초록 ▼

□ 연구 목표 및 내용
◎ 최종 목표
○ 딥러닝 알고리즘을 활용한 열대 계절내진동 예측
○ 딥러닝 예측결과와 입력장을 활용한 열대 계절내진동의 발달 및 전파 이해 향상
○ 딥러닝 알고리즘을 활용한 열대 계절내진동에 따른 동아시아 원격상관 메커니즘 이해

◎ 전체 내용
○ 1차년도: 딥러닝 기반 MJO 지수 예측 시스템 개발
- 합성곱 신경망 (Convolutional Neural Network) 기반 Madden-Julian Oscillation (MJO) 지수 예측 시스템 prototyp

□ 연구 목표 및 내용
◎ 최종 목표
○ 딥러닝 알고리즘을 활용한 열대 계절내진동 예측
○ 딥러닝 예측결과와 입력장을 활용한 열대 계절내진동의 발달 및 전파 이해 향상
○ 딥러닝 알고리즘을 활용한 열대 계절내진동에 따른 동아시아 원격상관 메커니즘 이해

◎ 전체 내용
○ 1차년도: 딥러닝 기반 MJO 지수 예측 시스템 개발
- 합성곱 신경망 (Convolutional Neural Network) 기반 Madden-Julian Oscillation (MJO) 지수 예측 시스템 prototype 개발

○ 2차년도: 딥러닝 기반 MJO 지수 예측 시스템 고도화
- 딥러닝 기법에 기반한 계절별 MJO 지수 상세 예측 시스템 개발
- Recurrent Neural Network, ConvLSTM 활용
- MJO와 관련된 열대 대류 위치 추적 시스템 개발

○ 3차년도: 딥러닝 기법을 활용한 MJO 발달 및 전파 메커니즘 연구
- 히트맵 분석, Optimal Input 기법을 통한 MJO 발달 및 전파 메커니즘 연구
- 메커니즘 연구 기반 미래 기후평균장 변화에 따른 MJO 변동 제시

○ 4차년도: 딥러닝 기반 MJO-동아시아 원격상관 연구
- 딥러닝 알고리즘을 활용한 열대 계절내진동과 관련된 동아시아 극한기상 예측인자 연구
- 전지구 기후모형 열대 대류 처방실험을 통한 원격상관 메커니즘 규명

○ 5차년도: 딥러닝 기법을 적용한 MJO-기반 동아시아 극한기상 예측
- 딥러닝 기반 MJO 지수 예측과 전지구 예측인자를 결합한 동아시아 극한기상 계절내예측
- S2S 역학모형 예측결과와 동아시아 극한기상 예측성능 비교

◎ 1단계
● 연구 목표
○ 딥러닝 알고리즘을 활용한 열대 계절내진동 예측 시스템 개발
○ 딥러닝 기반 열대 계절내진동 발달 및 전파 이해도 향상

● 연구 내용
○ 1차년도: 딥러닝 기반 MJO 지수 예측 시스템 개발
- 합성곱 신경망 (Convolutional Neural Network) 기반 Madden-Julian Oscillation (MJO) 지수 예측 시스템 prototype 개발

○ 2차년도: 딥러닝 기반 MJO 지수 예측 시스템 고도화
- 딥러닝 기법에 기반한 계절별 MJO 지수 상세 예측 시스템 개발
- Recurrent Neural Network, ConvLSTM 활용
- MJO와 관련된 열대 대류 위치 추적 시스템 개발

○ 3차년도: 딥러닝 기법을 활용한 MJO 발달 및 전파 메커니즘 연구
- 히트맵 분석, Optimal Input 기법을 통한 MJO 발달 및 전파 메커니즘 연구
- 메커니즘 연구 기반 미래 기후평균장 변화에 따른 MJO 변동 제시

◎ 2단계
● 연구 목표
○ 딥러닝 기반 열대 계절내진동 예측 시스템 향상 및 극한기상 예측
○ 딥러닝 기반 열대 계절내진동-동아시아 원격상관 메커니즘 이해

● 연구 내용
○ 4차년도: 딥러닝 기반 MJO-동아시아 원격상관 연구
- 딥러닝 알고리즘을 활용한 열대 계절내진동과 관련된 동아시아 극한기상 예측인자 연구
- 전지구 기후모형 열대 대류 처방실험을 통한 원격상관 메커니즘 규명

○ 5차년도: 딥러닝 기법을 적용한 MJO-기반 동아시아 극한기상 예측
- 딥러닝 기반 MJO 지수 예측과 전지구 예측인자를 결합한 동아시아 극한기상 계절내예측
- S2S 역학모형 예측결과와 동아시아 극한기상 예측성능 비교

□ 연구성과
1단계 연구 성과 (2021.03-2023.12)
○ 정성적 성과
- 최신 딥러닝 기법에 기반한 MJO 지수 상세 예측 시스템 개발
- MJO와 관련된 열대 대류 위치 추적 시스템 개발
- 설명가능AI 기반 MJO 발달 및 전파 메커니즘 연구
- 메커니즘 연구 기반 미래 기후평균장 변화에 따른 MJO 변동 제시

○ 정량적 성과
- 국제 SCI 논문 5건 게재 완료
- 국제 SCI 논문 1건 게재 승인 (accepted)
- 학술대회 논문 발표: 국제 1회, 국내 3회
- 수상실적 2회
- 언론보도 1회

□ 연구성과의 활용 계획 및 기대효과
○ 과학기술적 활용 가치 및 기대 효과
- 공학 분야의 최신 기법을 기상기후 분야에 도입, 최근 정체되고 있는 역학모형 예측성능 혁신적 향상 기대
- 딥러닝 활용 기법 개발을 통한 다양한 계절내 규모 기상현상 예측에 활용 및 현업 기술이전
- 열대 계절내진동 및 원격상관 역학 메커니즘 학계 이해도 향상 및 국제 프로그램 참여

○ 사회, 경제적 활용 가치 및 기대 효과
- 기존 예측 대비 경제적으로 효율적인 딥러닝 방법을 통한 예보 정확도 향상
- 극한기상 예측성 향상 기법을 활용해 자연재해 피해 경감 및 산업분야 장기 예측정보 활용

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요약문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구과제의 개요 ... 5
• 1) 연구의 목적 ... 5
• 2) 연구의 필요성 ... 5
• 3) 단계별 연수수행범위 ... 6
• 2. 연구과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 1) 주요 연구 변경사항 ... 6
• 2) 연구과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 3. 연구과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 10
• 1) 연구수행 결과 ... 10
• 2) 목표 달성 수준 ... 10
• 3) 목표 미달 시 원인 분석 ... 10
• 4) 중요 연구변경 사항 ... 11
• 4. 연구성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 12
• 5. 연구성과의 관리 및 활용 계획 ... 12
• 6. 다음 단계 연구계획 ... 12
• 1) 연구 목표 및 내용 ... 13
• 2) 연구 추진전략 ... 13
• 3) 연구 추진일정 및 기대성과 ... 14
• 4) 다음 단계 연구비 사용계획 ... 14
• 5) 연구 성과의 활용방안 및 기대효과 ... 14
• 끝페이지 ... 21