이중편파 레이더 자료동화를 이용한 2018년 03월 08일 대설 사례 분석

국문 초록 (Abstract)

겨울철 발생하는 예상치 못한 대설은 도로 빙결화에 따른 교통사고 및 농작물 냉해 등으로 인명 및 재산 피해가 발생한다. 일반적으로 강설은 1 ~ 2월에 집중되고 3월부터 점차 온도가 상승하면서 강설의 피해는 줄어들지만, 낮은 빈도로 3월까지 대설이 발생하는 경우가 종종 있다. 예상치 못한 봄철 대설 피해를 최소화하기 위하여 3월 중 대구지역에 대설 경보가 발표된 2018년 3월 8일 사례에 대하여 이전 연구에서 역학적 특징 분석을 진행하였다. 본 연구에서는 예측 정확도 향상 및 레이더의 이중편파 변수 자료동화를 적용하기 위하여 S-밴드 기상레이더 반사도, 차등반사도, 비차등위상차, 교차상관 계수, 시선속도 등의 자료를 3차원 변분자료 동화(3D-VAR) 방법으로 동화한 연구를 수행하였다. 레이더는 대기 중 강수에 대한 3차원 분포, 강도, 시선속도를 관측하여 강수에 대한 정보를 제공하며, 이러한 특징을 활용하여 레이더 시선속도를 수치모델 바람장에, 레이더 반사도를 모델 온도장에 따라 구분한 수상체 혼합비에 입력하여 예보 정확도를 개선할 수 있다. 07일 21KST부터 24KST까지 30분 간격으로 3D-VAR를 진행한 후, WRF 모델을 12시간 수행하였다. 분석결과 남해상에서 발달한 저기압의 중심 기압이 낮아졌고, 12시간 누적강수량에서 규준 실험은 충청, 강원 남부 이남으로 10mm 이상 강수가 모의 되었던 반면 3D-VAR는 서울 및 강원 북부 이남으로 10mm 이상 모의 되면서 10mm 이상의 강수 영역은 조금 더 넓고 강수량은 소폭 줄어든 것으로 나타났다. 지표 잠열 및 지면 온도, 온도 이류의 모의결과 비교 시 3D-VAR의 경우 경상도와 전라도 지역으로 CTRL 보다 지면 온도 및 온도 이류가 증가하였고, 지표 잠열 방출도 약 20 w/㎡ 증가한 것으로 나타났다. 2018년 03월 08일 00시 부터 03시까지 700 hPa 고도에서 눈 혼합비가 증가한 것으로 분석되지만 04시부터 지표면 눈 혼합비는 CTRL 보다 약 0.1g/kg 감소하고, 700 hPa 고도의 눈 혼합비는 CTRL과 유사한 것으로 분석되었다. AWS를 이용하여 12시간 누적강수량 오차검증을 수행한 결과 CTRL의 MAE는 5.35, RMSE는 8.52, 3D-VAR의 MAE는 4.28, RMSE는 7.67 mm로 작은 오차가 분석되면서 강수량 예측의 정확성이 향상되었다. 또한 이중 편파 레이더 변수를 이용한 3차원 분변자료 동화 연구 분석 결과를 함께 발표할 예정이다.