초록 ▼

기상청 확률장기예보 및 GloSea5 앙상블을 K-water의 강우-유출 모형과 연계하여 물관리 의사결정지원시스템을 구축하고 장기 물관리 효과분석과 활용결과의 지속적 피드백 수행에 관한 연구

○ 확률장기예보의 활용성 평가 수행
- 유역별(용담댐, 남강댐) 1, 3개월 예보 적용성 검증

○ 확률장기예보의 수문예측모델 적용을 위한 수문기상요소 산출 기술 개발
- 수문기상요소 산출 결과의 용담댐, 남강댐 적용

○ GloSea5 기후예측모델 앙상블을 수문기상요소 산출 기술 개발
- 통계

기상청 확률장기예보 및 GloSea5 앙상블을 K-water의 강우-유출 모형과 연계하여 물관리 의사결정지원시스템을 구축하고 장기 물관리 효과분석과 활용결과의 지속적 피드백 수행에 관한 연구

○ 확률장기예보의 활용성 평가 수행
- 유역별(용담댐, 남강댐) 1, 3개월 예보 적용성 검증

○ 확률장기예보의 수문예측모델 적용을 위한 수문기상요소 산출 기술 개발
- 수문기상요소 산출 결과의 용담댐, 남강댐 적용

○ GloSea5 기후예측모델 앙상블을 수문기상요소 산출 기술 개발
- 통계적 편의보정 및 상세화 프로그램 개발 및 댐유역 적용

○ K-DRUM 모형 기반의 장기 수문예측시스템 구축
- 확률장기예보, GloSea5 적용 댐(용담, 남강) 유출량 산정

○ 물관리 의사결정지원시스템 구축 및 불확실성을 고려한 의사결정 방안 제시
- 이수기 물관리 시범적용(용담댐, 남강댐)을 통한 시스템 효과 분석 및 의사결정 가이드라인 수립

○ 확률장기예보 활용 결과 피드백 체계 구축 및 안정화 수행

정량적 성과
비SCI 논문 4건, 특허 출원 1건, 현업화 1건, S/W 등록 4건

(출처 : 보고서 요약서 4p)

Abstract ▼

Purpose & Contents
Development of a decision support system for dam reservoir operation in connection with K-water's distributed rainfall-runoff model and the probabilistic long-term forecasts/GloSea5 climate prediction model ensemble from KMA, and enhancement of data sharing and service through

Purpose & Contents
Development of a decision support system for dam reservoir operation in connection with K-water's distributed rainfall-runoff model and the probabilistic long-term forecasts/GloSea5 climate prediction model ensemble from KMA, and enhancement of data sharing and service through analysis of the effects for long-term water management and continuous feedback

< 1st year > Development of key technologies and a feedback system for utilization of probabilistic long-term forecasts in water management

- Assessment of the uncertainty of probabilistic long-term forecasts for watershed precipitation estimation

- Development of a hydrometeorological element estimation technique for application of hydrological prediction model using probabilistic long-term forecasts

- Establishment a long-term hydrological prediction system based on GloSea5 climate prediction model esemble

- Design of a water management decision support system using probabilistic long-term forecasts
- Build a feedback system for the probabilistic long-term forecasts application

< 2nd year > Analysis of the effectiveness of probabilistic long-term forecasts application and stabilization of a feedback system

- Analysis of hydrological prediction model in the application of probabilistic long-term forecasts

- Evaluation of a long-term hydrological prediction system based on GloSea5 climate prediction model ensemble

- Development of a water management decision support system using probabilistic long-term forecasts

- Stabilization of a feedback system for the probabilistic long-term forecasts application

Results
○ Developed technologies
- Analysis technique for probabilistic long-term forecasts applicability
‧ Assessment of the 1-month and 3-months forecasts for dam basins
- Development of a hydrometeorological element estimation technique for application of hydrological prediction model using probabilistic long-term forecasts
- Development of a hydrometeorological element estimation technique based on GloSea5 climate prediction model ensemble

‧ Development of statistical bias correction and downscaling program for GloSea5 ensemble data
- Construction of a long-term hydrologic prediction system based on K-DRUM

‧ Estimation of runoff flow using probabilistic long-term forecasts/GloSea5
- Development of a water management decision support system and suggestion of decision-making methods (guideline) considering uncertainty

○ Quantitative achievements
4 non-SCI papers, 1 patent application, 1 work-site operation, 4 S/W registration

Expected Contribution
○ Watershed based hydrometeorological element and runoff flow estimations using probabilistic long-term forecasts would be utilized as useful information for the water resources management of the whole country

○ Contribution to scientific and efficient water management performance by providing ensemble precipitation and simulated runoff flow for dam watersheds using GloSea5 climate prediction model and rainfall-runoff model

○ Development of a water management decision support system using probabilistic long-term forecasts and GloSea5 would enable water management operators to make reasonable and effective decisions considering future risk.

○ Enhancement of application using probabilistic long-term forecasts in water management through consistent feedback

○ Establishment of an effective dam operation plan based on risk-based water management decision support considering the uncertainty level of long-term weather forecast, and applicable to the risk action plan for water facilities

(출처 : SUMMARY 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 4
• 국문 요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• CONTENTS ... 8
• 목차 ... 11
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 14
• 제 1 절 연구배경 및 필요성 ... 14
• 제 2 절 연구목표 및 내용 ... 16
• 1. 확률장기예보 물관리 활용을 위한 요소기술 개발 및 피드백 체계 구축 (1차년도) ... 16
• 2. 확률장기예보 활용 효과 분석 및 피드백 체계 안정화 (2차년도) ... 17
• 제 2 장 국내외 기술 개발 현황 ... 19
• 제 1 절 연구개발 대상 기술의 국내외 현황 ... 19
• 1. 세계적 수준 ... 19
• 2. 국내 수준 ... 21
• 3. 국내외의 연구현황 ... 23
• 제 2 절 확률장기예보를 위한 계절예측시스템의 국내외 현황 ... 24
• 1. 미국 (Climate Prediction Center, CPC) ... 24
• 2. 캐나다 (Canadian Seasonal Prediction System) ... 25
• 3. 호주 (Predictive Climate Ocean Atmosphere Model for Australia, POAMA) ... 27
• 4. 유럽 (European Centre for Medium-range Weather Forecasts, ECMWF) ... 30
• 5. 영국 (Global Seasonal Forecast System version 5, GloSea5) ... 32
• 6. 국내 (APEC Climate Center, APCC 계절예측시스템) ... 34
• 제 3 장 연구 수행 내용 및 성과 ... 39
• 제 1 절 확률장기예보의 활용성 평가 ... 39
• 1. 확률예측 방법 ... 39
• 2. 범주형 확률장기예보 ... 43
• 3. 확률예보 활용성 평가 방법 ... 47
• 4. 유역별 확률장기예보 산출 및 분석 ... 49
• 제 2 절 확률장기예보의 수문예측모델 적용을 위한 수문기상요소 산출 기술 개발 ... 66
• 1. 선행 연구 ... 66
• 2. 범주형 확률장기예보를 이용한 수문기상요소 산출기법 ... 71
• 3. 범주형 확률장기예보를 이용한 수문기상요소 산출결과 ... 72
• 제 3 절 GloSea5 기후예측모델의 예측오차 분석 및 앙상블 수문기상 요소 산출 기술 개발 ... 79
• 1. GloSea5 전지구 계절예측시스템 ... 79
• 2. GloSea5 예측오차 분석 ... 81
• 3. 앙상블 수문기상요소 산출기법 ... 82
• 제 4 절 장기 수문예측시스템 구축 ... 160
• 1. K-DRUM 모형 ... 160
• 2. 확률장기예보의 수문예측시스템 적용결과 ... 196
• 3. GloSea5 앙상블 기반의 장기 수문예측시스템 구축 및 평가 ... 202
• 제 5 절 확률장기예보를 활용한 물관리 의사결정지원시스템 구축 ... 209
• 1. 물관리 의사결정 현황 분석 ... 209
• 2. 확률장기예보를 활용한 의사결정지원시스템 구축 ... 232
• 3. 불확실성을 고려한 의사결정 ... 263
• 제 6 절 확률장기예보 활용 결과 피드백 체계 구축 및 안정화 ... 290
• 1. 확률장기예보 활용 피드백 항목의 요구분석 및 설계 ... 290
• 2. 확률장기예보 활용 결과의 시스템 표출방안 도출 ... 292
• 3. 확률장기예보 활용 결과 피드백 항목과 정량화 수준 등의 조율 및 정례화 ... 295
• 제 7 절 연구개발 성과 ... 296
• 1. SCI 논문게재 현황 (없음) ... 296
• 2. 비SCI 논문게재 현황 (4편) ... 296
• 3. 특허실적 (1건) ... 296
• 4. 현업화 인증 (1건) ... 296
• 5. 사업화/기술이전 (없음) ... 297
• 6. 성능인증 (없음) ... 297
• 7. S/W실적 (4건) ... 297
• 8. 국제활동실적 (없음) ... 297
• 9. 학술대회 발표 실적 (9건) ... 297
• 제 4 장 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 299
• 제 1 절 연구목표 달성도 ... 299
• 제 2 절 관련 분야 기여도 ... 300
• 1. 기술적 측면 ... 300
• 2. 경제적·산업적 측면 ... 300
• 제 5 장 연구개발성과의 활용계획 ... 301
• 제 6 장 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 302
• 제 1 절 해외 학회 참석 시 연구사례 조사 내용 ... 302
• 1. AGU (American Geophysical Union) 2015 Fall meeting ... 302
• 2. AGU (American Geophysical Union) 2016 Fall meeting ... 304
• 3. AMS (American Meteorological Society) 97th Annual Meeting ... 305
• 4. JpGU-EGU Joint Meeting 2017 ... 306
• 제 7 장 연구개발과제의 대표적 연구 실적 ... 308
• 제 8 장 기타 사항 ... 308
• 제 9 장 참고 문헌 ... 309
• 부록1 GloSea5 GC2 편의보정 프로그램 사용자 매뉴얼 ... 316
• 부록2 확률장기 물관리 시스템 사용자 매뉴얼 ... 385
• 끝페이지 ... 498