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대기 = Atmosphere 10건

  1. [국내논문]   인버스 모델링을 이용한 지표면 이산화탄소 플럭스 추정 향상을 위한 항공기 관측 이산화탄소 자료동화 체계 개발   KCI

    김현정 (연세대학교 대기과학과, 대기예측성 및 자료동화 연구실 ) , 김현미 (연세대학교 대기과학과, 대기예측성 및 자료동화 연구실 ) , 조민광 (연세대학교 대기과학과, 대기예측성 및 자료동화 연구실 ) , 박준 (연세대학교 대기과학과, 대기예측성 및 자료동화 연구실 ) , 김대휘 (연세대학교 대기과학과, 대기예측성 및 자료동화 연구실)
    대기 = Atmosphere v.28 no.2 ,pp. 113 - 121 , 2018 , 1598-3560 ,

    초록

    In order to monitor greenhouse gases including $CO_2$ , various types of surface-, aircraft-, and satellite-based measurement projects have been conducted. These data help understand the variations of greenhouse gases and are used in atmospheric inverse modeling systems to simulate surface fluxes for greenhouse gases. CarbonTracker is a system for estimating surface $CO_2$ flux, using an atmospheric inverse modeling method, based on only surface observation data. Because of the insufficient surface observation data available for accurate estimation of the surface $CO_2$ flux, additional observations would be required. In this study, a system that assimilates aircraft $CO_2$ measurement data in CarbonTracker (CT2013B) is developed, and the estimated results from this data assimilation system are evaluated. The aircraft $CO_2$ measurement data used are obtained from the Comprehensive Observation Network for Trace gases by the Airliner (CONTRAIL) project. The developed system includes the preprocessor of the raw observation data, the observation operator, and the ensemble Kalman filter (EnKF) data assimilation process. After preprocessing the raw data, the modeled value corresponding spatially and temporally to each observation is calculated using the observation operator. These modeled values and observations are then averaged in space and time, and used in the EnKF data assimilation process. The modeled values are much closer to the observations and show smaller biases and root-mean-square errors, after the assimilation of the aircraft $CO_2$ measurement data. This system could also be used to assimilate other aircraft $CO_2$ measurement data in CarbonTracker.

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  2. [국내논문]   GloSea5 모형의 계절내-계절 예측성 검정: Part 2. 성층권 돌연승온   KCI

    송강현 (서울대학교 자연과학대학 지구환경과학부 ) , 김혜라 (서울대학교 자연과학대학 지구환경과학부 ) , 손석우 (서울대학교 자연과학대학 지구환경과학부 ) , 김상욱 (서울대학교 자연과학대학 지구환경과학부 ) , 강현석 (국립기상과학원 지구시스템연구과 ) , 현유경 (국립기상과학원 지구시스템연구과)
    대기 = Atmosphere v.28 no.2 ,pp. 123 - 139 , 2018 , 1598-3560 ,

    초록

    The prediction skills of stratospheric sudden warming (SSW) events and its impacts on the tropospheric prediction skills in global seasonal forecasting system version 5 (GloSea5), an operating subseasonal-to-seasonal (S2S) model in Korea Meteorological Administration, are examined. The model successfully predicted SSW events with the maximum lead time of 11.8 and 13.2 days in terms of anomaly correlation coefficient (ACC) and mean squared skill score (MSSS), respectively. The prediction skills are mainly determined by phase error of zonal wave-number 1 with a minor contribution of zonal wavenumber 2 error. It is also found that an enhanced prediction of SSW events tends to increase the tropospheric prediction skills. This result suggests that well-resolved stratospheric processes in GloSea5 can improve S2S prediction in the troposphere.

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  3. [국내논문]   KIAPS 전지구 수치예보모델 시스템에서 SAPHIR 자료동화 효과   KCI

    이시혜 ((재) 한국형예보모델개발사업단 ) , 전형욱 ((재) 한국형예보모델개발사업단 ) , 송효종 ((재) 한국형예보모델개발사업단)
    대기 = Atmosphere v.28 no.2 ,pp. 141 - 151 , 2018 , 1598-3560 ,

    초록

    The KIAPS global model and data assimilation system were extended to assimilate brightness temperature from the Sondeur $Atmosph{\acute{e}}rique$ du Profil $d^{\prime}Humidit{\acute{e}}$ Intertropicale par $Radiom{\acute{e}}trie$ (SAPHIR) passive microwave water vapor sounder on board the Megha-Tropiques satellite. Quality control procedures were developed to assess the SAPHIR data quality for assimilating clear-sky observations over the ocean, and to characterize observation biases and errors. In the global cycle, additional assimilation of SAPHIR observation shows globally significant benefits for 1.5% reduction of the humidity root-mean-square difference (RMSD) against European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) Integrated Forecast System (IFS) analysis. The positive forecast impacts for the humidity and temperature in the experiment assimilating SAPHIR were predominant at later lead times between 96- and 168-hour. Even though its spatial coverage is confined to lower latitudes of $30^{\circ}S-30^{\circ}N$ and the observable variable is humidity, the assimilation of SAPHIR has a positive impact on the other variables over the mid-latitude domain. Verification showed a 3% reduction of the humidity RMSD with assimilating SAPHIR, and moreover temperature, zonal wind and surface pressure RMSDs were reduced up to 3%, 5% and 7% near the tropical and mid-latitude regions, respectively.

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  4. [국내논문]   한반도 겨울철 기온의 월별 통계 예측 모형 구축 및 검증   KCI

    한보름 (서울대학교 지구환경과학부 ) , 임유나 (서울대학교 지구환경과학부 ) , 김혜진 (서울대학교 지구환경과학부 ) , 손석우 (서울대학교 지구환경과학부)
    대기 = Atmosphere v.28 no.2 ,pp. 153 - 162 , 2018 , 1598-3560 ,

    초록

    The statistical prediction model for wintertime surface air temperature, that is based on snow cover extent and Arctic sea ice concentration, is updated by considering $El-Ni{\tilde{n}}o$ Southern Oscillation (ENSO) and Quasi-Biennial Oscillation (QBO). These additional factors, representing leading modes of interannual variability in the troposphere and stratosphere, enhance the seasonal prediction over the Northern Hemispheric surface air temperature, even though their impacts are dependent on the predicted month and region. In particular, the prediction of Korean surface air temperature in midwinter is substantially improved. In December, ENSO improved about 10% of prediction skill compared without it. In January, ENSO and QBO jointly helped to enhance prediction skill up to 36%. These results suggest that wintertime surface air temperature in Korea can be better predicted by considering not only high-latitude surface conditions (i.e., Eurasian snow cover extent and Arctic sea ice concentration) but also equatorial sea surface temperature and stratospheric circulation.

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  5. [국내논문]   국지예보모델에서 고해상도 마이크로파 위성자료(MHS) 동화에 관한 연구   KCI

    김혜영 (기상청 수치모델링센터 ) , 이은희 (기상청 수치모델링센터 ) , 이승우 (기상청 수치모델링센터 ) , 이용희 (기상청 수치모델링센터)
    대기 = Atmosphere v.28 no.2 ,pp. 163 - 174 , 2018 , 1598-3560 ,

    초록

    In order to assimilate MHS satellite data into the convective scale model at KMA, ATOVS data are reprocessed to utilize the original high-resolution data. And then to improve the preprocessing experiments for cloud detection were performed and optimized to convective-scale model. The experiment which is land scattering index technique added to Observational Processing System to remove contaminated data showed the best result. The analysis fields with assimilation of MHS are verified against with ECMWF analysis fields and fit to other observations including Sonde, which shows improved results on relative humidity fields at sensitive level (850-300 hPa). As the relative humidity of upper troposphere increases, the bias and RMSE of geopotential height are decreased. This improved initial field has a very positive effect on the forecast performance of the model. According to improvement of model field, the Equitable Threat Score (ETS) of precipitation prediction of $1{\sim}20mm\;hr^{-1}$ was increased and this impact was maintained for 27 hours during experiment periods.

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  6. [국내논문]   연무 종류별 강수 발생시간 관측 특성 및 에어로졸-강수 연관성 분석   KCI

    은승희 (강릉원주대학교 대기환경과학과 ) , 장문정 (강릉원주대학교 대기환경과학과 ) , 박성민 (강릉원주대학교 대기환경과학과 ) , 김병곤 (강릉원주대학교 대기환경과학과 ) , 박진수 (국립환경과학원 기후대기연구부 ) , 김정수 (국립환경과학원 기후대기연구부 ) , 박일수 (한국외국어대학교 한.중남미 녹색융합센터)
    대기 = Atmosphere v.28 no.2 ,pp. 175 - 185 , 2018 , 1598-3560 ,

    초록

    Characteristics of precipitation response to enhanced aerosols have been investigated during the severe haze events observed in Korea for 2011 to 2016. All 6-years haze events are classified into long-range transported haze (LH: 31%), urban haze (UH: 28%), and yellow sand (YS: 18%) in order. Long-range transported one is mainly discussed in this study. Interestingly, both LH (68%) and YS (87%) appear to be more frequently accompanied with precipitation than UH (48%). We also found out the different timing of precipitation for LH and YS, respectively. The variations of precipitation frequency for the LH event tend to coincide with aerosol variations specifically in terms of temporal covariation, which is in contrast with YS. Increased aerosol loadings following precipitation for the YS event seems to be primarily controlled by large scale synoptic forcing. Meanwhile, aerosols for the LH event may be closely associated with precipitation longevity through changes in cloud microphysics such that enhanced aerosols can increase smaller cloud droplets and further extend light precipitation at weaker rate. Notably, precipitation persisted longer than operational weather forecast not considering detailed aerosol-cloud interactions, but the timescale was limited within a day. This result demonstrates active interactions between aerosols and meteorology such as probable modifications of cloud microphysics and precipitation, synoptic-induced dust transport, and precipitation-scavenging in Korea. Understanding of aerosol potential effect on precipitation will contribute to improving the performance of numerical weather model especially in terms of precipitation timing and location.

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  7. [국내논문]   뇌전을 동반한 영동지역 대설 사례연구   KCI

    김해민 (국립기상과학원 관측예보연구과 재해기상연구센터 ) , 정승필 (국립기상과학원 관측예보연구과 재해기상연구센터 ) , 인소라 (국립기상과학원 관측예보연구과 재해기상연구센터 ) , 최병철 (국립기상과학원 관측예보연구과 재해기상연구센터)
    대기 = Atmosphere v.28 no.2 ,pp. 187 - 200 , 2018 , 1598-3560 ,

    초록

    The heavy snowfall phenomenon with thunder and lightning occurred in Yeongdong coastal region on 20 January 2017. Amount of snow on that day was a maximum of 47 cm and was concentrated in a short time (2 hours) at the Yeongdong coastal area. The mechanism of thundersnow was investigated to describe in detail using observational data and numerical simulation (Weather Research and Forecast, WRF) applied lightning option. The results show that a convective cloud occurred at the Yeongdong coastal area. The east wind flow was generated and the pressure gradient force was maximized by the rapidly developed cyclone. The cold and dry air in the upper atmosphere has descended (so called tropopause folding) atmospheric lower layer at precipitation peak time (1200 LST). In addition, latent heat in the lower atmosphere layer and warm sea surface temperature caused thermal instability. The convective cloud caused by the strong thermal instability was developed up to 6 km at that time. And the backdoor cold front was determined by the change characteristics of meteorological elements and shear line in the east sea. Instability indexes such as Total totals Index (TT) and Lightning Potential Index (LPI) are also confirmed as one of good predictability indicates for the explosive precipitation of convective rainfall.

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  8. [국내논문]   차세대 정지궤도 기상위성관측의 편익과 활용 확대 방안: GOES-16에서 얻은 교훈   KCI

    김지영 (기상청 국가기상위성센터 ) , 장근일 (기상청 국가기상위성센터)
    대기 = Atmosphere v.28 no.2 ,pp. 201 - 209 , 2018 , 1598-3560 ,

    초록

    Benefits of the next generation geostationary meteorological satellite observation (e.g., GEO-KOMPSAT-2A) are qualitatively and comprehensively described and discussed. Main beneficial phenomena for application can be listed as tropical cyclones (typhoon), high impact weather (heavy rainfall, lightning, and hail), ocean, air pollution (particulate matter), forest fire, fog, aircraft icing, volcanic eruption, and space weather. The next generation satellites with highly enhanced spatial and temporal resolution images, expanding channels, and basic and additional products are expected to create the new valuable benefits, including the contribution to the reduction of socioeconomic losses due to weather-related disasters. In particular, the new satellite observations are readily applicable to early warning and very-short time forecast application of hazardous weather phenomena, global climate change monitoring and adaptation, improvement of numerical weather forecast skill, and technical improvement of space weather monitoring and forecast. Several policy plans for expanding the application of the next generation satellite data are suggested.

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  9. [국내논문]   구름방울 활성화 과정 모수화 방법에 따른 구름 형성의 민감도 실험   KCI

    김아현 (연세대학교 대기과학과 ) , 염성수 (연세대학교 대기과학과 ) , 장동영 (연세대학교 대기과학과)
    대기 = Atmosphere v.28 no.2 ,pp. 211 - 222 , 2018 , 1598-3560 ,

    초록

    Cloud droplet activation process is well described by $K{\ddot{o}}hler$ theory and several parameterizations based on $K{\ddot{o}}hler$ theory are used in a wide range of models to represent this process. Here, we test the two different method of calculating the solute effect in the $K{\ddot{o}}hler$ equation, i.e., osmotic coefficient method (OSM) and ${\kappa}-K{\ddot{o}}hler$ method (KK). To do that, each method is implemented in the cloud droplet activation parameterization module of WRF-CHEM (Weather Research and Forecasting model coupled with Chemistry) model. It is assumed that aerosols are composed of five major components (i.e., sulfate, organic matter, black carbon, mineral dust, and sea salt). Both methods calculate similar representative hygroscopicity parameter values of 0.2~0.3 over the land, and 0.6~0.7 over the ocean, which are close to estimated values in previous studies. Simulated precipitation, and meteorological variables (i.e., specific heat and temperature) show good agreement with reanalysis. Spatial patterns of precipitation and liquid water path from model results and satellite data show similarity in general, but on regional scale spatial patterns and intensity show some discrepancy. However, meteorological variables, precipitation, and liquid water path do not show significant differences between OSM and KK simulations. So we suggest that the relatively simple KK method can be a good alternative to the OSM method that requires various information of density, molecular weight and dissociation number of each individual species in calculating the solute effect.

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  10. [국내논문]   기상청 전지구 수치예보모델을 이용한 전지구 한국형 항공난류 예측시스템(G-KTG) 개발   KCI

    이단비 (연세대학교 대기과학과 ) , 전혜영 (연세대학교 대기과학과)
    대기 = Atmosphere v.28 no.2 ,pp. 223 - 232 , 2018 , 1598-3560 ,

    초록

    The Global-Korean aviation Turbulence Guidance (G-KTG) system is developed using the operational Global Data Assimilation and Prediction System of Korea Meteorological Administration with 17-km horizontal grid spacing. The G-KTG system provides an integrated solution of various clear-air turbulence (CAT) diagnostics and mountain-wave induced turbulence (MWT) diagnostics for low [below 10 kft (3.05 km)], middle [10 kft (3.05 km) - 20 kft (6.10 km)], and upper [20 kft (6.10 km) - 50 kft (15.24 km)] levels. Individual CAT and MWT diagnostics in the G-KTG are converted to a 1/3 power of energy dissipation rate (EDR). 12-h forecast of the G-KTG is evaluated using 6-month period (2016.06~2016.11) of in-situ EDR observation data. The forecast skill is calculated by area under curve (AUC) where the curve is drawn by pairs of probabilities of detection of "yes" for moderate-or-greater-level turbulence events and "no" for null-level turbulence events. The AUCs of G-KTG for the upper, middle, and lower levels are 0.79, 0.69, and 0.63, respectively. Comparison of the upper-level G-KTG with the regional-KTG in East Asia reveals that the forecast skill of the G-KTG (AUC = 0.77) is similar to that of the regional-KTG (AUC = 0.79) using the Regional Data Assimilation and Prediction System with 12-km horizontal grid spacing.

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