한국 연안 조석의 예측 정확도와 극치 천문조위 산출

김양오(Yaugoh Kim),김종규(Jongkyu Kim) 한국해양환경·에너지학회 2021 한국해양환경공학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.5

본 연구에서는 국립해양조사원 조위관측소 인천, 군산, 목포, 여수, 부산, 울산, 묵호 지역을 선정하여 최저천문조위(Lowest Astronomical Tide, LAT)와 최조전문조위(Highest Astronomical Tide, HAT)를 산출할 때 예측조위는 19년간(2001~2019) 자료를 1분 간격으로 예측하여 최저천문조위와 최조전문조위를 산출한다. 예측조위는 조화상수를 활용하여 예측하는데 이때 1년 조화분해를 실시한 조화상수와 19년 조화분해를 실시한 조화상수의 예측조위를 2020년 실측자료와 비교하여 각 년도 별 조화상수와 19년 조화상수의 상관관계와 배율을 비교하여 정확도를 산정한다. 자료는 19년배율(1년배율)로 표기하면 인천 1.00(0.98 ~ 1.01), 군산 1.00(0.97 ~ 1.01), 목포 1.02(1.01 ~ 1.06), 여수 1.00(0.98 ~ 1.03), 부산 1.03(0.98 ~ 1.12), 울산 1.11(1.04 ~ 1.32), 묵호 1.43(1.34 ~ 2.44) 배율로 나타났다. 인천, 군산, 목포, 여수, 부산은 19년 조화분해와 1년 조화분해의 배율차이는 작게 나타나며, 울산과 묵호는 19년 조화분해와 1년 조화분해의 배율차이가 크게 나타났다. 1년 조화분해 자료보다 19년 조화분해 자료가 더 높은 정확도를 보여 19년 조화상수를 사용하여 최저·최고 천문조위를 산출하였다. In this study, when calculating the LAT(Lowest Astronomical Tide) and HAT(Highest Astronomical Tide, HAT) by selecting the Incheon, Gunsan, Mokpo, Yeosu, Busan, Ulsan, and Mukho regions of the National Maritime Survey tide station, the predicted tide is estimated at 1 minute intervals for 19 years (2001~2019). Calculate the lowest astronomical tide and the highest special tide. The predicted tide is predicted by using the harmonic constant. At this time, the predicted tide of the harmonic constant after 1 year harmonic decomposition and the harmonic constant after 19 year harmonic decomposition is compared with the measured data in 2020, and the difference between the harmonic constant for each year and the 19 year harmonic constant is compared. The accuracy is calculated by comparing the correlation and magnification. Data is written in 19 year magnification (1 year magnification), Incheon 1.00 (0.98 ~ 1.01), Gunsan 1.00 (0.97 ~ 1.01), Mokpo 1.02 (1.01 ~ 1.06), Yeosu 1.00 (0.98 ~ 1.03), Busan 1.03 (0.98 ~ 1.12), Ulsan 1.11 (1.04 ~ 1.32), Mukho 1.43 (1.34 ~ 2.44) magnification. In Incheon, Gunsan, Mokpo, Yeosu, and Busan, the difference in magnification between 19 year and 1 year harmonic decomposition was small, and in Ulsan and Mukho, the difference between 19 year and 1 year harmonic decomposition was large. The 19 year harmonic decomposition data showed higher accuracy than the 1 year harmonic decomposition data, so the lowest and highest astronomical tides were calculated using the 19-year harmonic constant.

한국 연안의 장주기 조석성분이 총 수위 예측에 미치는 영향에 관한 연구

김지하,장필훈,강현석 한국해안,해양공학회 2022 한국해안해양공학회 논문집 Vol.34 No.6

In this study we investigated the characteristics of long-term tidal constituents based on 30 tidal gauge data along the coasts of Korea and its the effects on total water level (TWL) forecasts. The results show that the solar annual (S_a) and semiannual (S_sa) tides were dominant among long-term tidal constituents, and they are relatively large in western coast of Korea peninsula. To investigate the effect of long-term tidal constituents on TWL forecasts, we produced predicted tides in 2021 with and without long-term tidal constituents. The TWL forecasts with and without long-term tidal constituents are then calculated by adding surge forecasts into predicted tides. Comparing with the TWL without long-term tidal constituents, the results with long-term tidal constituents reveals small bias in summer and relatively large negative bias in winter. It is concluded that the large error found in winter generally caused by double-counting of meteorological factors in predicted tides and surge forecasts. The predicted surge for 2021 based on the harmonic analysis shows seasonality, and it reduces the large negative bias shown in winter when it subtracted from the TWL forecasts with long-term tidal constituents. 우리나라 연안의 30개 조위관측소에서 관측된 조위자료를 조화분해하여 2021년에 대한 해역별 장주기 조석성분의 특성 및 장주기 조석성분이 총 수위 예측에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 먼저 관측조위의 조화분해 결과, 우리나라 연안에서 장주기 조석성분은 연주조(Sa)와 반년주조(Ssa)가 우세하였으며, 해역별로는 서해안에서 약17.8 cm의 상대적으로 큰 진폭을 보였다. 계속해서 총 수위 예측에 대한 영향을 살펴보고자, 2021년을 연구 기간으로 장주기 조석성분이 포함된 예측조위와 포함되지 않은 예측조위를 생산하였고, 각각의 예측조위를 폭풍해일 모델의 해일고 예측결과에 더하여 총 수위를 생산하였다. 장주기 조석성분을 고려하지 않은 총 수위와 고려한 총 수위의오차를 비교한 결과, 전반적으로 뚜렷한 계절적 차이가 나타났다. 장주기 조석성분을 고려하지 않은 총 수위에 비해서, 장주기 성분이 고려된 총 수위는 여름철에는 오차가 큰 폭으로 감소하였고, 겨울철에는 강한 음의 편차를 보이며 오차가 증가하는 경향이 나타났다. 이는 우리나라 겨울철의 강한 고기압과 같은 기상현상에 의한 영향이 예측조위와 해일고 예측결과에 이중으로 반영되어 나타난 결과로 해석되었다. 해일고 예측결과를 조화분해하였을 때, 연주기 성분이 우세하였고 이를 장주기 조석성분이 고려된 총 수위에서 제거하였을 때, 특히 겨울철에 나타난 강한 음의편차가 사라지고 연평균 RMSE도 감소하는 것으로 나타났다.

동해 연안해역의 천문조위 산출 및 조석특성

김양오(Yangoh Kim),김종규(Jongkyu Kim) 한국해양환경·에너지학회 2021 한국해양환경·에너지학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.10

본 연구에서는 동해안 자료는 국립해양조사원의 관측시기가 18.6년인 이상은 검조소를 5곳을 선정하여 부산, 울산, 속초, 묵호, 울릉도 검조소의 1시간 간격 조위자료에서 천문조를 포함하는 자료를 취득하였다. 서해안과 남해안에 비하여 동해안은 조수간만의 차가 작게 나타나는 곳으로 동해안의 조석특성을 파악하기 위하여 19년 장기 조화분해를 실시하여 조화상수를 취득하였다. 태음반일주조(M2분조)가 가장 높게 나타난 부산 37.3cm, 울산 15.5cm로 가장 높게 나타나며, 태양연주조(SA분조)가 가장 높게 나타난 묵호 10.6cm, 속초 11.9cm, 울릉도 12.5cm로 나타났다. 부산에서 울산까지는 천문조(M2, S2, K1, O1, N2)의 성분이 높게 나타났지만 묵호, 속초, 울릉도에서 주기적인 기상조(SA, SSA)의 성분이 높게 나타났다. In this study, tide data including astronomical tides were obtained from tide data at 1-hour intervals from Busan, Ulsan, Sokcho, Mukho, and Ulleungdo by selecting 5 tide stations for the East Coast data with an observation period of 18.6 years or more by KHOA. Compared to the west coast and the south coast, the east coast shows a small difference in tidal flow. In order to understand the tidal characteristics of the east coast, a long-term harmonic decomposition was performed for 19 years to obtain a harmonic constant. The lunar semidiurnal constituent(M2 tidal constituents) was highest in Busan at 37.3 cm and Ulsan at 15.5 cm, The solar annual tide(SA tidal constituents) were Mukho 10.6cm, Sokcho 11.9cm, and Ulleungdo 12.5cm. From Busan to Ulsan, the astronomical tides (M2, S2, K1, O1, N2) were high, but in Mukho, Sokcho, and Ulleungdo, the meteorological tide(SA, SSA) were high.

키리바시 연안해역의 천문조위 예측 및 고찰

김양오(Yangoh Kim),김종규(Jongkyu Kim),김현주(Hyeon-Ju Kim) 한국해양환경·에너지학회 2021 한국해양환경·에너지학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.10

본 연구에서는 하와이 대학교 해수면 센터에서 키리바시 Tarawa, Christmas, Kanton의 1시간 간격 조위자료에서 천문조를 포함하는 자료를 취득하였다. 1년 조화분해 시 67개의 조화상수을 취득할 수 있다. 18.6년 분석 시 R2성분이 추가된 68개의 조화상수을 취득한다. 천문조를 포함한 조화상수를 예측프로그램을 사용하여 예측 값을 추정한다. 실측 값과 예측 값의 상관관계는 Tarawa에서 0.9716, Christmas에서 0.8187, Kanton에서 0.9331의 상관성이 나타나며, 배율은 Tarawa에서 9544, Christmas에서 0.9845, Kanton에서 0.9952의 상관성이 나타났다. In this study, tide data including astronomical tides were obtained from tide data at 1-hour intervals in Tarawa, Christmas, and Kanton, Kiribati at the University of Hawaii Sea Level Center. In one-year harmonic decomposition, 67 harmonic constants can be obtained. In the 18.6 year analysis, 68 harmonic constants with the R2 component added are acquired. Estimate the predicted value using the prediction program for the harmonic constant including the astronomical tide. The correlation between the measured value and the predicted value was 0.9716 in Tarawa, 0.8187 in Christmas, and 0.9331 in Kanton, and the magnification was 9544 in Tarawa, 0.9845 in Christmas, and 0.9952 in Kanton.

연안지역 실시간 침수피해예측 모듈을 탑재한 연안재해예측관리시스템 개발

박인찬,박상형,김종광 한국방재학회 2018 한국방재학회논문집 Vol.18 No.7

최근 기후변화로 인한 해수면 상승은 연안도시지역의 재해취약성을 증가시켰다. 만조 수위에 발생한 집중호우는 하천(외수) 범람을 유발하며, 하천변 관거의 내수배제 불량은 오수․우수 역류에 따른 침수를 일으킨다. 복합적인 원인에 의한 침수피해를 예측하고 대비하는 효과적인 재해 대응이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 연안재해예측관리시스템 개발을 통해 사용자에게 실시간 예경보 정보 표출 및 의사결정을 지원할 수 있게 하였다. 실시간 AWS 강우자료 와 MAPLE자료를 이용한 예측강우자료 및 실시간 조위정보를 연계하여 연안도시지역의 침수피해를 예측할 수 있게 하였다. 아울러, 기후변화를 고려한 시나리오별 침수예상도 등 다양한 연안도시지역의 재해 관련 정보를 서비스하고자 하였다. 연안재해예측관리시스템 개발은 강우/조위 관련 연안도시지역의 재해를 효과적으로 대응을 할 수 있을 것으로 기대된다. Recent increases in sea level due to climate change have increased disaster vulnerability in coastal urban areas. Heavy rainfall causes river flooding and poor water drainage of riverside pipelines, eventually leading to additional flooding due to sewer and storm drain backflow. Effective disaster response systems that predict and prepare for flood damage due to multiple causes is needed. Therefore, in this study, we developed a coastal disaster prediction management system to enable users to display real-time warning information and to support decision making. We can predict inundation damage in coastal urban areas by linking real-time tidal information and forecast rainfall data using real-time automatic weather station (AWS) rainfall data and MAPLE data. In addition, we tried to provide disaster-related information to various coastal urban areas, such as forecasting inundation scenarios. The development of a coastal disaster prediction management system is expected to allow an effective response to disasters related to rainfall and tides in coastal urban areas.

조위 및 조류 예측 정확도의 개선 방법

정태성(Tae Sung Jung) 한국해양환경·에너지학회 2010 한국해양환경·에너지학회지 Vol.13 No.4