초록 ▼

본 보고서는 기상청에서 기상관측을 목적으로 운용하고 있는 기상레이더 시스템을 효과적으로 활용하여 레이더로부터 생산되는 관측 정보가 실측 자료에 가까운 정확도 높은 정보를 생산할 수 있도록 운용 부분에서 핵심이 되는 Z-R 관계식 적용에 대한 검증 보고서이다.
레이더에서 산출된 강수량은 기상레이더에서 관측된 반사도 Z를 관계식에 적용하여 추정한 것으로 이 관계식을 Z-R 관계식이라 하며, 현재 기상청에서 운용하는 모든 기상레이더 사이트에서는 Z-R관계식 중 층상형 강수 형태에 적용하는 Z=200 $R^{1.6}$

본 보고서는 기상청에서 기상관측을 목적으로 운용하고 있는 기상레이더 시스템을 효과적으로 활용하여 레이더로부터 생산되는 관측 정보가 실측 자료에 가까운 정확도 높은 정보를 생산할 수 있도록 운용 부분에서 핵심이 되는 Z-R 관계식 적용에 대한 검증 보고서이다.
레이더에서 산출된 강수량은 기상레이더에서 관측된 반사도 Z를 관계식에 적용하여 추정한 것으로 이 관계식을 Z-R 관계식이라 하며, 현재 기상청에서 운용하는 모든 기상레이더 사이트에서는 Z-R관계식 중 층상형 강수 형태에 적용하는 Z=200 $R^{1.6}$으로 고정하여 적용하고 있다. 이를 개선하여 강수, 강설 및 태풍 등의 다양한 기상 현상에 따라 적합한 Z-R관계식을 적용하여 관측 및 운용을 개선함으로써 기상 예보의 정확도를 향상시키고자 함이 본 연구의 목적이다.
세계적으로 기상레이더 운영에서 Z-R관계식으로 가장 많이 활용하고 있는 형태가 층상우에 적용하는 관계식 Z=200 $R^{1.6}$과 지형성(태풍) 강수 Z=31 $R^{1.71}$, 뇌우성 강수 Z=486 $R^{1.37}$, 강설 Z=2000 $R^{2.0}$이다. 그 중 가장 일반적으로 사용하고 있는 Z-R 관계식은 Z=200 $R^{1.6}$이다. 최근 들어서는 실험 및 통계에 의하여 강수 형태별로 특정기간에 사용할 수 있는 Z-R 관계식을 달리 적용하고 있다.
그렇지만, 기상청에서 운영하고 있는 레이더 사이트에서는 사 계절 및 강수 형태와는 상관없이 층상우에 적용하고 있는 Z-R관계식 Z=200 $R^{1.6}$을 고정하여 적용하여 일차적인 강수강도 자료를 생산하고 지상 강수량 계 자료를 이용하여 보정하는 방법을 택하고 있다. 이로 인하여 일차적인 레이더 강수강도 산출시 지상 강수량계에서 관측한 자료와 비교했을 때 적게는 10∼20 mm, 많을 경우에는 20∼50 mm의 오차를 보이고 있는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 극복하기 위해 Z-R 관계식을 사례별로 적용ㆍ검증하였다. 사례 조사기간은 2002년 6월 1일부터 2003년 7월 31일까지 일 강수 80 mm이상인 날 중 1시간 최다강수량을 나타낸 시간을 택하고 15분 최대 강수량이 나타난 시각을 우선적으로 선택하여 AWS 강수량 자료와 레이더 영상 강수 정보를 비교하였다. 또한 일기도 자료와 기상위성 영상자료, 불안정지수 등의 자료를 토대로 강수형태를 1차 분류한 뒤 2∼3종류의 Z-R관계식을 적용하여 보았다.
위와 같이 사례별 검증 결과를 토대로 강수 형태 및 기상상창에 따라 Z-R관계식을 적용하여 현업업무에 활용함으로써 강수량 오차 최소화로 강수 예보 정확도 향상에 기여하고자 한다.

목차 Contents

• 제 1 장 서론...12
• 제 1 절 연구 개발의 필요성...12
• 제 2 절 국내ㆍ외 연구 동향...13
• 제 2 장 Z-R 관계식 적용 사례분석...14
• 제 1 절 진도기상대의 관측지형 및 현황...14
• 제 2 절 진도기상레이더 개요...14
• 제 3 절 Z-R 관계식 개요...16
• 1. 기상레이더 관측 원리...16
• 2. Z-R 관계식 소개...16
• 제 4 절 사례분석 방법 및 결과...19
• 1. 사례분석 방법...19
• 2. 사례분석일 현황...22
• 3. 사례분석 및 결과...24
• 제 3 장 결론 및 토의...83
• 제 1 절 Z-R관계식 적용에 대한 의견...83
• 제 2 절 AWS 강수량과 레이더 자료 검증 결과...84
• 1. 사례별 검증결과...84
• 2. 사례별 Z-R 관계식 적용 결과...89
• 3. 강수 형태별 Z-R 관계식 평균 오차...91
• 제 4 장 최종결론 및 향후 계획...93
• 참고 문헌...94