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Kafe 바로가기주관연구기관 | 인하대학교 InHa University |
---|---|
연구책임자 | 우승범 |
참여연구자 | 이정렬 , 김유근 , 임은순 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2018-07 |
과제시작연도 | 2017 |
주관부처 | 기상청 Korea Meteorological Administration(KMA) |
과제관리전문기관 | 한국기상산업기술원 The Korea Meterological Institute |
등록번호 | TRKO202200010140 |
과제고유번호 | 1365002558 |
사업명 | 기상·지진See-At기술개발연구 |
DB 구축일자 | 2022-10-06 |
키워드 | 기상해일.기압점프.이안류.너울.예측시스템 현업화.Rip current.Swell.Integrated System.Disaster Prevention.Forecasting System. |
DOI | https://doi.org/10.23000/TRKO202200010140 |
연구의 목적 및 내용
1. 연구의 목적
○ 기상해일 예측 시스템 현업화
○ 기압점프 외 기상조건 및 해양조건을 고려한 해양-기상 모델링 수행
○ 실시간 기상해일 예측 시스템 시범 운영 및 예측 정확도 개선
○ 기상해일 예측정확도 향상을 위한 기상모델링 결과기반 기상해일 포텐셜예보 모듈 개발
○ 기상해일 포텐셜예보 모듈개발을 통한 초단기 기상해일 예측능력향상 및 현업 예보관의 대응능력향상
○ 기상해일 포텐셜예보 모듈을 통한 기상해일 사전 감지능력 향상 및 연안재해 통합표출 시스템 연산자원 절약
연구의 목적 및 내용
1. 연구의 목적
○ 기상해일 예측 시스템 현업화
○ 기압점프 외 기상조건 및 해양조건을 고려한 해양-기상 모델링 수행
○ 실시간 기상해일 예측 시스템 시범 운영 및 예측 정확도 개선
○ 기상해일 예측정확도 향상을 위한 기상모델링 결과기반 기상해일 포텐셜예보 모듈 개발
○ 기상해일 포텐셜예보 모듈개발을 통한 초단기 기상해일 예측능력향상 및 현업 예보관의 대응능력향상
○ 기상해일 포텐셜예보 모듈을 통한 기상해일 사전 감지능력 향상 및 연안재해 통합표출 시스템 연산자원 절약
○ 기상해일 예측시스템 현업화를 위한 기반 구축 및 예측정확도 향상을 위한 기상모델 최적화
○ 기상모델과 해양모델이 실시간 결합된 기상해일 예측시스템 구축을 위한 기상모델관련 기반연구
○ 연안재해 통합표출 시스템에 대한 기상모델 연동을 통한 기상해일 예측시스템의 기상예측모델 현업화
○ 너울 및 이안류 발생특성 조사 및 예측시스템 검증
○ 너울 및 이안류 예측정보 통합시스템 구축 및 실시간 시범운영
○ 연안재해 관측 및 예측정보 통합시스템을 통한 예보지원
2. 연구의 내용
[기상해일 연구]
○ 1차년도
- 1차 기상해일 예측 시스템 구축(UM(RDAPS) - WRF - FVCOM)
- 기상 배경장 별 해양모델 예측 정확도 비교
- New physics 시험적용(기상모델 Microphysics scheme, 바람 고려)
- 기상해일사례분석을 통한 기상해일 포텐셜 영향인자 선정
- 기상해일 포텐셜 영향인자별 threshold 도출
- 기상해일사례분석을 통한 기상해일 포텐셜예보를 위한 예보구역 설정
- 기상해일 포텐셜 영향인자 및 예보구역을 고려한 기상해일 포텐셜예보 모듈 개발
- 기상해일 예측정확도 검토를 위한 기상모델 예측정확도 진단
- 기상모델 예측입력자료의 타당성 검토
- 기상해일 예측시스템 현업화를 위한 기상모델 입력자료 선정 및 개선 구축
- 기상해일예측시스템 예측정확도 향상을 위한 기상모델 민감도테스트
○ 2차년도
- 1차 현업화 이후 발생한 문제점 확인
- 현실적으로 적용 가능하면서 상대적으로 예측 정확도가 높은 차선의 기상 배경장 (NCEP, GFS) 선택 및 예측 시스템 구축(GFS – WRF – FVCOM)
- 서해 연안 수평 격자 상세화를 통해, 연안 지형에 의한 파의 변형 및 증폭 재현
- 실시간 기상해일 예측 자동화 시스템 구축 및 시범 운영(기상해일 예측 보고서를 위한 다양한 후처리 그림 표출)
- 개선 구축된 기상모델의 예측정확도 검증 및 평가
- 기상-해양예측모델 실시간 연동 시스템 구축
- 자료동화기법 적용을 통한 기상모델 예측정확도 향상 및 최적화 방안 연구
○ 3차년도
- 최선의 기상 배경장(기상청, UM(LDAPS)) 적용을 위한 기상해일 예측 자동화 시스템 구축(UM(LDAPS) - FVCOM)
- 연안이나 항내에서 발생하는 2차 공진(항내 부진동) 모의를 위한, 해양모델 수평·수직 격자 해상도 상세화 및 기압점프 외 기상조건(바람) 고려
- 현재 기상청에 적용된 기압점프 알고리즘을 보완하기 위해, 새로운 기압점프 알고리즘 적용(기 출원한 특허 기술 활용)
- 기상청 통합시스템에 기상해일 예측모델 최종 현업화(3차 현업화)
- 기상해일 포텐셜예보를 통한 기상해일 예측시간 단축
- 기상해일 발생가능성의 사전탐지를 통한 현업예측능력 향상 및 연산자원의 효율성 증대
- 연안 및 해양에서 발생하는 기상해일의 예측능력 향상
- 기상모델링 결과 검증 및 정확도 향상
- 기상모델 시스템과 연안재해 기상해일예측 시스템 구축
- 기상해일 예측시스템의 기상모델 현업화
[너울 및 이안류 연구]
○ 1차년도
- 부산 해운대, 동해 낙산, 서해 대천, 제주 중문 등 4개 연구대상해역의 특성에 맞는 최적 관측항목을 선정하여 해당 항목에 대한 해양물리환경 관측 수행
- 너울 및 이안류 발생 예측시스템의 신뢰성 개선 및 검증 수행
- 기상청에서 제공하는 파랑 및 바람 등 입력조건의 타당성 분석 및 정확도 향상을 위한 연계시스템 수립
○ 2차년도
- 4개 연구대상해역 너울 및 이안류 발생 예측시스템의 통합적 운영이 가능한 전해역 통합시스템 개발 및 시범 운영
- 통합시스템의 입력조건이 되는 기상청 제공 예측자료와 연구대상해역의 실제 관측 자료 간의 자료동화 기술 개발 및 적용
- 해양물리환경 관측과 통합 예측시스템의 결과 비교를 통한 신뢰도 확인 및 정확도 향상을 위한 기술 개발
○ 3차년도
- 연안재해(기상해일 및 너울, 이안류 등) 예측자료와 관측 자료의 통합시스템 개발
- 기상청과 연계하여 통합 예측 및 관측시스템의 결과를 대민에게 제공하는 효율적인 전달체계의 개발 및 시범 적용
연구개발성과
[SCI] 12건
- Lagrangian Observation of Rip Currents at Haeundae Beach Using an Optimal Buoy Type GPS Drifter
- The Application of a Rip Current Warning Decision-Process System, Haeundae Beach, South Korea
- Double Resonance Effect at Daeheuksando Port Caused by Air Pressure Disturbances in Yellow Sea on 31 March 2007
- Seasonal Characteristics and Mechanisms of Meteo-tsunamis on the West Coast of Korean Peninsula
- An Introduction of AELIS(Aquatic Environment Life-saving Integrated System)
- Calculation of Rip Current Warning Index by a Vector Rose Diagram
- Monitoring and Analysis of Bacterial Communities during a Summer Season on Gyeongpo Beach
- Determination of Accurate Arrival Time of Meteotsunami Event in Yellow Sea
- Meteorological Analysis of the Sea Fog in Winter Season on Gyeonggi Bay, Yellow Sea: A Case Study for the 106-vehicle Pileup on February 11, 2015
- Numerical Weather Prediction for Mitigating the Fatal Loss by the Meteo-tsunami Incidence on the West Coast of Korean Peninsula
- Improving the Performance of Rip Current Forecasting Index with a Focus on Haeundae Beach, Korea
- Numerical Study of Meteo-tsunami Caused by High Pressure System in Winter Season
[비SCI] 4건
- 황해에서 발생한 동계 고기압형 기상해일의 기상학적 원인분석: 2005년 12월 21일 사례를 중심으로
- 해빈류 벡터 장미도를 통한 해운대 해수욕장의 이안류 예보
- 제3세대 파랑모델의 비선형 에너지 이송항 계산 효율 증대를 위한 SRIAM 계산모듈 개발
- 기상해일사례분석을 통한 기상해일발생 임계조건 도출
[특허 출원] 3건
- 기상해일 도달시각 분석방법
- 시간당 기압 변화 기울기를 활용한 기압 점프 발생 판정 및 추출 장치 및 방법
- 이안류 경보 지수산출 방법 및 장치, 컴퓨터 프로그램
[현업화] 5건
- 상세기압 예측정보 기반의 기상해일 예측 시스템 개발
- 서·남해 AWS 관측 자료를 활용한, 단주기성 기압점프 모니터링 시스템
- 고해상도 기압 예측자료(LDAPS)를 활용한 기상해일 예측 시스템
- 이안류 예측정보를 위한 속도반경지수(VERiPS)의 개발
- 기상모델링 결과를 활용한 기상해일 포텐셜예측정보 모듈
연구개발성과의 활용계획(기대효과)
○ 기상해일에 대한 대 국민 안전의식 고취 및 기상해일 예측관련 최신기술 보유, 국가이미지 선진화에 기여
○ 기상해일 예측시스템 구축을 통한 국가 주도의 기상해일 모니터링 및 예측시스템 개발 및 현업화
○ 국내 연안재해 예측 및 관측 통합시스템 수립을 통한 관련자료의 제공
○ 연안재해와 관련된 해안해양 관측 및 예측분야의 경제적 가치 증진
(출처 : 요약문 4p)
Purpose & Contents
1. Purpose
○ Operation support for meteotsunami prediction system in KMA
○ Atmosphere-Ocean modeling in consideration of atmospheric instability besides air pressure disturbance and oceanic conditions ( harbor resonance and tide level)
○ Test operation for the real-tim
Purpose & Contents
1. Purpose
○ Operation support for meteotsunami prediction system in KMA
○ Atmosphere-Ocean modeling in consideration of atmospheric instability besides air pressure disturbance and oceanic conditions ( harbor resonance and tide level)
○ Test operation for the real-time meteotsunami prediction system and improvement of prediction accuracy for meteotsunami prediction system
○ Buildup for meteotsunami prediction system using the data assimilation
○ Development of the meteo-tsunami potential module based on the results of weather modeling for the improvement of the meteo-tsunami prediction accuracy
○ Improvement of the very shot-term meteo-tsunami prediction accuracy and the response skills of a weatherman in a work-site operation
○ Improvement of pre-detection ability of the meteo-tsunami through the meteo-tsunami potential forecasting module and saving of an operation resources for an integrated visualization system of coastal disaster
○ Optimization of the weather numerical model for the improvement of the prediction accuracy and establishment of the meteo-tsunami prediction operating system
○ Basic research related to the weather numerical model for the establishment of the real time meteo-tsunami prediction system connected with weather model and ocean model
○ Operation of the weather prediction model in the coastal disaster visualization system
○ Generation characteristics and Verification of forecasting system of a rip current and swell
○ The buildings of the integrated information forecasting system of a rip current and swell and its test trial in real time
○ Forecast service for analyzing coastal disasters and using the integrated information forecasting system
2. Contents
[Meteotsunami part]
○ 1st year
- Buildup for meteotsunami prediction system ( 1st operating support)
- Comparison of accuracy of meteotsunami prediction system according to background fields
- Testing application of new physics ( Microphysics scheme in atmospheric model, meteotsunami modeling in consideration of air pressure and wind)
- Diagnosis of the prediction accurcacy for the improvement of the weather numerical model
- Examination of the validity in the weather numerical model’s input data
- Improvement and selection of the weather numerical model’s input data for the meteo-tsunami prediction
- Sensitive test of the weather numerical model for the improvement of the prediction accuracy in meteo-tsunami forecast system
○ 2nd year
- Finding errors for meteotsunami prediction system after the 1st operating support
- Selection the available atmospheric background fields with relatively high prediction accuracy ( NCEP, GFS) and buildup for the 2nd meteotsunami prediction system ( GFS – WRF – FVCOM)
- Demonstration of the deformation and amplification of waves by coastal terrain through horizontal grid detailing of the coast of the west coast
- Verification and examination of the predictions accuracy in improved weather numerical model
- Establishment of the real-time operating system connected with the weather model and ocean model
- Improvement and optimization of the weather model’s prediction accuracy by the data assimilation
○ 3rd year
- Establishment of the meteotsunami prediction system for application of the best atmospheric background fields ( UM ( LDAPS) - FVCOM)
- Improvement of the horizontal and vertical grid resolution and consideration of atmospheric instability besides air pressure disturbance ( wind disturbance) to simulate the 2nd resonance generated near coast and in harbor ( harbor resonance)
- Application new pressure jump algorithm to complement the prior pressure jump algorithm in KMA ( using the following patent)
- Final buildup for meteotsunami prediction system ( 3rd operating support)
- Reduction of the meteo-tsunami prediction time by the meteo-tsunami potential forecast
- Improvement of the meteo-tsunami prediction skill through the pre-detection of the meteo-tsunami probability in a work-site operation and enhancement of the efficiency of an operation resources
- Improvement of skill to predict the meteo-tsunami induced in the coastal and open-sea
[Swell and Rip currents part]
○ 1st year
- Selection of optimal observation factors and its ocean physical environmental observation by study area characteristics: Haeundae beach in Busan, Naksan beach in east coast, Daecheon in west coast and Jungmoon in Jeju
- Connection system establishment for accuracy improvement of input data such as wave, wind that service by KMA
○ 2nd year
- Development and application of data assimilation technique based on measured data in study area and main input data that service by KMA
- Improvement of reliability and accuracy by the comparison of ocean physical environmental observation data with integrated system result
○ 3rd year
- Development of integrated system that based on coastal disaster ( meteo-tsunami, swell, rip current etc.) forecasts and observations
- Development and implementation of the providing prompt service to the public that is integrated forecasting and observing system with KMA
Results
[SCI] 12 counts
- Lagrangian Observation of Rip Currents at Haeundae Beach Using an Optimal Buoy Type GPS Drifter
- The Application of a Rip Current Warning Decision-Process System, Haeundae Beach, South Korea
- Double Resonance Effect at Daeheuksando Port Caused by Air Pressure Disturbances in Yellow Sea on 31 March 2007
- Seasonal Characteristics and Mechanisms of Meteo-tsunamis on the West Coast of Korean Peninsula
- An Introduction of AELIS ( Aquatic Environment Life-saving Integrated System)
- Calculation of Rip Current Warning Index by a Vector Rose Diagram
- Monitoring and Analysis of Bacterial Communities during a Summer Season on Gyeongpo Beach
- Determination of Accurate Arrival Time of Meteotsunami Event in Yellow Sea
- Meteorological Analysis of the Sea Fog in Winter Season on Gyeonggi Bay, Yellow Sea: A Case Study for the 106-vehicle Pileup on February 11, 2015
- Numerical Weather Prediction for Mitigating the Fatal Loss by the Meteo-tsunami Incidence on the West Coast of Korean Peninsula
- Improving the Performance of Rip Current Forecasting Index with a Focus on Haeundae Beach, Korea
- Numerical Study of Meteo-tsunami Caused by High Pressure System in Winter Season
[Non-SCI] 4 counts
[Patent application] 3 counts
[Operating support for forecasting system] 5 counts
Expected Contribution
◯ Operational technology transfer through the integrated forecasting and observing system that service by KMA
◯ Information service using the integrated forecasting and observing system of Korean coastal disaster
◯ Promotion of Economic Development from forecast and observation of coastal environmental changes related to disaster
◯ Providing prompt service to the public for safety protection of citizens
( source : SUMMARY 8p)
과제명(ProjectTitle) : | - |
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연구책임자(Manager) : | - |
과제기간(DetailSeriesProject) : | - |
총연구비 (DetailSeriesProject) : | - |
키워드(keyword) : | - |
과제수행기간(LeadAgency) : | - |
연구목표(Goal) : | - |
연구내용(Abstract) : | - |
기대효과(Effect) : | - |
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