The characteristics of drop size distribution in relation to the precipitation system around Mt. Halla, Jeju in summer, 2012

Abstract

장마철 제주도 한라산을 통과하는 강수시스템 내의 강우 입자 분포 특성을 알아보기 위하여 2012년 7월 1일부터 7월 4일 동안 파시벨에서 관측된 강수입자의 직경별 수농도 자료, S밴드 도플러 레이더 자료, 고층관측 자료를 이용하여 세 강수 사례별 종관환경, 3차원 강수 시스템구조 및 한라산 고도별 강우입자 분포 특성을 분석하였다. 지형성 강수시스템 사례는 다음과 같다; 사례 1: 제주 서쪽 해상에서부터 동진하며 한라산 서쪽 사면을 통과하는 층상형 강수시스템, 사례 2: 제주 서쪽 해상에서부터 동진하며 한라산 서쪽 사면을 통과하는 대류역을 포함한 층상형 강수시스템, 사례 3: 제주 남서쪽 해상에서부터 북동진하며 한라산 사면을 통과하는 고립된 대류형 강수시스템. 고층관측 및 3차원 레이더 반사도 자료 분석 결과, 세 사례 모두 상승응결고도가 약 100 m 로써 상대적으로 낮은 고도에 위치하고 있었다. 사례 1과 2의 경우 하층에는 9.3 m s-1의 서풍이 관측되었고, 상대습도는 80 %였고, 프루드 수가 0.4였다. 사례 3의 경우 하층에는 4.7 m s-1의 남서풍이 관측되었고, 상대습도는 94 %였으며 프루드 수가 0.2로서 사례 1과 2에 비해 낮은 값으로 나타났다. 3차원 레이더 반사도 자료 분석 결과, 사례 1의 경우, 강수시스템이 한라산 서쪽 산사면을 지나갈 때 한라산 중턱 지점에서 강수시스템 내 33 dBZ 이상의 비교적 높은 반사도가 차지하는 영역의 면적이 넓어지면서 발달하였다. 사례 2의 경우, 강수시스템이 한라산 서쪽 산사면을 지나갈 때 제주도 서쪽 연안과 한라산 중턱 사이에서 강수시스템 내 36 dBZ 이상의 비교적 높은 반사도 영역(대류영역)의 면적이 넓어지고 대류영역의 반사도 고도가 높아졌다. 사례 3의 경우, 강수시스템이 한라산 서쪽 산사면을 지나면서 제주도 서쪽 연안과 한라산 중턱 사이에서 강수시스템 내 대류영역이 발달하였다. 발달한 강수시스템이 한라산 정상을 통과한 후 동쪽 산사면을 지나면서 강수시스템 내 대류 영역의 면적이 넓어지고 반사도 고도가 높아지는 것이 관측되었다. 산사면 위에 고도별로 설치한 파시벨에서 수집된 강우입자 직경별 수농도 분포 분석 결과, 사례 1의 경우, 한라산 중턱지점에서는 4.5 mm 이상의 큰 강우입자가 관측되었고, 강수시스템이 발달한 산 정상 부근에서 중간 직경 강우입자(1〈 D ≤ 3 mm)의 수농도가 다른 지점의 수농도보다 높게 나타났다. 사례 2의 경우, 제주도 서쪽 산사면의 모든 지점에서 중간 직경의 강우입자 수농도가 유사하게 나타났지만, 산 정상 부근에서 큰 강우입자가 많이 관측되었다. 이는, 장마철 하층대기에 존재하는 다량의 수증기가 한라산의 비교적 완만한 서쪽 산사면 위로 공급되어 (프루드 수: 0.4) 강우 입자의 생성과 성장에 영향을 준 것으로 보인다. 사례 3의 경우, 대류가 발달한 제주도 서쪽 산사면 중턱에서 작은 직경 강우입자의 수농도가 높게 관측되었으며, 중간 직경 강우입자의 수농도가 서쪽 연안 부근에 비해 높게 나타났다. 이는 산사면 위로 하층의 습윤하고 따뜻한 다량의 수증기가 유입되어 작은 강우 입자가 성장한 것으로 사료된다. 한편, 강수시스템이 한라산 동쪽 사면에 위치한 경우, 산 중턱에서 작은 강우입자의 수농도가 상대적으로 높게 나왔으며, 액체수함량과 최대반사도 또한 높게 관측되었다. 이는 제주 남서해상으로부터 불어오는 습윤하고 따뜻한 수증기가 완만한 남동사면으로 유입되면서(프루드 수: 0.2), 고도 2 km 이하에서 작은 강우 입자의 생성과 성장에 영향을 준 것으로 사료된다. 이상의 지형성 강수의 강수입자 분석결과, 비교적 완만한 한라산 서쪽 산사면 위로 해상에서의 습윤하고 따뜻한 다량의 수증기가 유입되어 대류응결고도(LCL) 위로 상승하게 되면서 고도 2km 이하의 강수시스템 내 작은 직경의 강수입자의 성장으로 강수시스템이 발달한 것으로 사료된다. 또한 제주 동쪽사면을 지나는 프루드 수가 0.2로 낮은 환경에서의 강수는 완만한 한라산 남동사면 위로 제주 남동 해안으로부터의 다량의 수증기 공급이 하층의 강수입자 성장, 발달에 영향을 미친 것으로 나타났다.