한국형모델(KIM) 기반 자료동화 개발 현황 및 향후 계획

국문 초록 (Abstract)

자료동화는 관측자료를 입력하여 좋은 것들을 가려낸 후 앞 시간의 모델 예측장과 잘 섞어서 정확한 예보 초기장을 생산하는 시스템이다. 현업 KIM에 활용되는 관측은 지상자료, 고층자료, 위성자료가 있다. 이들 관측을 해외 선진기관의 활용 수준으로 확대하기 위해서 세계기상통신망을 통해 유통되는 지상 고층자료를 확보하여 모델에 꾸준히 추가 적용하고 있다. 위성자료는 매년 4종씩 추가를 목표로 하고 있으며, 올해는 총 7종 (CSR 3종, 마이크로파 3종, GNSS-RO 1종)을 추가하여 목표를 초과 달성하였다. 마이크로파 관측이 활용하지 못하던 육상 및 해빙 지역에서 일부 채널들을 적용하기 시작하였다. 관측의 질적인 처리능력 향상을 위해 복사전달모델을 개선하였고, 라디오존데 하강관측 자료와 대기운동벡터 관측에 대한 품질검사를 개선하였다. 자료동화체계에서는 KIM 모델 해상도(12 km)와 차이를 줄이기 위해서 자료동화 해상도를 50 km에서 32 km로 향상했으며, 파수를 170에서 200으로 증가하였다. 실제적인 오차 적용을 위해서 기후학적 배경오차 공분산을 계절별로 산출하였으며, 최적화를 위하여 10% 감소하여 적용하였다. 또한 위성 변분편차보정의 독립변수들 간의 변동성을 맞추기 위하여 정규화하도록 개선하였다. 앙상블자료동화에 적용되지 않았던 AMSR-2 자료를 추가 하였으며, 상층 적용을 현실화하기 위하여 임의적인 감쇄 적용을 제거하였고, 적설 초기장을 개선하였다. 이러한 개선사항들을 적용하였을 때 현업 버전에 비해서 분석장의 오차가 크게 개선되어 500 hPa 지위고도에서 20% 이상 개선되었다. 예측시간이 길어질수록 예측오차의 개선 정도는 1일 예측 10%, 3일 예측 5%, 5일 예측 1.6%으로 점점 낮아지지만 지속적인 개선을 유지하였다. 내년에는 하층 민감 위성자료의 육지 해빙 지역 활용을 위해 관측 전처리 과정에 1차원 변분기법을 적용하여 지면정보 최적화와 품질검사 개선을 계획하고 있다. 또한 지속적인 관측자료 확대를 위해 위성관측 4종 (CSR 1종, 적외파 2종, 바람 1종)을 추가할 예정이다. 자료동화 해상도를 24km까지 향상하고, 융합형 앙상블 변분자료동화체계의 배경오차 최적화 작업을 수행할 예정이다. 또한 KIAPS에서 개발한 원천 기술들을 원활하게 현업화하기 위하여 수용 체계를 개선할 예정이다.