초록 ▼

제 1 장 서 론
기상레이더센터는 위험기상의 조기 탐지, 예측 능력 향상을 위하여 2014년부터 2019년까지 연차적으로 11대의 S밴드 이중편파레이더를 도입하고 있다. 또한 레이더를 운영하는 범부처(기상청, 국방부, 국토교통부) 융합 활용기반 기술을 개발하기 위해 2013년부터 '범부처 융합 이중편파레이더 활용기술 개발(R&D)' 사업을 수행하고 있다. 그 일환으로 2017년은 범부처 융합 이중편파레이더 핵심 및 응용기술 확보를 위한 연구단계이며, 본 보고서에는 2017년에 수행된 연구개발 내용을 기술하였다.

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제 1 장 서 론
기상레이더센터는 위험기상의 조기 탐지, 예측 능력 향상을 위하여 2014년부터 2019년까지 연차적으로 11대의 S밴드 이중편파레이더를 도입하고 있다. 또한 레이더를 운영하는 범부처(기상청, 국방부, 국토교통부) 융합 활용기반 기술을 개발하기 위해 2013년부터 '범부처 융합 이중편파레이더 활용기술 개발(R&D)' 사업을 수행하고 있다. 그 일환으로 2017년은 범부처 융합 이중편파레이더 핵심 및 응용기술 확보를 위한 연구단계이며, 본 보고서에는 2017년에 수행된 연구개발 내용을 기술하였다.

2017년에는 이중편파레이더 자료처리 기술 개발을 위해 광덕산, 고산의 신규 이중편파레이더에 대해 대기수상체 분류 기술을 개발하고 현업제공(‘17.12)하였으며,무인비행장치를 이용하여 현업 이중편파레이더(강릉, 진도, 오성산, 관악산, 구덕산,용인테스트베드레이더)의 관측환경을 조사하여 레이더 차폐영역에 대해 분석하였다.
예보지원을 위한 이중편파레이더 활용기술을 개발하기 위해 이중편파레이더 강우량 추정 기술을 개선하고 정확도를 검증하였으며, 범부처 이중편파레이더에 대해 75.5%의 정확도를 달성하였다. 또한 이중편파레이더를 이용한 스톰탐지‧예측기반 기술 개발을 위해 진도레이더를 이용하여 스톰을 판별하고, 판별된 스톰 중 밝은띠에 해당하는 에코는 제거하는 기술을 개발하여 스톰탐지의 정확도를 향상하였다. 레이더자료를 이용하여 Liou et al(2012)의 연구를 바탕으로 역학적 강제항의 비용함수를 최소화하여 3차원 다중 바람장 산출 기술을 개발하였다. 이중편파레이더 강수실황예측모델 개발을 위해 기상레이더센터에서 ’17년 현업으로 운영한 MAPLE, KONOS, VSRF모델(3종)에 대해 알고리즘을 개선하고 검증하였으며, KONOS모델에 대해 입력자료, 수치모델 병합함수 개선, 수치모델 바람자료의 초기추정치의 활용을 통한 이동벡터 산출 개선기술을 개발하였다. 범부처 레이더 융합 활용기술 개발을 위해 진천레이더 비교관측소의 2차원영상우적계 자료를 이용하여 이중편파레이더 강우량 추정식을 개선하였다. 또한 다중고도각기반의 레이더 추정 강우량을 현업제공(‘17.5.15) 하였으며, 레이더 기반 격자 강우량을 산출하기 위해 RAR 시스템의 시‧공간 변동성을 개선하였다. 연구용레이더 신기술 선행연구 및 현업활용 기술 개발을 위해 연구용소형기상레이더(3개소)를 황병산,오성산, 무안에 2017년 8월에 설치하였으며, 황병산레이더의 경우 평창동계올림픽의 맞춤형 레이더 기상정보 제공을 위해 2017년 12월부터 제공하고 있다.

본 연구개발(R&D) 사업을 통해 위험기상 감시‧예측의 예보 지원을 위한 현업화 서비스를 개발하며, 개발된 기술을 범부처(국방부, 국토교통부) 기술 공유를 통해 범부처 협업행정 강화에 기여 하며, 연구결과의 국제발표를 통해 기상레이더 분야에 대한 전문가들과 소통하며 국제사회에서 기상청의 위상을 강화하며, 선진 연구기술 조사 등을 통해 기상레이더 활용기술 개발의 발전방향을 제시하고자 한다. 또한 범부처 이중편파레이더를 이용하여 더욱 정확하고 빠른 레이더 정보 서비스를 실현하고자 한다.

( 출처 : 본론 제1장 서론 29p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연 구 보 고 서 ... 3
• 목차 ... 5
• Contents ... 10
• 표목차 ... 15
• 그림목차 ... 17
• 제 1 장 서 론 ... 29
• 제 2 장 이중편파레이더 자료처리 기술 개발 ... 31
• 제 1 절 레이더 사이트별 자료처리 최적화 기술 개발 ... 31
• 1. 서론 ... 31
• 2. 원거리(480 km) 레이더자료 품질관리 기술 개발 ... 32
• 3. 신규 이중편파레이더 강수·비강수에코 정보 현업제공 ... 41
• 4. 이중편파레이더 반사도, 차등반사도 보정오차 산출 ... 47
• 5. 요약 및 결론 ... 54
• 제 2 절 대기수상체분류 적용 및 온도자료에 따른 결과 분석 ... 55
• 1. 서론 ... 55
• 2. 신규 이중편파레이더 대기수상체분류 현업제공 ... 55
• 3. 수치모델 온도자료에 따른 대기수상체분류 ... 59
• 4. 요약 및 결론 ... 62
• 제 3 절 부분 빔 차폐 영역의 반사도 보정을 통한 강우추정개선 ... 63
• 1. 서론 ... 63
• 2. 자료 ... 65
• 3. 방법론 ... 68
• 4. 결과 ... 77
• 5. 요약 및 결론 ... 83
• 제 4 절 무인 비행 장치를 이용한 레이더 관측환경조사 ... 85
• 1. 서론 ... 85
• 2. 자료 ... 86
• 3. 연구방법 ... 87
• 4. 연구결과 ... 92
• 5. 요약 및 결론 ... 100
• 제 3 장 예보지원을 위한 이중편파레이더 활용기술 개발 ... 101
• 제 1 절 이중편파레이더 강우량 추정 산출 기술 개발·평가·검증 ... 101
• 1. 서론 ... 101
• 2. 자료 ... 102
• 3. 이중편파레이더 강우량 추정 산출 기술 개선 ... 103
• 4. 사례분석 ... 123
• 5. 검증결과 ... 127
• 6. 요약 및 결론 ... 131
• 제 2 절 이중편파레이더를 이용한 스톰탐지·예측 기반 기술 개발 ... 132
• 1. 서론 ... 132
• 2. 연구 자료 ... 134
• 3. 연구 방법 ... 135
• 4. 사례 분석 결과 ... 142
• 5. 요약 및 결론 ... 149
• 제 3 절 레이더 강설강도 산출 기술 개발 ... 150
• 1. 서론 ... 150
• 2. 자료 및 사례 ... 152
• 3. 레이더 강설강도 추정 알고리즘 ... 155
• 4. 결과 ... 161
• 5. 요약 및 결론 ... 165
• 제 4 절 다중레이더 3차원 바람장 적용 기반기술 개발 ... 166
• 1. 서론 ... 166
• 2. 배경바람장 ... 168
• 3. 배경바람장을 이용한 시선속도 접힘풀기 ... 175
• 4. 요약 및 결론 ... 183
• 제 5 절 변분법 기반 다중레이더 바람장 산출 기술 개발 ... 184
• 1. 서론 ... 184
• 2. 변분법 기반 다중레이더의 3차원 바람장 산출 방법 ... 185
• 3. 알고리즘 개발 및 검증 ... 192
• 4. 요약 및 결론 ... 203
• 제 6 절 이중편파레이더 강우량 예측 현업 활용 기반기술 개발 ... 204
• 1. 서론 ... 204
• 2. 레이더강수실황예측모델 소개 ... 205
• 3. 레이더강수실황예측모델(3종) 정확도 검증 및 개선 ... 208
• 4. 레이더강수실황예측모델 이동벡터 산출 개선 ... 218
• 5. 요약 및 결론 ... 222
• 제 4 장 범부처 레이더 융합 활용기술 개발 ... 223
• 제 1 절 레이더자료 품질감시기술 개발 및 분석 ... 223
• 1. 서론 ... 223
• 2. 이중편파 강우량 추정 산출식 개선 ... 223
• 3. 용인테스트베드레이더 관측오차 분석 ... 229
• 4. 이중편파레이더 특성지표를 이용한 자료품질 감시 ... 233
• 5. 요약 및 결론 ... 235
• 제 2 절 범부처 확대적용을 위한 이중편파레이더 강우량 추정 및 합성기술 개발 ... 236
• 1. 서론 ... 236
• 2. 다중고도각기반 레이더 추정 강우량 현업 제공 ... 236
• 3. 다중고도각기반 레이더 추정 강우량 현업운영 ... 241
• 4. 요약 및 결론 ... 242
• 제 3 절 위험기상 입체분석을 위한 강수 연직구조 시계열 ... 243
• 1. 서론 ... 243
• 2. 사례분석 ... 244
• 3. 요약 및 결론 ... 249
• 제 4 절 레이더 기반 격자 강우량 산출기술 개발 ... 250
• 1. 서론 ... 250
• 2. 레이더 기반 격자 강우량 산출기술 기법 ... 251
• 3. 레이더 기반 격자 강우량 의 우량계 자료처리 프로그램 개발 ... 252
• 4. 레이더-우량계 평균 관계식 도출 및 적용 ... 255
• 5. 레이더 강우량 오차 역가중 보정방법(Error Inversed Weighted Correction) 적용 ... 267
• 6. 요약 및 결론 ... 273
• 제 5 장 연구용 레이더 신기술 선행연구 및 현업활용기술 ... 274
• 제 1 절 연구용 레이더 운영기술 개발 ... 274
• 1. 서론 ... 274
• 2. 운영현황 ... 275
• 3. 정밀점검 및 결과 ... 278
• 제 2 절 연구용 소형기상레이더 관측망 구축 ... 280
• 1. 서론 ... 280
• 2. 설치, 위치, 제원 ... 281
• 3. 사례분석(대형기상레이더 VS 소형기상레이더) ... 286
• 4. 요약 및 결론 ... 297
• 제 3 절 연구용소형기상레이더 관측망 자료분석 ... 298
• 1. 서론 ... 298
• 2. 하이브리드 펄스 송신 기법 관측자료 특성 분석 ... 299
• 3. 하이브리드 펄스의 경계 영역 내 불연속 완화기법 개발 ... 304
• 4. 요약 및 결론 ... 308
• 제 4 절 위상배열레이더 기술개발현황 분석 ... 309
• 1. 서론 ... 309
• 2. 국외 위상배열레이더 기술개발 현황 ... 309
• 3. 요약 및 결론 ... 318
• 제 6 장 요약 및 향후계획 ... 319
• 참고문헌 ... 322
• 부록 A. 연구용레이더(무안) 장애발생 및 대응 ... 333
• A.1. 연구용레이더(무안) 장애발생 ... 333
• A.2. 로터리 조인트 ... 333
• A.3. Dehydrator 메인보드 교체 및 압력 표출계 설치 ... 334
• A.4. 피드혼 ... 336
• A.5. RCM(Radar Control Monitor) 신규 설치 ... 339
• A.6. 모듈레이터 승압 ... 341
• A.7. 태양 보정 ... 342
• A.8. 기타 점검사항 ... 343
• A.9. 운영실 누수 ... 346
• 부록 B. 연구용소형기상레이더 운영 매뉴얼 ... 348
• B.1. 안전예방 ... 348
• B.2. WeatherScout ... 348
• B.3. IRIS ... 358
• B.4. IRIS Focus ... 363
• 부록 C. 연구용 소형기상레이더 전자파 측정 ... 366
• C.1. 전자파 의미 ... 366
• C.2. 전자기파 종류 ... 367
• C.3. 소형기상레이더 전자파 ... 368
• C.4. 전자파 측정장비 ... 370
• C.5. 소형기상레이더 전자파 측정 및 결과 ... 372
• 부록 D. 진천레이더비교관측소 관측일지 ... 379
• D.1. 서론 ... 379
• D.2. 2차원 영상 우적계 점검 및 운영 ... 380
• D.3. 주요 장애 사례 ... 383
• 부록 E. 레이더자료 활용기술 확산 및 교육 ... 385
• E.1. 범부처 레이더자료 공동활용을 위한 기술공유 ... 385
• E.2. 2017년 국제 기상-수문레이더 컨퍼런스 개최 ... 386
• E.3. 2017년 “레이더영상 분석과정” 현장맞춤형 교육 실시 ... 387
• 부록 F. 2017년 연구성과 ... 388
• 끝페이지 ... 396