[보고서]현업 UM을 이용한 한국형 중·상층 난류예측시스템 개발

전혜영

보고서 정보
주관연구기관	연세대학교 Yonsei University
연구책임자	전혜영
참여연구자	김정훈 , 장욱 , 김종윤 , 이단비
보고서유형	최종보고서
발행국가	대한민국
언어	한국어
발행년월	2012-03
과제시작연도	2011
주관부처	기상청
연구관리전문기관	기후과학연구관리단
등록번호	TRKO201200000849
과제고유번호	1365001104
사업명	기상산업 지원 및 활용 기술 개발
DB 구축일자	2013-04-18
키워드	항공난류.조종사 보고.수치예보모형.통합난류예측.aviation turbulence.PIREPs (pilot reports).numerical weather prediction (NWP) model.integrated turbulence forecast.

초록 ▼

본 연구는 통합난류예측시스템 방법론을 기상청 현업 일기예보모형인 UM에 적용시키고, 구성요소에 대한 다양한 민감도 실험 및 통계적 검증을 통해 최적화된 한국형 중·상층 난류예측시스템 개발을 목적으로 수행되었고 아래와 같은 연구결과들을 도출함으로써 소기의 목적을 달성하였음.
● 장기간 (8년; 2003-2010) 동안의 기존 MM5-RDAPS 분석장과 그 시기 PIREP 자료를 이용한 중·상층 통합난류예측시스템 구축 및 검증을 수행함.
● 최근 1년 (2010.6-2011.5) 동안의 현재 UM-RDAPS 예측장과 그 시기

본 연구는 통합난류예측시스템 방법론을 기상청 현업 일기예보모형인 UM에 적용시키고, 구성요소에 대한 다양한 민감도 실험 및 통계적 검증을 통해 최적화된 한국형 중·상층 난류예측시스템 개발을 목적으로 수행되었고 아래와 같은 연구결과들을 도출함으로써 소기의 목적을 달성하였음.
● 장기간 (8년; 2003-2010) 동안의 기존 MM5-RDAPS 분석장과 그 시기 PIREP 자료를 이용한 중·상층 통합난류예측시스템 구축 및 검증을 수행함.
● 최근 1년 (2010.6-2011.5) 동안의 현재 UM-RDAPS 예측장과 그 시기 PIREP 자료를 이용한 중·상층 통합난류예측시스팀 구축 및 검증을 수행함.
● 기존의 MM5-RDAPS 기반 시스템과 최근 UM-RDAPS 기반 시스템의 중·상층 난류 예측성을 정량적으로 비교, 분석하기 위해 다양한 민감도 실험 및 통계적 검증을 수행하였음.
● 다양한 민감도 실험 및 통계적 검증을 통해 기존 MM5-RDAPS 기반 시스템보다 최근 UM-RDAPS 기반 시스템이 현재 한국 실정에 최적화된 한국형 중·상층 난류예측시스템 임을 확인하였음.
● 개발한 한국형 중·상층 난류예측시스템을 항공기상청으로 기술 이전하여 기상청 통합예측모형의 후처리과정으로 접합함으로써 개발 기술의 현업화 인증을 획득함.

Abstract ▼

In this study, the component diagnostics with their thresholds and weightings in the KATG system are calculated by using the observed pilot reports (PIREPs) and analyses of the regional data assimilation and prediction system (RDAPS) operated in the KMA. Two types (RD-KATG and UM-KATG) of the KATG s

In this study, the component diagnostics with their thresholds and weightings in the KATG system are calculated by using the observed pilot reports (PIREPs) and analyses of the regional data assimilation and prediction system (RDAPS) operated in the KMA. Two types (RD-KATG and UM-KATG) of the KATG system are developed and evaluated using the PIREPs over Korea and East Asia. Component diagnostics and their thresolds in the RD-KATG are founded on the 8-yrs (2003-2010) MM5-based RDAPS (previous version of the RDAPS; Δx = 30 km) and PIREPs data, while those in the UM-KATG are based on the 1-yr (2010.6-2011.5) UM-based RDAPS (current version of the RDAPS; Δx = 12 km) and PIREPs. Finally, two types of the KATG systems are compared objectively by evaluating the various performance tests using the recent UM-RDAPS forecasts and PIREPs data, and then the most optimal KATG system is decided.

목차 Contents

표지 ... 1
제출문 ... 2
보고서 요약서 ... 3
요약문 ... 4
SUMMARY ... 6
CONTENTS ... 8
목차 ... 9
제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 10
제 1 절 연구개발의 목적 ... 10
제 2 절 연구개발의 필요성 ... 10
제 3 절 연구개발범위 ... 11
제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 12
제 1 절 국내·외 관련분야에 대한 기술개발현황 ... 12
제 2 절 국내·외 기술개발현황에서 연구결과가 차지하는 위치 ... 12
제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 13
제 1 절 연구개발 이론적, 실험적 접근방법 ... 13
제 2 절 연구개발내용 ... 14
제 3 절 연구개발결과 ... 14
제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 25
제 1 절 연구개발목표의 달성도 ... 25
제 2 절 관련분야의 기술발전에의 기여도 ... 25
제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 26
제 1 절 추가연구의 필요성 ... 26
제 2 절 타연구에의 활용 ... 26
제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 27
제 7 장 연구시설 · 장비 현황 ... 28
제 8 장 참고문헌 ... 30

표/그림 (6)

표 Example of the upper-level RD-KATG at z = 35,000-40,000 ft (FL350-400) valid at 1200 UTC 2 May 2011 on the UM-RDAPS domain, derived using the component diagnostics and their thresholds listed in Table 1 that is based on the 8-yrs (2003-2010) PIREPs and MM5-RDAPS data over East Asia. Several MOG and NIL PIREPs observed within ±2 hrs of 1200 UTC 2 May 2011 are depicted as convectional symbols of turbulence intensity. The thresholds for the boundaries between NIL- and LGT- and LGT- and MOG-levels are 0.3 and 0.475, respectively.
$PODY-PODN performance statistics of (a) the upper-level RD-KATG (thick solid line) and 20 component diagnostics (thin dashed lines) and (b) the upper-level RD-KATG (thick solid line) and the maximum (dashed line) and minimum (dotted line) boundaries among the 200 experiments using the subsets of randomly selected half-fraction samples, derived using the 1-yr (2010.6-2011.5) PIREPs and UM-RDAPS data over East Asia. The AUC values of the maximum, minimum, and RD-KATG are written in parentheses in (b).$ 표 PODY-PODN performance statistics of (a) the upper-level RD-KATG (thick solid line) and 20 component diagnostics (thin dashed lines) and (b) the upper-level RD-KATG (thick solid line) and the maximum (dashed line) and minimum (dotted line) boundaries among the 200 experiments using the subsets of randomly selected half-fraction samples, derived using the 1-yr (2010.6-2011.5) PIREPs and UM-RDAPS data over East Asia. The AUC values of the maximum, minimum, and RD-KATG are written in parentheses in (b).
표 Example of the upper-level UM-KATG at z = 35,000-40,000 ft (FL350-400) valid at 1200 UTC 2 May 2011 on the UM-RDAPS domain, derived using the component diagnostics and their thresholds listed in Table 2 that is based on the 1-yr (2010.6-2011.5) PIREPs and UM-RDAPS data over East Asia. Several MOG and NIL PIREPs observed within ±2 hrs of 1200 UTC 2 May 2011 are depicted as convectional symbols of turbulence intensity. The thresholds for the boundaries between NIL- and LGT- and LGT- and MOG-levels are 0.3 and 0.475, respectively.
$PODY-PODN performance statistics of (a) the upper-level UM-KATG (thick solid line) and 20 component diagnostics (thin dashed lines) and (b) the upper-level UM-KATG (thick solid line) and the maximum (dashed line) and minimum (dotted line) boundaries among the 200 experiments using the subsets of randomly selected half-fraction samples, derived using the 1-yr (2010.6-2011.5) PIREPs and UM-RDAPS data over East Asia. The AUC values of the maximum, minimum, and UM-KATG are written in parentheses in (b).$ 표 PODY-PODN performance statistics of (a) the upper-level UM-KATG (thick solid line) and 20 component diagnostics (thin dashed lines) and (b) the upper-level UM-KATG (thick solid line) and the maximum (dashed line) and minimum (dotted line) boundaries among the 200 experiments using the subsets of randomly selected half-fraction samples, derived using the 1-yr (2010.6-2011.5) PIREPs and UM-RDAPS data over East Asia. The AUC values of the maximum, minimum, and UM-KATG are written in parentheses in (b).
표 AUC values of the RD-KATG (solid line) and UM-KATG (dashed line), as a function of the number of combined diagnostics, derived using the 1-yr (2010.6-2011.5) PIREPs and UM-RDAPS data over East Asia.
표 Fig. 6. 장비 1.

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