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보고서 상세정보

동해 연안지역 파랑의 비교관측 및 해상기상특성 연구
A Comparative Observation for the Wave recorders and the research on the Marine Meterological character in the coast of the East Sea

  • 주관연구기관

    부산지방기상청
    Busan Regional Meteorological Office

  • 연구책임자

    박원우

  • 참여연구자

    조천호   박성홍   이광주   박인태   김정식   이승령   예지연   변동철   남진우   박영철   정성홍   ...  

  • 보고서유형

    최종보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2009-10

  • 주관부처

    기상청

  • 사업 관리 기관

    국립기상연구소

  • 등록번호

    TRKO201000012266

  • DB 구축일자

    2013-04-18

  • 초록 


    ...


    우리나라는 삼면이 바다로 둘러 쌓여있고, 편서풍대에 위치하면서 해양기상관측망 확보 및 해양기상정보의 활용은 기상업무에 있어서 매우 중요하다. 특히, 대기와 해양의 상호 작용에 관한 연구 분야가 대두되면서 그 중요성은 커지고 있으며,...

    우리나라는 삼면이 바다로 둘러 쌓여있고, 편서풍대에 위치하면서 해양기상관측망 확보 및 해양기상정보의 활용은 기상업무에 있어서 매우 중요하다. 특히, 대기와 해양의 상호 작용에 관한 연구 분야가 대두되면서 그 중요성은 커지고 있으며, 해양기상정보의 수요도 증가함에 따라 해양기상관측자료의 확충이 필요한 실정이다.
    기상청에서는 해양기상관측 부이, 해양기상관측 등표, 해양기상관측선 기상2000호와 서해종합해양기상관측기지를 구축하여 해양기상관측 자료의 확보하고 있으며, 2008년 10월 동해남부먼바다에 포항 부이, 동해중부 거진앞바다에 레이더식 파랑계를 새로 설치하여 운영하면서 동해상의 해상기상을 관측하여 예 특보 운영에 객관적인 자료를 제공하고 있다.
    본 연구에서는 이 포항 부이와 거진 레이더식 파랑계에서 관측되는 자료의 검증차원에서 기상2000호를 이용한 선박식 파고계의 관측 자료와 부이식 파고계(wave rider) 관측 자료, 왕돌초 조위 관측소의 파고 자료 등과의 비교 관측을 수행하였다. 그리고 마지막으로 동해남부해상의 고파 현상 및 2차 너울이 발생할 때의 기상학적 특성을 분석하고자 유의 파고가 3m 이상이면서 풍랑주의보가 발표된 날을 조사하여 사례별로 분류하여 분석하였다.
    따라서 본 연구를 통해서 관측자료 비교검증을 통한 포항 부이와 거진 레이더식 파랑계 관측자료의 신뢰성 확보와 사례 분석을 통하여 유사 패턴이 발생시 고파 현상 및 너울 예측에 도움이 될 것으로 생각된다. 또한, 동해남부해상 중 포항앞바다와 거진앞바다의 기상예보 특보 업무 운영의 효율성 및 객관성을 도모하고, 위험기상 조기 감시 예측을 통한 각종 해난사고 경감 및 해양종사자들의 편익 증진에 기여할 것으로 기대된다.


  • 목차(Contents) 

    1. 제 1 장 서론 ... 12
    2. 제 1 절 연구 개발의 필요성 ... 12
    3. 제 2 절 관측 자료 및 방법 ... 13
    4. 제 2 장 포항 부이(Buoy) 관측 환경 ... 15
    5. 제 1 절 부이의 일반사항 ... 15
    6. 1. 부이 장비 구성 ... 15...
    1. 제 1 장 서론 ... 12
    2. 제 1 절 연구 개발의 필요성 ... 12
    3. 제 2 절 관측 자료 및 방법 ... 13
    4. 제 2 장 포항 부이(Buoy) 관측 환경 ... 15
    5. 제 1 절 부이의 일반사항 ... 15
    6. 1. 부이 장비 구성 ... 15
    7. 2. 부이에 탑재된 관측 장비 ... 21
    8. 제 2 절 포항부이 현황 및 주변 환경 ... 24
    9. 제 3 장 포항 부이(Buoy) 비교 관측 ... 27
    10. 제 1 절 선박식 파고계 비교 관측 ... 27
    11. 1. 기상2000호 비교 관측 결과 ... 27
    12. 제 2 절 왕돌초 조위 관측소 비교 관측 ... 29
    13. 1. 왕돌초 조위 관측소 비교 관측 결과 ... 29
    14. 제 3 절 부이식 파고계 비교 관측 ... 31
    15. 1. wave rider 비교 관측 결과 ... 31
    16. 제 4 장 거진 레이더식 파랑계 비교 관측 ... 33
    17. 제 1 절 레이더식 파랑계(Wave Radar SM-050) ... 33
    18. 1. 브래그 산란(Bragg Scattering) ... 34
    19. 2. 도플러 효과 ... 34
    20. 3. Two Scale Model ... 35
    21. 4. 파의 상호 작용(Wave-wave Interaction) ... 35
    22. 5. 레이더 에코 변조(Radar Echo Modulation) ... 35
    23. 6. 파(Wave)의 측정 ... 35
    24. 제 2 절 레이더식 파랑계의 Wave spectrum 측정 원리 ... 36
    25. 1. Wave spectrum 측정 방법 ... 36
    26. 2. 파랑 자료 처리 ... 38
    27. 3. 레이더식 파랑계 제원 ... 40
    28. 제 3 절 부이식 파고계(Waverider SG) ... 41
    29. 제 4 절 레이더식 파랑계와 부이식 파고계의 유의파고 비교 ... 43
    30. 1. 분석 자료 ... 43
    31. 2. 분석자료 중 평균유의파고 비교 ... 43
    32. (1) 레이더식 파랑계와 부이식 파고계의 편차 분석 ... 44
    33. (2) 풍속과 편차관계 분석 ... 44
    34. (3) 유의파고와 파향 관계 분석 ... 45
    35. 제 5 절 레이더식 파랑계와 부이식 파고계의 최대파고 비교 ... 46
    36. 1. 분석 자료 ... 46
    37. 2. 분석자료 중 최대파고 비교 ... 46
    38. (1) 레이더식 파랑계와 부이식 파고계의 최대파고 경향 ... 47
    39. 제 6 절 레이더식 파랑계의 유의파고와 최대파고의 상관관계 분석 ... 48
    40. 1. 분석 자료 ... 48
    41. 제 7 절 풍랑주의보 발효 시 레이더식 파랑계 파고 경향 ... 49
    42. 1. 분석 자료 ... 49
    43. 2. 레이더식 파랑계 관측자료를 이용한 풍랑주의보 검증 ... 49
    44. 제 8 절 풍랑주의보 발효 시 목측자료와 레이더식 파랑계 관측자료 비교 ... 50
    45. 1. 분석 자료 ... 50
    46. 제 5 장 동해상 기상 특성 ... 53
    47. 제 1 절 북동기류에 의한 고파사례 ... 53
    48. 1. 특보 발표 현황 및 실황 ... 53
    49. 2. 종관 및 국지 일기도 분석 ... 57
    50. 제 2 절 북서기류에 의한 고파사례 1 ... 60
    51. 1. 특보 발표 현황 및 실황 ... 60
    52. 2. 종관 및 국지 일기도 분석 ... 63
    53. 제 3 절 북서기류에 의한 고파사례 2 ... 67
    54. 1. 특보 발표 현황 및 실황 ... 67
    55. 2. 종관 및 국지일기도 분석 ... 70
    56. 제 4 절 남서기류에 의한 고파사례 ... 73
    57. 1. 특보 발표 현황 및 실황 ... 73
    58. 2. 종관 및 국지일기도 분석 ... 77
    59. 제 5 절 2차 너울에 의한 특이사례 ... 80
    60. 1. 특보 발표 현황 및 실황 ... 80
    61. 2. 종관 및 국지일기도 분석 ... 84
    62. 제 6 장 요약 및 결론 ... 89
    63. 참고문헌 ... 92
    64. 그림목차 ... 0
    65. 그림 2.1.1 포항 부이 위치 ... 15
    66. 그림 2.1.2 포항 부이 모식도 및 설치된 포항 부이 ... 16
    67. 그림 2.1.3 포항 부이 계류 모식도 ... 17
    68. 그림 2.1.4 포항 부이 계류 장치 Shackle & Swivel eye(좌), Anchor Chain(중), Anchor(우) ... 17
    69. 그림 2.1.5 부이 자료 수집 장치 (Data logger) ZENO-3200 ... 18
    70. 그림 2.1.6 설치되어 있는 Digital Compass(좌)와 FURUNO PG-500 ... 19
    71. 그림 2.1.7 위성통신기 Orbcomm ST2500 ... 19
    72. 그림 2.1.8 Buoy 상갑판 설치되어 있는 GPS Module(좌)와 GARMIN (GPS 17 HVS) (우) ... 20
    73. 그림 2.1.9 전원 공급 장치 ... 20
    74. 그림 2.1.10 부이에 설치된 풍향풍속계 위치(좌)와 풍향풍속계 Wind Sensor RM-05103 모습(우) ... 21
    75. 그림 2.1.11 차광통풍기 DTR503A(좌)와 온.습도센서 HMP-45A(우) ... 21
    76. 그림 2.1.12 자료 수집 장치 내부에 설치된 기압센서 모습(좌)과 기압센서 PTB220(우) ... 22
    77. 그림 2.1.13 Hull 하부에 설치된 수온센서(좌)와 수온센서 YSI44203 RTD(우) ... 22
    78. 그림 2.1.14 Hull 하부에 설치되어 있는 파고 센서 위치(좌)와 파고 센서(우) ... 23
    79. 그림 2.2.1 운영중인 부이 분포도 ... 24
    80. 그림 2.2.2 동해 해저지형도(좌)와 동해 해저지형의 3차원 지도(우) ... 25
    81. 그림 2.2.3 경북앞바다의 해저 지형 ... 26
    82. 그림 3.1.1 포항 부이와 기상2000호 유의파고 시계열 비교 ... 28
    83. 그림 3.2.1 왕돌초 조위 관측소 위치 및 전경 ... 29
    84. 그림 3.2.2 포항 부이와 왕돌초 조위 관측소 유의파고 시계열 (2008.12~2009.5) ... 30
    85. 그림 3.3.1 검.교정 부이 계류 모식도(좌)와 부이 설치 모습 ... 31
    86. 그림 3.3.2 포항 부이와 부이식 파고계(wave rider)의 유의파고 시계열 (2009.6.16~6.19) ... 32
    87. 그림 4.1.1 거진에 설치된 레이더식 파랑계(SM-050) ... 33
    88. 그림 4.1.2 거진 레이더식 파랑계의 파고관측 지점 ... 33
    89. 그림 4.1.3 레이더식 파랑계 관측 원리도 ... 34
    90. 그림 4.2.1 Wave Spectrum 측정 원리 ... 36
    91. 그림 4.2.2 파고와 도플러 스펙트럼의 관계 ... 37
    92. 그림 4.2.3 파랑자료 처리 개요 ... 39
    93. 그림 4.3.1 부이식 파고계(Waverider SG) ... 41
    94. 그림 4.3.2 부이식 파고계 센서 ... 41
    95. 그림 4.3.3 부이식 파고계 설치 ... 42
    96. 그림 4.3.4 레이더식 파랑계와 부이식 파고계 설치 위치 ... 42
    97. 그림 4.4.1 풍속과 편차(편차 0.2 초과) ... 44
    98. 그림 4.4.2 풍속과 편차(편차 0.2 이하) ... 44
    99. 그림 4.4.3 유의파고와 파향의 관계(3.26~27) ... 45
    100. 그림 4.4.4 유의파고와 파향의 관계(3.28~29) ... 45
    101. 그림 4.4.5 유의파고와 파향의 관계(3.30~4.1) ... 46
    102. 그림 4.5.1 레이더식 파랑계와 부이식 파고계의 최대파고 경향 비교(3.26~3.28) ... 47
    103. 그림 4.5.2 레이더식 파랑계와 부이식 파고계의 최대파고 경향 비교(3.29~4.1) ... 48
    104. 그림 4.6.1 최대파고와 유의파고의 상관관계 ... 48
    105. 그림 4.8.1 겨울철 풍랑주의보 발효 시 목측자료와 레이더식 파랑계 관측자료 ... 51
    106. 그림 4.8.2 봄철 풍랑주의보 발효 시 목측자료와 레이더식 파랑계 관측자료 ... 51
    107. 그림 4.8.3 속초기상대, 거진 레이더식 파랑계, 대진등대 위치도 ... 52
    108. 그림 5.1.1 포항 부이 유의파고 및 최대파고 시계열 (2009. 1. 30~2. 2) ... 53
    109. 그림 5.1.2 육상 및 해상의 풍향 변화 (2009. 1. 30~2. 1) ... 54
    110. 그림 5.1.3 AWS 바람벡터와 해상풍(QSCAT) 분포 (2009. 1. 30~2. 1) ... 55
    111. 그림 5.1.4 포항 부이와 왕돌초 조위 관측소 유의파고 시계열 (2009. 1. 30~2. 2) ... 56
    112. 그림 5.1.5 지상일기도 및 500hPa 고층일기도 (2009. 1. 30~2. 1) ... 58
    113. 그림 5.1.6 한반도 바람벡터 분석장 (2009. 1. 30~2. 1) ... 59
    114. 그림 5.2.1 포항 부이 유의파고 및 최대파고 시계열 (2008. 12. 21~12. 23) ... 60
    115. 그림 5.2.2 육상 및 해상의 풍향 변화 (2008. 12. 21~12. 22) ... 61
    116. 그림 5.2.3 AWS 바람벡터와 해상풍(QSCAT) 분포 (2008. 12. 21~12. 23) ... 62
    117. 그림 5.2.4 포항 부이와 왕돌초 조위 관측소 유의파고 시계열 (2008. 12. 21~12. 23) ... 63
    118. 그림 5.2.5 지상 일기도와 500hPa 고층일기도 (2008. 12. 21~12. 23) ... 65
    119. 그림 5.2.6 한반도 바람벡터 분석장 (2008. 12. 21~12. 23) ... 66
    120. 그림 5.3.1 포항 부이 유의파고 및 최대파고 시계열(2009. 1. 1~1. 2) ... 67
    121. 그림 5.3.2 육상 및 해상의 풍향 변화 (2009. 1. 1~1. 2) ... 68
    122. 그림 5.3.2 AWS 바람벡터와 해상풍(QSCAT) 분포 (2009. 1. 1~1. 2) ... 69
    123. 그림 5.3.3 지상 일기도와 500hPa 고층일기도 (2009. 1. 1~1. 2) ... 70
    124. 그림 5.3.4 북반구 500hPa 일기도 (2009. 1. 1~1. 2) ... 71
    125. 그림 5.3.5 한반도 바람벡터 분석장 (2009. 1. 1~1. 2) ... 72
    126. 그림 5.4.1 포항 부이 유의파고 및 최대파고 시계열(2009. 2. 13~2. 14) ... 73
    127. 그림 5.4.2 육상 및 해상의 풍향 변화 (2009. 2. 13~2. 14) ... 74
    128. 그림 5.4.3 AWS 바람벡터와 해상풍(QSCAT) 분포 (2009. 2. 13~2. 14) ... 75
    129. 그림 5.4.4 포항 부이와 왕돌초 조위 관측소 유의파고 시계열 (2009. 2. 13~2. 14) ... 76
    130. 그림 5.4.5 지상 일기도와 500hPa 고충일기도 (2009. 2. 13~2. 14) ... 78
    131. 그림 5.4.6 한반도 바람벡터 분석장 (2009. 2. 13~2. 14) ... 79
    132. 그림 5.5.1 포항 부이 유의파고 및 최대파고 시계열 (2009. 4. 26~4. 27) ... 80
    133. 그림 5.5.2 육상 및 해상의 풍향 변화 (2009. 4. 26~4. 27) ... 81
    134. 그림 5.5.3 AWS 바람벡터와 해상풍(QSCAT) 분포 (2009. 4. 25~4. 27) ... 82
    135. 그림 5.5.4 포항 부이와 왕돌초 조위 관측소 유의파고 시계열 (2009. 4. 25~4. 28) ... 83
    136. 그림 5.5.5 지상일기도 (2009. 4. 25~4. 27) ... 85
    137. 그림 5.5.6 500hPa,300hPa 고충 일기도 (2009. 4. 25.~4. 27) ... 86
    138. 그림 5.5.7 북반구 500hPa 일기도 (2009. 4. 25~4. 27) ... 87
    139. 그림 5.5.8 한반도 바람벡터 분석장 (2009. 4. 25~4. 27) ... 88
    140. 표목차 ... 0
    141. 표 1.2.1 비교관측 자료 및 세부내용 ... 14
    142. 표 2.1.1 포항 부이 규격 및 장비제원 ... 16
    143. 표 2.2.1 포항 부이 관측 요소별 측정 범위 ... 25
    144. 표 3.1.1 포항부이와 기상2000호 비교 관측 결과 ... 27
    145. 표 4.2.1 레이더식 파랑계 사양 ... 40
    146. 표 4.3.1 부이식 파고계 특징 및 사양 ... 41
    147. 표 4.4.1 레이더식 파랑계와 부이식 파고계의 데이터 수 ... 43
    148. 표 4.4.2 파고별 횟수(QC 후) ... 43
    149. 표 4.4.3 레이더식 파랑계와 부이식 파고계의 편차 ... 44
    150. 표 4.5.1 레이더식 파랑계와 부이식 파고계의 최대파고 관측 값 ... 47
    151. 표 4.5.2 레이더식 파랑계와 부이식 파고계의 최대파고별 횟수 ... 47
    152. 표 4.7.1 동해중부앞바다 풍랑주의보 발효 시 유의파고 자료 ... 49
    153. 표 4.7.2 동해중부앞바다 풍랑주의보 검증 ... 50
  • 참고문헌

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