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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이재규
- 발행연도
- 2015
- 저작권
- 강릉원주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수10
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국문 요약
2014년 7월 31일 대관령에서 발생한집중호우에 대한 수치모의 연구
최 승 보
강릉원주대학교 대학원 대기환경과학과
2014년 7월 31일 전국적으로 국지성 호우가 발생하였으며 특히 대관령에서 관측 이래 7월의 1시간 최대 강수량 극값을 갱신하는 많은 양의 강수를 내린 집중호우가 발생하였다. 대관령 관측지점의 AWS를 살펴보면 1550 LST에 강수가 시작되었으며 1시간동안 58.5 mm의 강수량이 관측되었다. 또한 강수가 내리기 전, 급격한 기온하강을 보였으며 반대로 기압은 증가하고 풍속이 급격히 증가하였다가 감소하는 뇌우가 통과할 때의 전형적인 기상변화를 보였다. 종관장을 보면 북태평양 고기압이 확장을 하고 남중국해에서 태풍이 북상하고 있었다. 또한 대기의 하층에서 습윤하고 온난하였으며 상층에서 한랭하여 대기가 불안정한 조건을 갖추고 있었다.
위성영상과 레이더영상을 통하여 충청북도와 경상북도에서 국지적으로 뇌우세포가 발생한 것을 볼 수 있었으며, 발생한 뇌우세포가 소멸 및 발생을 반복하면서 강원도 및 수도권 지역까지 북상을 하는 다세포 뇌우의 특징을 보였다. 또한 뇌우세포가 북상을 하면서 더욱 발달하여 강원도와 수도권에 많은 양의 강수가 내리고 낙뢰가 발생하였다. 속초의 단열선도에서 CAPE가 1900 Jkg-1이상 그리고 SRH가 60 m2s-2이상으로 대기불안정과 연직바람시어가 있음을 확인하였다. 따라서 본 사례는 한반도에 저기압이나 전선의 영향을 받지 않고 북태평양 고기압의 가장자리에 위치하고 태풍이 북상하는 종관장에서 대기불안정에 의하여 발생한 기단성 다세포 뇌우에 의한 국지성 집중호우 사례이다.
이러한 기단성 다세포 뇌우를 보다 더 자세히 분석하고자 수치모의를 이용하였다. 그러나 이러한 국지성 집중호우는 수치모델에서 관측된 강수 분포와 유사하게 모의하기가 쉽지 않다. 따라서 본 사례를 관측과 가장 유사하게 모의할 수 있는 조건을 찾기 위하여 초기장, 모델 해상도, 초기 적분 시간, 지표물리과정 그리고 자료동화에 대한 민감도 실험을 수행하였다. 민감도 실험을 수행한 결과 초기장으로 CFSR 재분석 자료, 모델 해상도를 3 km, 초기 적분 시간을 뇌우 발생 3시간 전, 지표물리과정을 5-layer thermal diffusion 그리고 Observation Nudging을 적용하였을 때 관측과 가장 유사하게 모의를 하였다.
수치모의된 기압장과 온도장의 패턴이 종관 일기도와 매우 유사하여 종관환경을 잘 모의하고 있었으며, 뇌우세포의 발생과 북상하는 이동패턴을 잘 모의하였다. 상당온위, 발산장 그리고 상승류의 연직분포를 통해 초기 뇌우세포의 발생을 분석하였다. 지상부터 약 6 km까지 대기가 불안정하였고 지상에서의 수렴이 상승류를 유발하여 대류가 시작되었다. 상승류가 강화되면서 뇌우세포로 발달하기 시작하였고 발달한 뇌우세포에서는 강수에 의한 하강류가 나타났다. 상승류는 지상의 온난한 공기를 끌어올리고, 하강류는 상층의 한랭한 공기를 지상으로 끌어내렸다. 또한 하강류에 의하여 지상에서 발산이 발생하고 돌풍전선이 형성되었다. 연직 바람 시어의 분포를 보면 중부지방에서의 연직 바람 시어가 남부지방에서의 연직 바람 시어보다 강하여 뇌우세포가 북상을 하면서 더욱 발달한 것으로 보이며, 영동지역으로의 동풍의 유입이 대관령의 강수를 극대화시킨 것으로 보인다.
2014년 7월 31일 대관령에서 발생한집중호우에 대한 수치모의 연구
최 승 보
강릉원주대학교 대학원 대기환경과학과
2014년 7월 31일 전국적으로 국지성 호우가 발생하였으며 특히 대관령에서 관측 이래 7월의 1시간 최대 강수량 극값을 갱신하는 많은 양의 강수를 내린 집중호우가 발생하였다. 대관령 관측지점의 AWS를 살펴보면 1550 LST에 강수가 시작되었으며 1시간동안 58.5 mm의 강수량이 관측되었다. 또한 강수가 내리기 전, 급격한 기온하강을 보였으며 반대로 기압은 증가하고 풍속이 급격히 증가하였다가 감소하는 뇌우가 통과할 때의 전형적인 기상변화를 보였다. 종관장을 보면 북태평양 고기압이 확장을 하고 남중국해에서 태풍이 북상하고 있었다. 또한 대기의 하층에서 습윤하고 온난하였으며 상층에서 한랭하여 대기가 불안정한 조건을 갖추고 있었다.
위성영상과 레이더영상을 통하여 충청북도와 경상북도에서 국지적으로 뇌우세포가 발생한 것을 볼 수 있었으며, 발생한 뇌우세포가 소멸 및 발생을 반복하면서 강원도 및 수도권 지역까지 북상을 하는 다세포 뇌우의 특징을 보였다. 또한 뇌우세포가 북상을 하면서 더욱 발달하여 강원도와 수도권에 많은 양의 강수가 내리고 낙뢰가 발생하였다. 속초의 단열선도에서 CAPE가 1900 Jkg-1이상 그리고 SRH가 60 m2s-2이상으로 대기불안정과 연직바람시어가 있음을 확인하였다. 따라서 본 사례는 한반도에 저기압이나 전선의 영향을 받지 않고 북태평양 고기압의 가장자리에 위치하고 태풍이 북상하는 종관장에서 대기불안정에 의하여 발생한 기단성 다세포 뇌우에 의한 국지성 집중호우 사례이다.
이러한 기단성 다세포 뇌우를 보다 더 자세히 분석하고자 수치모의를 이용하였다. 그러나 이러한 국지성 집중호우는 수치모델에서 관측된 강수 분포와 유사하게 모의하기가 쉽지 않다. 따라서 본 사례를 관측과 가장 유사하게 모의할 수 있는 조건을 찾기 위하여 초기장, 모델 해상도, 초기 적분 시간, 지표물리과정 그리고 자료동화에 대한 민감도 실험을 수행하였다. 민감도 실험을 수행한 결과 초기장으로 CFSR 재분석 자료, 모델 해상도를 3 km, 초기 적분 시간을 뇌우 발생 3시간 전, 지표물리과정을 5-layer thermal diffusion 그리고 Observation Nudging을 적용하였을 때 관측과 가장 유사하게 모의를 하였다.
수치모의된 기압장과 온도장의 패턴이 종관 일기도와 매우 유사하여 종관환경을 잘 모의하고 있었으며, 뇌우세포의 발생과 북상하는 이동패턴을 잘 모의하였다. 상당온위, 발산장 그리고 상승류의 연직분포를 통해 초기 뇌우세포의 발생을 분석하였다. 지상부터 약 6 km까지 대기가 불안정하였고 지상에서의 수렴이 상승류를 유발하여 대류가 시작되었다. 상승류가 강화되면서 뇌우세포로 발달하기 시작하였고 발달한 뇌우세포에서는 강수에 의한 하강류가 나타났다. 상승류는 지상의 온난한 공기를 끌어올리고, 하강류는 상층의 한랭한 공기를 지상으로 끌어내렸다. 또한 하강류에 의하여 지상에서 발산이 발생하고 돌풍전선이 형성되었다. 연직 바람 시어의 분포를 보면 중부지방에서의 연직 바람 시어가 남부지방에서의 연직 바람 시어보다 강하여 뇌우세포가 북상을 하면서 더욱 발달한 것으로 보이며, 영동지역으로의 동풍의 유입이 대관령의 강수를 극대화시킨 것으로 보인다.
목차
차 례감사의 글 i차 례 iii그림 차례 iv표 차례 vii국문요약 viii제 1 장 서 론 1제 2 장 사례 분석 42.1 사례 특징 42.2 종관 분석 12제 3 장 수치모의 설계 및 연구방법 21제 4 장 수치모의 민감도 실험 결과 254.1 초기장 및 모델 해상도 실험 254.2 초기 적분 시간 및 모델 해상도 실험 304.3 기타 실험 32제 5 장 수치모의 실험 결과 분석 37제 6 장 요약 및 결론 49참고문헌 52영문요약 55
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