초록 ▼

Ⅳ. 연구 내용 및 결과
기상에서 측정되는 모든 관측 자료는 환경 변화, 기기 고장, 장비의 노후화, 전기 및 통신 장애 등에 의해 오류 또는 이상 값이 발생할 수 있다. 이로 인해 최종 사용자가 자료에 대한 정확도를 판단할 수 있도록 오류 값 및 이상 값에 대한 품질 관리 체계 구축이 필요하다. 이를 위해 보성 종합기상탑에서 1분 간격으로 측정되는 기온, 습도, 풍향 및 풍속자료에 대한 품질을 검사할 수 있는 알고리즘을 개발하였고, 이를 준 실시간 자동으로 측정하는 체계를 구축하였다.
품질 검사에 사용되는 자료는 11

Ⅳ. 연구 내용 및 결과
기상에서 측정되는 모든 관측 자료는 환경 변화, 기기 고장, 장비의 노후화, 전기 및 통신 장애 등에 의해 오류 또는 이상 값이 발생할 수 있다. 이로 인해 최종 사용자가 자료에 대한 정확도를 판단할 수 있도록 오류 값 및 이상 값에 대한 품질 관리 체계 구축이 필요하다. 이를 위해 보성 종합기상탑에서 1분 간격으로 측정되는 기온, 습도, 풍향 및 풍속자료에 대한 품질을 검사할 수 있는 알고리즘을 개발하였고, 이를 준 실시간 자동으로 측정하는 체계를 구축하였다.
품질 검사에 사용되는 자료는 11개 층에서의 3일 간 관측 자료가 사용되며, 최종 자료는 3일 중 중간 일에 대해 품질 검사가 실시된다. 즉, 품질 검사를 통해 산출되는 결과는 전일 자료에 대해 실시됨을 뜻한다. 개발된 품질검사를 통해 종합 기상탑에서 산출되는 에러율은 모두 0.5 % 미만으로 현재까지 고 품질의 자료가 생산되고 있는 것을 확인하였다.
야간 대기가 안정한 경우, 단주기의 기온의 떨림 현상이 종합기상탑 내 모든 층에서 관측되어, 발생 원인을 파악하고자 2014년 4월 2일부터 11월 26일까지 기간중 사례 분석을 실시하였다. 야간 기온 떨림 현상은 전체 기간 중 105일(60%) 동안타났고, 변동 주기는 수분에서 수 시간의 다양한 범위를 가지며, 변동 폭은 최소 2℃ 또는 그 이상으로 저층을 중심으로 크게 나타났다. 2014년 5월 18일 사례 분석 결과, 기온의 떨림 현상은 일몰 후 (1800 LST) 지면에서의 복사 냉각에 따른 10 m 기온 감소가 나타난 후 점차 상층으로 떨림 현상이 전파되었고, 변동 폭은 시간이 지남에 따라 증가하였다. 이후 일출과 함께 하층에서부터 기온이 증가하면서 기온의 떨림 현상이 사라지고 상층으로 전파되는 특성
을 사례를 통해 확인하였다.
기온의 떨림 현상이 나타나는 원인을 규명하고자, 대기 안정도 (N²_bu)를 계산하였다. 그 결과 대기가 안정 상태일 때 기온의 떨림 현상이 나타나 안정도와 연관성이 있음을 확인할 수 있었다.
보성 지역에서 발생하는 안개의 발생 특성을 분석하여 유형을 분류하고자, 관측지점에 위치한 시정계, 인근 기상대의 일별 관측일지, 종합기상탑 자료를 이용하여 안개 사례를 선정(4, 10, 11월 각 1 사례) 하였다. 4월에 발생한 안개는 남서풍을 따라 유입된 온난·다습한 공기가 비교적 차가운 해수면 위를 지나면서 생성된 해무가 보성 지역으로 유입된 이류무로 분석되었고, 10월과 11월의 경우, 지면 근처에서 기온이 크게 감소하고 습도가 증가하고, 100m이하의 고도에서는 육지 쪽에서 바람이 불어와 지면이 냉각됨으로써 지면 근처에서 낮게 생성된 복사안개로 판별되었다.
보성 종합기상탑 주변은 3면이 산으로 둘러싸여있고, 남동쪽은 해안이 인접해 있어 종관적인 영향이 약할 경우 해안으로부터 유입되는 국지적 기상특성을 분석하기에 적합하다. 이와 같은 이유에서 2014년 4월부터 9월까지 종합기상탑에서 측정된 기온, 습도 그리고 바람 자료를 이용하여 월별 해륙풍 특성을 살펴보고 해풍 유입으로 인한 해풍 전선의 발생을 확인하였다.
분석 결과 종합기상탑 주변 지역은 일반적으로 오전 10시부터 오후 6시까지 해풍의 영향을 받으며 그 외의 시간에는 육풍이 주로 유입되었다. 또한, 해풍이 발생 할 시 풍계의 변화는 300m까지 나타나 육풍과는 차이를 보였다. 해풍전선은 차갑고 안정한 바다 공기가 육지로 이동(해풍)하면서 상대적으로 따뜻하고 불안정한 육지 공기를 만나 형성되는데, 관측을 통해 해풍의 유입과 함께 지면근처의 풍향 및 풍속이 변하면서 상층과 상반되는 분포를 보였고, 지면 근처 해풍이 유입됨으로써 해풍의 영향이 미치는 고도까지 기온이 감소하고 습도가 높아지는 특징을 확인하였다.
종합기상관측탑을 기반으로 LDAPS 모델의 하부 경계층 내 모델 오차를 정량적으로 판별하고자, 2014년 4월 3일부터 9월 20일까지 약 6개월에 대해 LDAPS 분석장과 종합기상탑 관측자료를 비교 분석하였다. 분석장의 경우 남북 바람을 제외한 모든 변수에서 결정계에R²) 값이 0.7 이상으로 나타나 분석장이 잘 모의된 것으로 확인되었고, 고도에 따른 뚜렷한 차이점은 나타나지 않았다. 변수 별 계통오차 및 우연오차를 정량적으로 분석하기 위해 mean bias와 RMSE(Root Mean Square Error)를 계산하였다. 그 결과 하층(~150 m)에서 봄철에는 기온을 높고, 상대습도를 낮게 측정하는 경향이 있고, 여름철에는 기온은 낮고 상대습도는 높게 측정하는 것으로 나타났다. 또한, 우연오차의 경우 계절이 지남에 따라 감소하는 것을 확인하였다.

Abstract ▼

All of meteorological measurement system could be to make erroneous or suspected data caused by environmental change, equipment failure, deterioration, electronic or communication malfunction, etc.
To decide the data accuracy objectively by end user, quality control system for the Boseong tall t

All of meteorological measurement system could be to make erroneous or suspected data caused by environmental change, equipment failure, deterioration, electronic or communication malfunction, etc.
To decide the data accuracy objectively by end user, quality control system for the Boseong tall tower is necessary so that the fundamental algorithm for assessment of data quality and the platform acted in near real-time were developed.
The data at 11 layers for three days were used for quality check and the data in middle day was evaluated finally. Using the quality control system, high-quality data were produced from the Boseong tall tower with the error rate was shown below 0.5% in 2014.
To find out the reason of high-frequency fluctuation of temperature during nocturnal stable condition, case studies were conducted from April 2 to November 26 2014. The fluctuation appeared for 105 days (60%) in total period and the cycle of fluctuation was changed widely from few minutes to several hours and the range of fluctuation was shown about 2 ℃ or more at lower altitude.
From the result of case study on May 18, the fluctuation appeared when temperature at 10 m layer was decreased caused by radiational cooling and then it is propagated toward upper levels with increasing the range of fluctuation and
vice versa after sunrise.
From the result on calculation of stability index (N²_bu), the fluctuation happens during stable condition so that the fluctuation is correlated with atmospheric stability.
A fog cases (one case in April, October and November) was selected using visibility meter, daily observation log of vicinity weather station and data obtained from meteorological observation tower to classify the fog type by analysing the occurrence characteristics. Fog occurred in April belongs to the type of advection fog, which forms as warm and moist air flowing along the southwest wind passes over relatively cold water and entering into Boseong area. And fog occurred in October and November was determined to radiation fog which generated near the ground by the steady cooling of air close to the ground when the wind blew from the land in 100m height and temperature/humidity is increased/reduced at this moment.
The Boseong general meteorological observation tower is surrounded by mountains hundreds of meters heigh on the east, north and west and the southern sea is in the southeast. Therefore, it is suitable to analysis the characteristics of local meteorological phenomena, such as sea-land breeze and sea breeze front, that flows from the coast when synoptic effect is weak. For such a reason, we examined the monthly land-sea breeze characteristics and confirmed the occurrence of sea breeze front due to inflow of sea breeze using temperature, humidity and wind data obtained from meteorological observation
tower from April to September 2014.
As a result. region around tower is generally influenced by sea breeze from 10 LST to 18 LST and land breeze, outside those hours, is mainly flowed into this area. Also, change of wind system appeared up to 300m when sea breeze occur and it’s different with land breeze. Sea breeze front is formed by cool and stable sea air meet relatively warm and unstable land air as sea air moves shoreward. Through observation, we confirmed that change of wind direction and speed near the ground with the occur of sea breeze, conflicting distribution in the upper layer. Temperature (humidity) is decreased (increased) to an altitude of sea breeze front by flowing the sea breeze near the ground.
In order to discriminate model errors in LDAPS at the lower boundary layers quantitatively, analysis data from LDAPS and observation data from the Boseong tall tower were compared for six months from April 3 to September 20 in 2014. All variables in analysis data were correlated well as R2 was more than 0.7 except meridional components and there are no specific differences in model height.
To analyze the systematic and random error in model variables, mean bias and RMSE were calculated. The results were shown that temperature and relative humidity tends to overestimate and underestimate at lower latitude (∼150 m) during spring and vice versa during summer. Also, random error tends to decrease as season goes by.

목차 Contents

• 연구보고서 ... 1
• 목차 ... 3
• 표 목차 ... 6
• 그림 목차 ... 9
• 요약문 ... 15
• Summary ... 21
• 제1장 서 론 ... 25
• 제2장 종합기상탑 구축 현황 소개 ... 26
• 제1절 종합기상탑 관측시스템 소개 ... 26
• 1. 보성 종합기상탑의 관측시스템 및 산출 자료 ... 26
• 2. 보성 지역 야간 기온 떨림 현상 분석 ... 93
• 제2절 연직기상관측자료를 활용한 안개 발생 소멸 특성 연구 ... 100
• 1. 보성 종합기상관측탑을 이용한 안개 사례 분석 ... 100
• 2. 보성 종합기상관측탑 자료를 이용한 해륙풍 및 해풍전선 분석 ... 115
• 제3절 관측자료를 활용한 현업모델의 경계층 예측 특성 분석 ... 128
• 1. 기상청 현업 국지모델 (LDAPS) 분석장/예측장 특성 분석 ... 128
• 제4장 요약 및 결론 ... 146
• 참고문헌 ... 149
• 끝페이지 ... 152