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[기술노트]한반도 강우특성을 반영한 강우입자크기분포 특성분석 1556 2015-12-23

1. 서론

강수는 병합과정 혹은 빙정과정을 통하여 시작되며 상대적으로 따뜻하고 높은 구름입자 수 함량(Liquid Water Content, LWC) 환경에서 이뤄진다. 강수입자는 주로 구름방울의 부착(accretion)이나 응결핵, 먼지 등 다양한 것들과 결합하여 성장하며, 성장과정에서 상승, 하강기류, 중력, 부력 등 다양한 요인들에 의해 영향을 받지만 계속해서 빗방울(raindrops), 눈송이(snowflakes) 또는 우박(hail) 등으로 성장하여 지상으로 떨어진다. 지상에서 흔히 관측되는 강수의 특징은 강우 강도(rainfall rate)이며, 강수의 가장 완벽한 묘사는 입자크기 분포(Drop Size Distribution, 이하 DSD)에 의해 제공된다.

입자크기 분포는 강수입자의 직경 간격 당 단위부피당 강수입자의 수 농도(#m-6mm-1)로 표현되며 전 세계의 다양한 기후지역에서 다양한 방법으로 관측된다. 입자크기 분포는 시·공간에 따라 다양한 형태로 존재할 수 있으며, 강수시스템에 따라서도 서로 다른 특징을 보인다. 따라서 강수량 추정값 정확도 향상과 강수의 미세물리 특성 분석을 위해서는 한반도 강우 특성에 적합한 입자크기 분포를 고려하는 것이 필요하다.

본 연구에서는 대기 중 강우입자의 크기, 모양, 낙하속도 등 입자크기 분포 정보를 제공하는 이차원영상우적계(2-Dimensional Video Disdrometer, 이하 2DVD) 자료를 이용하여 한반도 강우 특성을 분석하고 입자크기 분포 인자들을 도출하고자 하였다. 또한 2DVD는 실제 대기 중 강우의 산란 및 미세물리 특성을 반영한 참값으로 볼 수 있으므로 2DVD 자료를 이용하여 강우입자의 모양을 대변하는 축비(axis ratio) 관계식을 도출한다. 이렇게 도출된 관계식으로 이론적인 이중편파변수를 모의하고 실제 운영 중인 레이더 관측 자료와 비교하여 레이더가 가지는 관측오차를 계산하였다. 2장과 3장에서는 본 연구에서 사용된 자료와 관측기기의 특성과 분석방법에 대해 설명하였고, 4장에서는 강우입자의 축비 관계식 도출 과정, 5장에서는 강우입자의 축비 관계식에 따른 이중편파변수의 차이를 서술하였다. 6장에서는 2DVD 관측 자료를 가지고 계산된 이론적 이중편파변수와 비슬산레이더 관측 자료를 비교하여 비슬산레이더가 가지는 관측오차 산출 및 관측오차 보정에 따른 강수량 추정값 결과를 나타내었다. 7장에서는 한반도에 적합한 입자크기 분포 추정 결과를 서술하였으며, 마지막으로 요약 및 제안은 8장에 제시하였다.

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