE)으로 생산된 값과 상호 비교하였다. 최종적으로 이와 같은 분석을 통해 차량탑재 라이다 시스템 자료의 대기경계층 연구에 대한 활용 가능성을 제고하고자 한다.

제안 방법

이때, 5분간 관측된 자료를 평균하여 하나의 관측 자료가 산출된다. LIVE에서는 532 nm, 1064 nm의 후방산란계수를 관측하고 이를 이용해 편광소멸도(depolarization ratio), 소산 계수(extinction coefficient), 후방산란 신호(backscattering signal), 컬러비(color ratio)가 관측되는데, 이 연구에서는 PBLH를 산출하고 분석하기 위하여 파장 532 nm 후방산란 신호를 사용하였다. Table 1에 차량 탑재된 라이다에 대한 구체적인 사양을 제시하였다.
WCT 표현식에서의 적절한 계수 값 적용을 위해, 이 연구에서는 a를 100, Δz를 250m로 입력하여 PBLH를 중첩 고도 이상부터 산출할 수 있도록 설정하였다(Nam et al., 2016).
매일 00UTC 수행을 시작한 WRF의 1~24시간 예측장에서 PBLH를 산출하고 이를 라이다에서 산출된 값과 비교하였다. WRF의 경우 초기 분석장에서 PBLH가 산출되지 않기 때문에, 1시간 간격 예측장에서 PBLH를 산출하여 분석에 활용하였다. WRF의 PBLH는 관측지점(34.
라이다로 산출된 PBLH 값은 실시간으로 변화하기 때문에 잡음 제거와 경향성 분석을 위하여 3시간 이동평균(moving average)한 값을 분석에 사용하였다. 매일 00UTC 수행을 시작한 WRF의 1~24시간 예측장에서 PBLH를 산출하고 이를 라이다에서 산출된 값과 비교하였다.
또한 같은 비국지 방안인 YSU에 대해 ACM2가 더 깊은 PBL을 주간에 대해 진단하는데, PBL 모수화 방안에서 혼합을 정의하는 방식의 차이에서 기인하는 것으로 판단된다. 라이다와 WRF 모델의 PBLH 산포도를 이용하여 행성경계층 방안에 따른 PBLH 차이를 사례 기간에 대해 비교분석하였다. 비국지 방안인 ACM2를 사용한 실험에서 상관 계수값이 가장 높게 나타났지만 회귀선 기울기 또한 가장 큰 값을 보였으며, MYJ 방안을 사용한 실험의 PBLH가 1에 가장 가까운 회귀선 기울기를 나타냈지만 4가지 행성경계층 방안중 라이다 PBLH에 대해 가장 낮은 상관도를 가지는 것으로 분석되었다.
라이다로 산출된 PBLH 값은 실시간으로 변화하기 때문에 잡음 제거와 경향성 분석을 위하여 3시간 이동평균(moving average)한 값을 분석에 사용하였다. 매일 00UTC 수행을 시작한 WRF의 1~24시간 예측장에서 PBLH를 산출하고 이를 라이다에서 산출된 값과 비교하였다. WRF의 경우 초기 분석장에서 PBLH가 산출되지 않기 때문에, 1시간 간격 예측장에서 PBLH를 산출하여 분석에 활용하였다.
분석 기간에 대한 라이다와 WRF 모델의 PBLH 산포도를 이용하여 행성경계층 방안에 따른 PBLH 차이를 비교하였다(Fig. 7). 행성경계층 방안별로 라이다와의 상관성 분석에서 피어슨 상관 계수(Pearson correlation coefficient)의 범위는 0.
(2016)는 라이다 후방산란 신호에 WCT 방법을 적용하여 PBLH를 산출하고 이를 라디오존데와 WRF 수치모델에서 산출된 값과 비교하였다. 생산된 라이다의 PBLH와 라디오존데 및 WRF를 통해 산출된 PBLH간의 상호 비교를 통해 신뢰도를 평가하고, PBLH의 일변화 및 성장률을 분석하였다. 이와 같은 선행 연구를 통해 라이다 자료로부터 산출된 PBLH가 연직대기구조를 분석하는데 기여할 수 있음을 확인할 수 있다.
수치모델의 행성경계층 모수화 과정은 크게 국지(local)와 비국지(non-local)라는 2가지 방안으로 나뉘게 되는데, 이 연구에서는 2개의 비국지 방안(YSU, ACM2)과 2개의 국지 방안(MYJ, BouLac)을 사용하였다.
이 연구의 목적은 중규모 기상모델의 PBL 방안별 PBLH의 모의 정확도와 특성을 분석하는 것이다. 이를 위해 YSU(Yonsei University), MYJ(Mellor-Yamada-Janjic), ACM2(Asymmetric Convective Model), BouLac(Bougeault-Lacarrere) PBL 방안이 처방된 예측장에서 PBLH를 산출하고, 전라남도 보성 국가위험기상 집중관측센터에서 이동형 차량탑재 라이다 시스템(LIdar observation VEhicle, LIVE)으로 생산된 값과 상호 비교하였다. 최종적으로 이와 같은 분석을 통해 차량탑재 라이다 시스템 자료의 대기경계층 연구에 대한 활용 가능성을 제고하고자 한다.
kr/index)에서 제공하는 일출·일몰 시각 계산을 통해, 보성기상관측소 지역에서의 태양 출몰 및 남중 시각은 각각 05시 20분, 19시 48분, 12시 34분 전후로 확인되었다. 이를 참조하여 남중 시각 직후인 13시(04 UTC)에 해당되는 4시간 예측장에서 PBLH를 산출하였다. ACM2 방안을 사용하여 모의된 PBLH가 다른 3가지 방안으로 모의된 PBLH보다 상대적으로 크게 나타났으며, 그러한 경향은 분석 기간에 대해 계속되었다.
이 연구에서는 중규모 기상모델인 WRF의 행성경계층 모수화 방안에 따른 PBLH의 정확도를 평가하기 위해 PBL 모수화 방안 가운데 YSU(Yonsei University), MYJ(Mellor-Yamada-Janjic),ACM2(Asymmetric Convective Model), BouLac(Bougeault-Lacarrere) PBL 방안을 대상으로 사례 기간(2014년 6월 26일~30일)에 대해 수치 실험을 수행하였다. 전라남도 보성 국가위험기상 집중관측센터에서 이동형 차량탑재 라이다 시스템(LIVE)으로 생산된 후방산란 신호를 이용하여 PBLH를 산출하고, WRF의 PBL 방안별 예측장에서 각각 PBLH를 산출하여 상호 비교 분석하고 결과를 제시하였다.
한국천문연구원 천문우주지식정보(http://astro.kasi.re.kr/index)에서 제공하는 일출·일몰 시각 계산을 통해, 보성기상관측소 지역에서의 태양 출몰 및 남중 시각은 각각 05시 20분, 19시 48분, 12시 34분 전후로 확인되었다.

대상 데이터

LIVE는 대기연직구조와 에어로졸 분석 및 수치모델의 구름 미세물리 과정 개선에 기여하고자 2013년에 도입되었으며, 부가적으로 광학우적계 및 전지구 위성 항법 시스템(Global Navigation Satellite System, GNSS)과 시정계가 장착되어 있다. 2014년에는 6월 18일부터 7월 15일까지(약 28일) NCIO에서 LIVE 및 모바일 관측차량(Mobile Observation VEhicle, MOVE) 2조를 활용한 집중관측을 수행하였다(Fig. 2).
3). 계산 영역은 동경 127.10도, 북위 35.55도를 중심으로 구성하였으며 50 hPa의 최상부 기압을 가지는 31개의 연직 시그마층(sigma level)으로 이루어져 있다. 수치모델의 초기 및 경계조건으로는 기상청에서 한반도 영역의 날씨 예측을 위해 생산중인 국지예보모델(Local Data Assimilation and Prediction System, LDAPS) 자료를 사용하였다.
8 모델을 이용하였다. 고해상도 수치모의를 위해 0.9km 해상도로 구성된 수평격자(동서방향 570, 남북방향 680)를 남한에 대해 구성하였다(Fig. 3). 계산 영역은 동경 127.
55도를 중심으로 구성하였으며 50 hPa의 최상부 기압을 가지는 31개의 연직 시그마층(sigma level)으로 이루어져 있다. 수치모델의 초기 및 경계조건으로는 기상청에서 한반도 영역의 날씨 예측을 위해 생산중인 국지예보모델(Local Data Assimilation and Prediction System, LDAPS) 자료를 사용하였다.
이 연구에서는 중규모 기상모델인 WRF의 행성경계층 모수화 방안에 따른 PBLH의 정확도를 평가하기 위해 PBL 모수화 방안 가운데 YSU(Yonsei University), MYJ(Mellor-Yamada-Janjic),ACM2(Asymmetric Convective Model), BouLac(Bougeault-Lacarrere) PBL 방안을 대상으로 사례 기간(2014년 6월 26일~30일)에 대해 수치 실험을 수행하였다. 전라남도 보성 국가위험기상 집중관측센터에서 이동형 차량탑재 라이다 시스템(LIVE)으로 생산된 후방산란 신호를 이용하여 PBLH를 산출하고, WRF의 PBL 방안별 예측장에서 각각 PBLH를 산출하여 상호 비교 분석하고 결과를 제시하였다.
이를 위해 보성기상관측소에서 관측되는 기상현황 자료를 활용하여 강수가 없는 맑은 날과 구름조금인 날씨에 해당되는 2014년 6월 26일부터 30일까지를 분석기간으로 선정하였다.
구름 미세물리 모수화 방안으로는 WDM(WRF Double Moment) 6-class(Lim and Hong, 2010) 방안이 사용되었으며, 수평 격자 규모를 고려하여 수치실험 수행시 적운 모수화 방안은 사용하지 않았다. 현재 WRF 모델에서 YSUPBL 방안을 비롯하여 여러 행성경계층 방안이 사용되고 있는데, 이 연구에서는 행성경계층 방안 4개(YSU, MYJ, ACM2, BouLac)에 대해 각각 사례 실험을 수행하였다(Table 2).

데이터처리

분석 기간에서 WRF PBLH의 편향 및 오차에 대한 정량적 분석을 수행하기 위해 라이다 PBLH와의 평균 편향(mean bias), RMSE(root mean square error)를 계산하고 그 결과를 Table 4에 나타내었다. 낮 동안 4가지 PBL 방안으로 수치모의된 WRF PBLH는 라이다 관측에 대해 과소(YSU, MYJ) 또는 과대(ACM2, BouLac) 모의하는 경향이 나타났으며, RMSE 비교에서는 YSU PBL 방안이 타 방안대비 가장 높은 정밀도를 보이고 있다.

이론/모형

, 2008). 구름 미세물리 모수화 방안으로는 WDM(WRF Double Moment) 6-class(Lim and Hong, 2010) 방안이 사용되었으며, 수평 격자 규모를 고려하여 수치실험 수행시 적운 모수화 방안은 사용하지 않았다. 현재 WRF 모델에서 YSUPBL 방안을 비롯하여 여러 행성경계층 방안이 사용되고 있는데, 이 연구에서는 행성경계층 방안 4개(YSU, MYJ, ACM2, BouLac)에 대해 각각 사례 실험을 수행하였다(Table 2).
본 연구에서는 Wavelet Covariance Transform(WCT) 방법에 기반하여 라이다 후방산란 신호를 이용하여 PBLH를 산출하였다. 선행 연구를 통해 WCT 방법이 여러 계절 및 기상현상에 대해 사용될 수 있으며, 라이다 자료를 이용하여 PBLH를 산출하는 타 방법에 비해 잡음의 영향이 적다고 알려져 있다.
수치모의를 위한 지역규모 예보 모델로는 중규모 수치모델인 WRF(Weather Research and Forecasting) version 3.8 모델을 이용하였다. 고해상도 수치모의를 위해 0.

성능/효과

01~10UTC 동안 WRF의 PBLH에서 라이다의 PBLH를 차감한 편차의 평균은 BouLac PBL 방안을 사용했을 때 가장 작았으며(≈0.06 km), 절대값을 기준했을때 그 다음으로는 YSU 방안(≈-0.12 km)으로 나타났다.
MYJ 방안을 사용한 실험의 PBLH가 1에 가장 가까운 회귀선 기울기(≈1.044)를 보였지만 4가지 행성경계층 방안중 라이다 PBLH에 대해 가장 낮은 상관도(≈0.773)를 가지는 것으로 나타났다.
Table 1에 차량 탑재된 라이다에 대한 구체적인 사양을 제시하였다. Nd:YAG 고출력 레이저를 사용하여 고해상도의 연직관측을 수행하도록 시스템이 구축되었으며, 미산란(Mie-scattering) 라이다를 기반으로 설계되어 주야간 연속관측이 가능하다.
또한 북상하는 장마전선 및 한반도를 지나는 저기압의 영향으로 비가 오거나 흐린 날이 많았다. 그리고 연무 및 박무가 발생하는 일수가 많았으며 해안과의 거리가 2km 이내로, 습도가 60% 이상인 날이 지속되는 경향을 보였다.
분석 기간에서 WRF PBLH의 편향 및 오차에 대한 정량적 분석을 수행하기 위해 라이다 PBLH와의 평균 편향(mean bias), RMSE(root mean square error)를 계산하고 그 결과를 Table 4에 나타내었다. 낮 동안 4가지 PBL 방안으로 수치모의된 WRF PBLH는 라이다 관측에 대해 과소(YSU, MYJ) 또는 과대(ACM2, BouLac) 모의하는 경향이 나타났으며, RMSE 비교에서는 YSU PBL 방안이 타 방안대비 가장 높은 정밀도를 보이고 있다. 본 연구는 특정 지역에서 단 5일간 맑은 날의 분석결과이므로, 보다 객관적인 결과를 도출하기 위해서는 좀 더 많은 관측자료를 통한 비교연구가 요구된다고
773)를 가지는 것으로 나타났다. 대체적으로 비국지 방안을 사용한 실험이 국지 방안을 사용한 경우보다 라이다 관측에 대해 더 높은 상관도를 나타냈는데 이는 비국지 방안이 가지는 상대적으로 강한 연직 혼합 및 수송에 기인한다고 판단된다. 위와 같이 모의된 값의 차이가 있음에도 WRF 모델과 라이다에서 산출된 PBLH 값의 정량적 분석 결과 둘의 상관도는 높았다.
비국지 방안인 ACM2를 사용한 실험에서 상관 계수값이 가장 높게 나타났지만 회귀선 기울기 또한 가장 큰 값을 보였으며, MYJ 방안을 사용한 실험의 PBLH가 1에 가장 가까운 회귀선 기울기를 나타냈지만 4가지 행성경계층 방안중 라이다 PBLH에 대해 가장 낮은 상관도를 가지는 것으로 분석되었다. 대체적으로 비국지 방안을 사용한 실험이 국지 방안을 사용한 경우보다 라이다 관측에 대해 더 높은 상관도를 나타냈는데, 이는 비국지 방안이 가지는 상대적으로 강한 연직 혼합 및 수송에 기인한다고 판단된다. 행성경계층 방안별로 수치모의된 결과를 기간 평균하여 낮 시간(01~10UTC) 동안 최소 PBLH 및 최대 PBLH의 차이는 약 0.
비국지 방안인 ACM2를 사용한 실험에서 가장 높은 상관계수값(≈0.923)을 가지지만, 회귀선 기울기 또한 가장 큰 값(≈1.815)을 보였다.
라이다와 WRF 모델의 PBLH 산포도를 이용하여 행성경계층 방안에 따른 PBLH 차이를 사례 기간에 대해 비교분석하였다. 비국지 방안인 ACM2를 사용한 실험에서 상관 계수값이 가장 높게 나타났지만 회귀선 기울기 또한 가장 큰 값을 보였으며, MYJ 방안을 사용한 실험의 PBLH가 1에 가장 가까운 회귀선 기울기를 나타냈지만 4가지 행성경계층 방안중 라이다 PBLH에 대해 가장 낮은 상관도를 가지는 것으로 분석되었다. 대체적으로 비국지 방안을 사용한 실험이 국지 방안을 사용한 경우보다 라이다 관측에 대해 더 높은 상관도를 나타냈는데, 이는 비국지 방안이 가지는 상대적으로 강한 연직 혼합 및 수송에 기인한다고 판단된다.
53 km) PBL 방안 순으로 작은 값을 보였다. 사례 기간에 대해 WRF PBLH와 라이다 PBLH의 편차를 이용한 RMSE 비교에서는 YSU PBL 방안이 가장 높은 정밀도를 가지는 것으로 나타났다.
대체적으로 비국지 방안을 사용한 실험이 국지 방안을 사용한 경우보다 라이다 관측에 대해 더 높은 상관도를 나타냈는데 이는 비국지 방안이 가지는 상대적으로 강한 연직 혼합 및 수송에 기인한다고 판단된다. 위와 같이 모의된 값의 차이가 있음에도 WRF 모델과 라이다에서 산출된 PBLH 값의 정량적 분석 결과 둘의 상관도는 높았다. 비록 RL을 PBLH로 산출하는 라이다의 관측 특성으로 인해 중첩 고도 부근 또는 이하에 존재하는 PBLH를 찾을 수 없는 단점이 있지만, 산출된 값들 사이의 높은 상관 계수는 수치모델 행성경계층 분석에 대한 라이다 관측자료의 활용 가능성을 보여주고 있다.
42 km로 계산되었다. 정성적 평가에서는 YSU 방안으로 산출된 PBLH가 타 방안대비 라이다 관측에 보다 근접한 것으로 나타났다.
7). 행성경계층 방안별로 라이다와의 상관성 분석에서 피어슨 상관 계수(Pearson correlation coefficient)의 범위는 0.773에서 0.916으로 나타났다. 비국지 방안인 ACM2를 사용한 실험에서 가장 높은 상관계수값(≈0.
대체적으로 비국지 방안을 사용한 실험이 국지 방안을 사용한 경우보다 라이다 관측에 대해 더 높은 상관도를 나타냈는데, 이는 비국지 방안이 가지는 상대적으로 강한 연직 혼합 및 수송에 기인한다고 판단된다. 행성경계층 방안별로 수치모의된 결과를 기간 평균하여 낮 시간(01~10UTC) 동안 최소 PBLH 및 최대 PBLH의 차이는 약 0.42 km로 계산되었으며, 일별 시계열에 대한 정성적 평가에서는 YSU 방안으로 산출된 PBLH가 타 방안대비 라이다 관측에 보다 근접한 것으로 판단된다. 낮 시간에 대한 PBLH 차이의 표준 편차는 YSU(≈0.
행성경계층 방안별로 수치모의된 결과를 기간 평균하여 낮 시간(01~10UTC) 동안 최소 PBLH(YSU≈1.72 km) 및 최대 PBLH(ACM2≈2.14 km)의 차이는 약 0.42 km로 계산되었다.
행성경계층 방안으로 ACM2를 사용했을 때 라이다 PBLH 대비 수치모델 PBLH가 낮 시간에 가장 크게 나타났는데, Fig. 5와 마찬가지로 Fig. 6에서도 낮 시간에 대해 ACM2 방안을 사용하여 모의된 PBLH가 가장 큰 값을 가짐을 확인할 수 있었다. 또한 같은 비국지 방안인 YSU에 대해 ACM2가 더 깊은 PBL을 주간에 대해 진단하는데, 이는 앞서 언급한 PBL 모수화 방안에서 혼합을 정의하는 방식의 차이에서 기인하는 것으로 판단된다.

후속연구

아울러, 야간에 대한 라이다 관측의 한계가 있으므로 주간과 야간을 구분한 상세 분석이 요구된다. 또한 여기서 분석된 WRF 행성경계층 방안 연구의 경우 표면층 물리(surface layer physics)가 동일하지 않으므로, 모의된 PBLH 간 상호 비교에 있어서 한층 더 정밀한 분석을 위해서는 향후에 표면층 물리의 효과 등을 포함한 연구가 필요하다. 앞서 살펴본 바와 같이 차량탑재 라이다 시스템은 시공간적 고해상도 관측 수행을 통해 대기 경계층을 분석할 수 있으며, 관심 지역으로 이동하여 해당 지점의 대기 연직 구조 관측이 가능한 장점을 가지고 있다.
이 연구에서는 짧은 분석 기간으로 인해 통계적 오차 요인이 포함될 수 있으므로 보다 일반적인 논의를 위해서는 장기간의 관측 결과를 통한 분석이 필요하다고 판단된다. 아울러, 야간에 대한 라이다 관측의 한계가 있으므로 주간과 야간을 구분한 상세 분석이 요구된다.
생산된 라이다의 PBLH와 라디오존데 및 WRF를 통해 산출된 PBLH간의 상호 비교를 통해 신뢰도를 평가하고, PBLH의 일변화 및 성장률을 분석하였다. 이와 같은 선행 연구를 통해 라이다 자료로부터 산출된 PBLH가 연직대기구조를 분석하는데 기여할 수 있음을 확인할 수 있다.
앞서 살펴본 바와 같이 차량탑재 라이다 시스템은 시공간적 고해상도 관측 수행을 통해 대기 경계층을 분석할 수 있으며, 관심 지역으로 이동하여 해당 지점의 대기 연직 구조 관측이 가능한 장점을 가지고 있다. 차량에 탑재된 기상라이다는 여러 기상 조건하의 대기 경계층 연직 구조에 대한 상세 자료를 제공할 수 있으며, 이를 통해 관측자료 기반 수치모델 행성경계층 분석을 위한 가이던스(guidance)를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

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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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