초록 ▼

Ⅳ. 연구 내용 및 결과
국립기상연구소는 낙동강 중류 지역에 2010년 이후 국지기상 관측망을 구축하여 운영하고 있다. 본 기관은 2010년부터 낙동강 중류의 강정고령 지역에 자동기상관측장비를 구축한 후 20조를 운영하였고, 현재 2014년에 설치한 강상플럭스 관측지점 외 2곳을 제외한 나머진 모두 철수 하였다. 낙동강 중류 칠곡보 인근에는 2011년부터 6조, 구미보 인근에서는 2012년 이후 12조를 운영하고 있다. 본 연구 에서는 3개의 보 지역 중 가장 장기간 관측을 수행하여 온 강정고령보 시정 관측 자료를 이용한 보

Ⅳ. 연구 내용 및 결과
국립기상연구소는 낙동강 중류 지역에 2010년 이후 국지기상 관측망을 구축하여 운영하고 있다. 본 기관은 2010년부터 낙동강 중류의 강정고령 지역에 자동기상관측장비를 구축한 후 20조를 운영하였고, 현재 2014년에 설치한 강상플럭스 관측지점 외 2곳을 제외한 나머진 모두 철수 하였다. 낙동강 중류 칠곡보 인근에는 2011년부터 6조, 구미보 인근에서는 2012년 이후 12조를 운영하고 있다. 본 연구 에서는 3개의 보 지역 중 가장 장기간 관측을 수행하여 온 강정고령보 시정 관측 자료를 이용한 보 주변의 안개 특성과 구미보에서 관측한 집중관측 기간 동안 수
온 특성을 조사하였다.
국지기상관측망은 기온, 습도, 플럭스, 시정 등의 다양한 기상요소를 관측하고 있다. 본 연구에서는 기상영향 분석을 위해 강정고령보에서 관측한 시정으로 안개 발생 특성을 분석하였다. 강정고령보 근처에서 발생하는 안개는 수변지역이란 지형적 특성에 의해 일반적인 내륙에서 발생하는 안개 특성과 다른 증기안개가 많이 발생한다. 주로 새벽과 가을에 집중적으로 발생하는 이곳의 안개는 풍속이 2ms-1 이하, 풍향이 남서풍류 일 때 발생한다(Fig. 1). 지형적 특성으로 발생한 냉기류에 의해 증기 안개 매커니즘을 가지는 안개가 발생하며, 하천은 안개의 지속시간을 더 길게 하는 특성을 확인하였다. 하천 근처의 안개는 보로 인한 수면적 증가로 인한 이유보다는 지형적인 특성이 강하게 작용하는 모습을 보였다.
본 연구를 위해 국지순환 및 안개 특성을 분석하고자 고층, 지상, 수온 집중 관측을 하였다. 수온 집중 관측은 2014년 8월부터 2014년 12월까지 매달 5일 동안 총 5차례 좌, 중, 우안에서 깊이별로 수행하였다. 날씨의 영향으로 인해 맑은날과 흐린날은 일 수온 변화가 크게 나타났고, 강수가 있는 날에는 일 수온 변화는 작게 나타났다. 위치에 따른 스펙트럼 분석 결과 좌안이 다른 위치에 비해 표면 수온이 작게 나타나는데 이는 언덕에서 복사냉각되어 생겨난 야간 곡풍의 영향이 표면 수온에 영향을 미친 것으로 판단된다. 수온과 기온의 상관도 분석을 통해 1시간 뒤 수온과 기온의 상관도가 가장 높게 나타난 것을 확인 할 수 있었다.
수변지역 주변의 연직 대기유동장 및 원거리 에너지 순환을 파악하기 위하여 구미보 주변에서 라디오존데를 이용하여 2014년 8월 5일 1500 LST부터 12월 26일 0000 LST까지 각 월별 3시간 간격으로 4일간 32회 관측을 실시하여 총 160회 고층기상관측 특별관측을 실시하였다. 기온과 온위 및 상당온위의 연직 분포로부터 낮에는 기온과 온위 및 상당온위의 연직 감률이 가장 크게 나타나는 고도를 혼합층 고도로 정하였으며 밤에는 지표 안정층의 상단으로 결정하였다.
8월에는 다른 계절보다 지표면의 온도가 높은데도 불구하고 전 층에 걸쳐 온난하고 습윤한 대기 상태로 인해 혼합고도가 1200 m 미만으로 그리 높게 발달하지 하였다. 8월 및 9월 강수일에는 혼합고도가 낮게 발달되었는데 이는 강수로 인해 지표면에서 열원이 부족하였으며 그 결과 공기가 온도 성층화를 이루면서 혼합층이 성장하지 못한 것으로 보인다. 10월, 11월, 12월에는 혼합층의 일변화가 뚜렷하게 나타났으며 낮 동안의 혼합고도가 높았으며 저녁에 역전층이 생성됨에 따라 혼합고도가 낮아졌다(Fig. 3).
안개현상을 분석하기 전에 수치모델의 초기장의 불확실성을 최소화하기 위하여 치모델의 입력 자료 차이에 따른 영향을 분석하였다. 이를 위하여 초기 및 경계장 민감도 실험과 낙동강 국지기상관측망의 자동기상관측장비(AWS) 자료를 활용한 자료동화 적용에 따른 민감도 실험을 수행하였다. 초기 및 경계장의 민감도 실험 결과 낙동강 지역 부근에서는 KLAPS 분석장 보다 LDPAS 분석장을 초기 및 경계장으로 사용한 경우 전반적으로 모의 결과의 정확도가 향상되는 것으로 판단 되었다. 특히 각각의 모의 결과는 지상 2 m 기온과 상대습도, 이슬점 온도은 LDAPS 분석장을 초기 및 경계장으로 사용할 경우 관측과 가깝게 모사되었다. 반면, 지상 10 m 풍속은 KLAPS 분석장을 초기 및 경계장으로 사용할 경우에 관측값과의 일치도가 높았으나 LDAPS 분석장을 사용한 경우에도 관측의 일 변동성을 잘 모의하였다. 안개의 생성과 밀접한 관련이 있는 기온 및 상대습도와 이슬점 온도의 정확도가 높은 LDAPS 분석장이 안개 재현실험에 적합한 초기 및 경계장으로 판단되어 LDAPS 분석장 자료를 이용하여 자료동화(FDDA)를 적용 하였다. 자료동화는 기온, 상대습도, 이슬점 온도의 일변화 경향을 보다 잘 모사하는 것으로 판단된다. 관측을 통하여 살펴본 28일 새벽에 나타난 G3지점의 안개의 경우 28일 0500 LIST모의된 기온과 이슬점 온도의 차가 0.33℃로 다소 차이가 있으나 안개가 형성되는 현상이 잘 모사되어 나타났다. 또한 풍속의 경우 안개가 발생한 28일 새벽에는 0.6 m s-1 의 관측된 풍속과 마찬가지로 1 m s-1 이내의 약한 풍속으로 잘 모사되어 수치모델이 안개현상을 어느 정도 모사하는 것으로 보인다(Fig. 4).

Abstract ▼

Ⅳ. Research Contents and Results
The National Institute of meteorological research operates the local meteorological observation network in the Nakdong river near the three weir since 2010. Currently, all AWSs were evacuated with the exception of the three sites that are N11, N12, and N13 in 2014

Ⅳ. Research Contents and Results
The National Institute of meteorological research operates the local meteorological observation network in the Nakdong river near the three weir since 2010. Currently, all AWSs were evacuated with the exception of the three sites that are N11, N12, and N13 in 2014. Also, 6 AWSs was established near the Chilgok in 2011 and 12 AWSs was established near the Gumi in 012. The water temperature and flux observation have been operated near the each of the three weir. Local meteorological network has been observed meteorological elements such as temperature, humidity, flux, visibility.
In this study, Characteristics of fog was investigated using the long-term visibility observation from Gangjeong data and Characteristics of water temperature around Gumi was investigated using intensive water observation data.
Fog which occurs near the Gangjeong is evaporation fog, it is usually not fog that occurs in inland area. Fog of Gangseong is occurred in the dawn and the fall intensively, when wind speed is less than 2 m s-1, wind direction is southwest. Fog which has evaporation mechanism by cold flow is occurred and its duration is longer by river effect. The fog which occurs near the
Nakdong river show that the topographical characteristics were larger than effect of increasing water area.
In order to analyze the local circulation and fog characteristic, we observed vertical and water temperature for intensive period. The Water temperature was observed total 5 times (left, center, right) during 5 days in every month from August 2014 to December 2014. Due to the weather impact, the change of daily water temperature was greater at sunny day and cloudy day than rainfall day. As result of spectrum analysis, the change of daily surface water temperature at left is lower than other sites (right and center). Valley wind showed at night by radiative cooling is believed to affect the surface water
temperature. Through the correlation analysis of water temperature and air temperature, correlation of air temperature and 1 hour after the water temperature was the most high.
In order to analyze the atmospheric vertical structure of atmospheric boundary layer and energy circulation near water area, upper air observations were performed using radio-sondes around Gumi in the Nakdong River basin. Observations were conducted every 3 hours interval for 4 days in each month during 5 August 2014 to 26 December 2014 (total of 160 times).
The atmospheric mixed layer heights was determined from vertical profile of air temperature and potential temperature. Monthly characteristics, which was the development of the atmospheric mixed layer, was found that the mixed layer height is less than 1200 m due to the warm and humid atmospheric conditions Despite the high surface temperature in August. In precipitation day during August and September, the mixed layer height was less developed than in clear day. The result shows that lack of heat source at the surface due to rainfall interrupted the development of the mixed layer. During October to
December, mixed layer height was well developed in the daytime because of strong sunshine and less developed than in day time because of the deep and strong nocturnal inversion in night time (Fig. 3).
In this study, the experiment of fog over Nakdong River was investigated using mesoscale model, WRF-LES (Large Eddy Simulation mode of Weather Research and Forecasting model) developed by NCAR (National Center for Atmospheric
Research). Before fog experiment, in order to minimize the error of initial input data and improve the accuracy of numerical model result, WRF-LES which has a 200 m horizontal resolution was conducted sensitivity experiment on the change of initial input data and data assimilation (FDDA) using the data of micro-meteorological observation sites in main weirs of the
Nakdong River. Used initial and boundary fields are KLAPS (Korea Local Analysis and Prediction System) and LDAPS (Local Data Assimilation and Prediction System) analysis data. Also WRF-LES was validated with NIMR AWS and KMA (Korea Meteorological Administration) AWS data.
The simulation results of meteorological using the LDAPS analysis data were closer with the observations that are air temperature at 2m, relative humidity and dew point temperature than the case of using the KLAPS analysis data. However, the results of meteorological simulation using the KDAPS analysis data were closer with the observation that is wind speed at 10 m than the case of using the LDAPS analysis data. When the LDAPS analysis data were used, accuracy of air temperature, relative humidity and dew point temperature which are closely related to the generation of fog show higher. Therefore, using the LDAPS analysis data was conducted sensitivity experiment on the change of data assimilation (FDDA).
Nakdong River is able to generate and sustain fog which is formed in G3 site near Gumi around early morning in 28 August 2014. Differences between simulated air temperature and dew point temperature is 0.33℃ at 0500 LST in 28 August 2014 which is similar to the observed. Also, simulated wind speed is similar to the observed data where observed wind speed is 0.6 m s-1 and simulated wind speed is 1 m s-1 (Fig.4).

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구보고서 ... 3
• 목차 ... 5
• 표 목차 ... 8
• 그림 목차 ... 10
• 요약문 ... 14
• Summary ... 20
• 제1장 서 론 ... 27
• 제1절 연구 개발의 필요성 ... 27
• 제2절 국내·외 연구 동향 ... 28
• 제2장 낙동강 수변 지역의 국지기상영향요소 특성 분석 ... 30
• 제1절 국지기상 관측망 안개 특성 ... 30
• 1. 서론 ... 30
• 2. 자료 및 방법 ... 32
• 4. 분석 결과 ... 34
• 제2절 낙동강 수온 집중 관측 분석 ... 51
• 1. 서론 ... 51
• 2. 설치 및 센서 ... 52
• 3. 집중관측 기상특성 ... 54
• 4. 분석 결과 ... 61
• 제3절 수변지역 대기경계층 특별관측 ... 71
• 1. 서론 ... 71
• 2. 관측 및 자료 ... 71
• 3. 기상 개황 ... 72
• 4. 분석 결과 ... 79
• 제4절 요약 및 결론 ... 93
• 제3장 WRF-LES를 이용한 수변지역 안개 재현 실험 ... 96
• 제1절 서론 ... 96
• 제2절 모델 입력 자료 ... 98
• 1. 모델 및 모델수행조건 ... 98
• 2. 초기 및 경계장 ... 100
• 3. 자료동화 시스템 구축 ... 100
• 제3절 수치모델 실험 ... 111
• 1. 초기 및 경계장 민감도 실험 ... 111
• 2. 낙동강 지역(G3) 안개 사례 실험 ... 121
• 제4절 요약 및 결론 ... 133
• 제4장 요약 및 결론 ... 135
• 참고문헌 ... 139
• 부록 1 2014년도 연구성과 ... 145
• 부록 2 2014년도 학술용역 과제(국지기상 영향평가기술 개발 연구) ... 149
• 끝페이지 ... 444