초록 ▼

해무는 해상에서 발생하는 악기상 중에 가장 빈번히 발생하는 기상현상으로 대기 최하층이 특정한 조건하에서 포화될 때 발생한다. 일단해상에서 안개가 발생하게 되면 지속시간이 비교적 길고 일출 후에도 쉽게 소산되지 않는 특성을 가진다. 무엇보다 약한 풍속 하의 안정한 대기에서 발생하는 육상의 안개와 달리 해무는 일정 풍속 이상에서 발생하여, 바람에 의해 이동하는 특성을 가진다. 최근 개항한 신공항은 육지와 인접한 영종도에 위치함에 따라 해상에서 발생하는 안개가 항공기의 이착륙에 많은 영향을 줄 것으로 사료되며, 현재도 이와 같은 문제를

해무는 해상에서 발생하는 악기상 중에 가장 빈번히 발생하는 기상현상으로 대기 최하층이 특정한 조건하에서 포화될 때 발생한다. 일단해상에서 안개가 발생하게 되면 지속시간이 비교적 길고 일출 후에도 쉽게 소산되지 않는 특성을 가진다. 무엇보다 약한 풍속 하의 안정한 대기에서 발생하는 육상의 안개와 달리 해무는 일정 풍속 이상에서 발생하여, 바람에 의해 이동하는 특성을 가진다. 최근 개항한 신공항은 육지와 인접한 영종도에 위치함에 따라 해상에서 발생하는 안개가 항공기의 이착륙에 많은 영향을 줄 것으로 사료되며, 현재도 이와 같은 문제를 겪고 있다2000년 12월에서 2001년 11월까지 최근 1년간 안개발생 일수는 47일, 안개지속시간은 237시간이었다. 가장 높은 안개 발생빈도를 보인 5월에10일간, 44시간 동안 안개가 발생하였고 2월에 4일간, 45시간 동안 안개가 발생하였으며, 7월에 8일간, 20시간 동안 안개가 발생하였다.
서해 연안의 안개발생 특성을 규명하기 위해 5, 6월에 서해안의 흑산도 근해에서 기상 2000호와 레윈존데를 이용하여 해양/대기 특별 관측 및 연직 대기상태를 관측하였으며 9월과 11월에는 덕적도에서 플럭스 관측과 상층 대기 관측을 하였다. 관측기간 중 6월 2일 해무가 발생되어 약 24시간 지속되었으며, 기상 상태는 안개발생 전에 점차 고기압 확장으로 인해 지상기압이 상승하였으며, 풍향은 점차 남서 또는 남서풍으로 바뀌었다. 습도는 매우 낮다가 안개발생 직전부터 급격히 증가하였으며, 기온과 해수면 온도(SST)의 차이는 증가하다가 안개발생 직후부터 감소하는 특징을 보였다. 온도 이류와 SST의 분포를 살펴본 결과 따뜻한 기단이 그보다 찬 성질의 SST를 나타내는 해역에 이류하면서 안개를 형성하는 전형적인 이류무의 형태를 보였다. 이를 종합해볼 때 이류무는 광범위한 고기압권 내에서 해수면의 강한 가열과 이류로 인해 기온이 상승하고, 풍향이 온난 습윤한 기단이 위치한 남풍 내지 남서풍으로 바뀌면서 주변보다 낮은 SST를 보이는 해역에서 발생하여 이류하는 것으로 판단된다. 한편, 관측 당시 짙은 해무가 발생한 홍도 및 흑산도 남부 해역에서 현열속 및 잠열속이 대체로 평형상태가 나타나고 있었다. 결국, 바다에서 해무 발생시 해양/대기 현열속 및 잠열속 교환은 대체로 평형상태를 유지하는 특징을 보여주는 것으로 사료된다. 덕적도에서 관측한 해양/대기간 열수지 계산 결과를 살펴보면 9월에 비해 상대적으로 낮은 습도, 낮은 기온, 높은 풍속이 나타나는 11월에는 현열속과 잠열속이 9월에 비해 더 큰 값을 보이고 있다. 평균 순열속은 9월에 201.8 W/m₂, 11월에 -46.9 W/$m_2$을 보여 9월에는 해양으로 열이 유입됨을, 11월에는 열이 유출됨을 알 수 있다또한, 영종도 주변 해역에서 발생하는 해무를 예측하고 그 특성을 이해하기 위하여 중규모 수치모델인 MM5를 기본으로 해무 예측 모델을 개발하였다. 개발된 해무 예측 모델은 아격자 규모의 모수화로부터 격자내 안개 fraction과 LWC를 구하였으며, 이때 난류 운동에너지의 예단 방정식으로부터 난류의 교환계수를 모수화하여 난류의 효과를 고려하고자 하였다. 개발된 해무 예측 모델은 현재 기상연구소에서 구동 중인 MM5에 장착 되었으며, 모델을 검증하기 위하여 영종도를 포함한 황해중부해상에서 발생한 해무 사례 일에 대한 수치실험을 수행하였다. 그리고 개발된 모델의 해무 예측 도구로써의 가능성을 살펴보고 모델에 나타난 해무의 발생 역학을 이해하였다본 연구에서는 영종도 주변 해역에서 발생하는 해무를 예측하고 그 특성을 이해하기 위하여 영종도 주변 해역의 해무 예측을 위한 해무 및 서해연안의 안개발생 메카니즘 분석과 해무 예측모델 연구가 이루어졌다.

Abstract ▼

The sea fog is one of the most frequent devastating meteorological phenomena over the sea. It is known to occur when the airin lowest level is saturated under the specific circumstance. If the sea fog is formed once, its duration is relatively long and it doesn't easily dissipate even after sunrise.

The sea fog is one of the most frequent devastating meteorological phenomena over the sea. It is known to occur when the airin lowest level is saturated under the specific circumstance. If the sea fog is formed once, its duration is relatively long and it doesn't easily dissipate even after sunrise. First of all, sea fogs form with relatively strong wind and are advected by winds, while fogs in land form with weak wind and stable atmosphere. Because Youngjong International Airport is located in the Youngjongdo, it is thought that the sea fog occurring over the surrounding sea could frequently affect the landing and take-off of airplanes, which has proved to be serious problems.
The analysis on the recent sea fogs from Dec. 2000 to Nov. 2001 shows that 47 cases of sea fog occurred and its total duration was237 hours. Maximum fog events appear in May when occurrence of 10 days and duration of 44 hours are reported. In February4 days and 45 hours, in July 8 days and 20 hours are observed, respectively.
An enhanced atmosphere/ocean observation experiment was taken during early June near Hueksando in the Yellow Sea using observation ship Kisang 2000 and upper-air rawinsonde system. In addition observation for flux and atmosphere were performed in Dukjukdo in September and November. On the 2nd June, a sea fog longer than 24 hours is found. A series of phenomena is observed in this fog event as follows: increasing surface pressure with strengthening high-pressure systembefore the generation of the sea fog, turning of wind direction to southerly or southwesterly, steep increase of relative humidity just before the occurrence of the sea fog, and the increase of the difference of the SST and air temperature before the sea fog while thedecrease just after the sea fog. Related temperature advection and SST distribution show the general characteristics of advection fog - warmer airmass advecting over the cooler sea to form fogs. As a result, advection fogs seem to be triggered when there are strong radiation and advection over the sea surface under broad high-pressure system and southerly or southwesterly from thewarm and humid airmass, and generated over the cooler sea than other region and advected. Meanwhile sensible and latentheat flux in the sea around Hongdo and southern area of Heuksando apparently were in equilibrium. It shows air-sea energy interaction in case of the sea fog results in nearly zero. Evaluation of heat flux between air and sea in Dukjukdo indicated thatheat and latent heat flux in November showing lower humidity, lower temperature, and higher wind speed was greater than thosein September. Net heat flux in September is 201.8 W/m₂, which means downward transfer of energy to the sea, while that inNovember is -46.9 W/m₂, which means vice versa.
The prediction model for sea fogs based on a numerical model MM5 was developed to forecast and understand the characteristics of the sea fog. It derives fog fraction and liquid water contents from sub-grid condensation parameterization within the frame work of the mesoscale numerical model MM5. Then exchange coefficient of turbulence from the prognostic equation ofturbulent kinetic energy is parameterized to consider the effect of turbulence. The developed model is installed into the MM5 inMETRI, and we performed numerical experiments for sea fog cases occurred around Youngjongdo in the middle Yellow Sea toverify sea fog prediction model. Also we diagnosed the possibility of the model for forecasting sea fogs, and understood thedynamics of sea fog revealed from the model resultsIn this study we analyzed the mechanism of the sea fog around the Yellow Sea and developed a prediction model for sea fogs topredict and understand the sea fog occurring in Youngjongdo.

목차 Contents

• 제1장. 서론...22
• 제2장. 2001년 안개발생 사례분석...27
• 2.1. 개요...27
• 2.2. 자료...27
• 2.3. 월별 안개발생 특성ㆍ김포공항과 비교...30
• 2.3.1. 월별 평균 안개 발생일수 비교...30
• 2.3.2. 최근 안개 발생일수 비교...34
• 2.4. 영종도 위탁 목측관측...39
• 2.5. 2001년 2월 안개발생 사례분석...42
• 2.5.1. 지상일기도 분석...43
• 2.5.2. 타지역과 비교...45
• 2.5.3. 기상요소별 분석...48
• 2.6. 2001년 7월 안개발생 사례분석...52
• 2.6.1. 타지역과 비교...52
• 2.6.2. 기상요소별 분석...56
• 2.7. 소결론...59
• 제3장. 한반도 서해 연안역의 해무 특성 분석...61
• 3.1. 서론...61
• 3.2. 자료 및 방법...61
• 3.3. 결과...63
• 3.3.1. 월별 안개 발생빈도...63
• 3.3.2. 안개 발생시 습도분포...66
• 3.3.3. 안개 발생시 풍계...66
• 3.4. 토의 및 결과...70
• 제4장. 해양/대기 종합 관측...72
• 4.1. 개요...72
• 4.2. 기상환경 분석...72
• 4.3. 해양환경 분석...88
• 4.4. 소결론...95
• 제5장. 열수지 관측...97
• 5.1. 서론...97
• 5.2. 관측방법...97
• 5.3. 관측결과...100
• 5.4. 소결론...108
• 제6장. 덕적도에서의 퇴적층 내, 해양/대기간 열교환과 바람 특성 고찰...109
• 6.1. 서론...109
• 6.2. 관측 및 자료 분석...110
• 6.3. 결과...112
• 6.3.1. 퇴적층 내 온도 변화...114
• 6.3.2. 열수지 변화...120
• 6.3.2.1. 퇴적층에서의 열수지 변화...120
• 6.3.2.2. 해양/대기간 열수지 변화...124
• 6.4. 소결론...131
• 제7장. MM5를 기본으로 한 해무 예측 모델 개발...132
• 7.1. 해무 예측 모델의 구조...132
• 7.2. 영종도 해무 사례에 대한 예측 모델 적용 및 검증...137
• 7.2.1. 모델의 구성 및 실험 설계...137
• 7.2.1.1. 모델의 구성...137
• 7.2.1.2. 실험 설계...138
• 7.2.2. 실험 결과...145
• 7.3. 해무 모델에 의한 발생 역학 규명...151
• 7.3.1. 실험 설계...151
• 7.3.2. 실험 결과...152
• 7.3.2.1. 이류 해무에 나타난 역학적 특성...152
• 7.3.2.2. 증기 해무에 나타난 역학적 특성...159
• 7.4. 결론 및 토의...167
• 제8장. 결론...169
• 참고문헌...173