초록 ▼

- 2005년과 2006년 10월 동해안에서 발생한 이상 너울에 대하여 기상청에서 제공하는 해상풍 자료를 입력 자료로 하여 천해 파랑 예보 모델인 SWAN모델을 수행함.
- 수행 결과 이상 너울의 파고 및 발생 시기에 있어서 관측 자료와 상당한 차이를 보였으며 이는 파랑 모델에 있어서의 너울의 전파에 대한 문제점과 해상풍의 정확도에 기인한 것으로 보임.
- 향후 보다 정확한 해상풍 입력 자료를 바탕으로 너울의 발생과 전파에 대한 계속적인 연구 및 개선이 필요함.
- 2008년 2월에 발생한 너울에 대하여 왕돌초에서

- 2005년과 2006년 10월 동해안에서 발생한 이상 너울에 대하여 기상청에서 제공하는 해상풍 자료를 입력 자료로 하여 천해 파랑 예보 모델인 SWAN모델을 수행함.
- 수행 결과 이상 너울의 파고 및 발생 시기에 있어서 관측 자료와 상당한 차이를 보였으며 이는 파랑 모델에 있어서의 너울의 전파에 대한 문제점과 해상풍의 정확도에 기인한 것으로 보임.
- 향후 보다 정확한 해상풍 입력 자료를 바탕으로 너울의 발생과 전파에 대한 계속적인 연구 및 개선이 필요함.
- 2008년 2월에 발생한 너울에 대하여 왕돌초에서 관측한 자료를 분석한 결과 30 분 동안 1 m 이상의 유의파고가 증가하는 경우가 관측되며 이와 같은 비정상 상태의 파랑 변화의 분석을 위하여 웨이블릿 방법을 적용함.
- 그 결과 주파수뿐만 아니라 시간에 따른 파군, 첨두 주파수 및 스펙트럼의 변화를 볼 수 있었으며 그 결과를 시간에 따라 평균하여 푸리에 스펙트럼과 비교한 결과 시간에 따른 형태나 첨두 주기의 변화는 유사하게 나왔으나 첨두 주파수 에너지와 유의 파고에 있어서는 차이를 나타냄.
- 이상 파랑이나 갑작스러운 너울과 같은 일시적이고 불규칙적인 현상 연구에 있어서 웨이블릿 분석 방법이 효과적인 것으로 보이며 향후 우리나라 파랑 자료에 대한 많은 적용과 분석 연구가 필요함.

Abstract ▼

Abnormally big swells appeared on the coast of the East Sea in October in 2005 and 2006 were simulated using SWAN model to examine the accuracy of the model for future forecasting. Seawind data calculated based on the weather chart and bottom topography were used for input data, and the model was op

Abnormally big swells appeared on the coast of the East Sea in October in 2005 and 2006 were simulated using SWAN model to examine the accuracy of the model for future forecasting. Seawind data calculated based on the weather chart and bottom topography were used for input data, and the model was operated more than 20 days before the observed big swells to avoid the problems from the cold start of the model. The comparisons with observed wind and wave data turn out to be unsatisfactory and need more improvement in terms of swell component in the wave model as well as the quality of seawind data. The satellite wind and wave data can be good candidates for future comparison of the wave model results in the East Sea. Swell data observed in the East Sea in February, 2008 were analyzed using wavelet method. The wavelet analyzed results show detailed time series variation of wave group, peak frequency and spectrum. The comparison of time averaged wavelet spectrum with fourier spectrum turn out to be very similar in terms of spectrum shape and peak frequency evolution but the peak frequency wave energy and the significant wave height show discrepancies. Wavelet analysis can detect the change of spectrum in time as well as in frequency and very efficient to study transient and irregular phenomena such as freak waves and abnormal swells in the ocean. More analysis with more wave data are needed for future application.

목차 Contents

• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ...12
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ...14
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ...16
• 제 1 절 파랑 모델을 통한 너울 산출 ...16
• 1. 파랑 모델의 수행 ...16
• 가. SWAN 모델 ...16
• 나. 파랑 모델 입력 자료 ...17
• 다. 파랑 관측 자료 ...19
• 2. 파랑 모델의 수행 결과 ...20
• 3. 토론 및 결론 ...26
• 제 2 절 웨이볼릿(Wavelet)을 이용한 너울 분석 ...27
• 1. 웨이블릿(Wavelet) 분석 방법 ...27
• 2. 웨이블릿(Wavelet) 분석 파랑 자료 ...28
• 3. 웨이블릿(Wavelet) 분석 결과 ...31
• 4. 결론 ...35
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ...36
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ...37
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ...38
• 제 7 장 참고문헌 ...40
• Table 1. Locations of measurement stations. ...19
• Table 2. Comparison of significant wave heights calculated from Fourier spectrum(Fig. 4) and Wavelet spectrum(Fig. 6). ...34
• Fig. 1. Accident locations caused by abnormal swells on the East coast of Korea. ...13
• Fig. 2. Location map of measurement stations. ...18
• Fig. 3. Weather map for 21 October 2005 at 9 Pm. ...21
• Fig. 4. Weather map for 23 October 2006 at 9 Am. ...21
• Fig. 5. Hindcast of significant wave height distributions during October in 2005. 11 ...22
• Fig. 6. Hindcast of significant wave height distributions during October in 2006. 12 ...23
• Fig. 7. Comparison of time series of wind speed and directions between seawind model data(dotted line) and observation data(solid line) in 2005. ...24
• Fig. 8. Comparison of time series of significant wave heights between SWAN model results(dotted line) and observation data(solid line) in 2005. ...24
• Fig. 9. Comparison of time series of wind speed and directions between seawind model data(dotted line) and observation data(solid line) in 2006. ...25
• Fig. 10. Comparison of time series of significant wave heights between SWAN model results(dotted line) and observation data(solid line) in 2006. ...25
• Fig. 11. Location map of wave station. ...29
• Fig. 12. Time series data of significant wave heights and wave energy spectrum observed at Wangdolcho wave station in the East Sea from February 22nd to 28th in 2008. ...29
• Fig. 13. Evolution of wave spectrum during a day on February ...30
• Fig. 14. Evolution of wave spectrum for 1.5 hours. ...31
• Fig. 15. Wavelet energy spectrum for 30 minute time series wave data at 11 :30, 12:00 and 12:30. The left axis is the Fourier period(in second) corresponding to the wavelet scale. ...32
• Fig. 16. Evolution of global wavelet spectrum for 30 minute time series wave data. The bottom axis is frequency(Hz) calculated based on the Fourier period corresponding to wavelet scale. ...33
• Fig. 17. Example of swell prediction on the south western coastal waters of California(by the courtesy of CDIP). ...39