다중분석에서 기상요소의 동역학기작에 관한 연구

Abstract

한반도의 복잡한 지형에서 기상요소들의 지역 및 지형에 따른 동역학적 거동의 특성과 변동성을 살펴보기 위해 안동 및 평창지역, 그리고 낙동강 유역에서 임의의 연구지역(안동: 63*63격자, 평창: 51*51격자, 낙동강유역: 81*81격자)을 설정한 후 그 지역의 5년 동안 여름철 강수량, 최대풍속에 대해 멀티프랙탈 탈경향 변동분석을 실시하였다. 분석을 위한 보다 많은 지점의 시계열 자료를 확보하기 위해 각 지역의 연구지역 내 관측되고 있는 기상청 AWS지점들의 자료를 기반으로 크리깅 기법을 이용하여 각 지역마다 1 km 간격의 관측되고 있지 않은 지점들(안동: 3,969개, 평창: 2,601개, 낙동강유역: 6,561개)의 시계열 자료를 생성한 후 멀티프랙탈 탈경향 변동분석을 실시하였다. 분석결과, 안동지역과 평창지역의 강수량에 대해서는 연강수량이 많은 지역으로 여름철에도 강수량이 많은 지역에서 멀티프랙탈 세기 Δα가 강하게 나타났고, 낙동강 유역에서는 연강수량은 적지만 여름철에 강수가 집중되는 지역에 멀티프랙탈 세기 Δα가 강하게 나타났다. 멀티프랙탈 세기 Δα가 강하다는 것은 특이성 스펙트럼의 폭이 크다는 의미이기 때문에 변동성이 크다고 할 수 있다. 평창지역의 최대풍속은 동해안지역과 태백산맥 산악지역에서 멀티프랙탈 세기 Δα가 강하게 나타났으며, 이러한 이류로 해안지역의 경우 해륙풍의 영향으로 풍속의 변화가 크고, 산악지역은 지형에 따른 산곡풍의 영향으로 풍속의 변화가 크게 나타나는 것으로 판단된다. 이와 같은 결과들은 신규 기상관측지점 설치 시 유용한 근거자료가 될 것으로 생각되며, 기존의 신규 관측지점 설치 방법으로 사용된 표준편차에 의한 방법과 비교해보았다. 비교 결과, 세 지역의 강우량에 대해서는 표준편차가 큰 지점과 멀티프랙탈 세기 Δα가 큰 지점이 차이나 났으나, 평창지역의 최대풍속에서는 두 방법의 결과가 유사한 지역에 나타났다. 향후, 본 연구에 네트워크 이론을 추가하여 관측되고 있지 않은 지점들의 연결성을 살펴볼 생각이다. 네트워크 이론의 허브(hub)와 멀티프랙탈 세기 Δα가 큰 지점, 그리고 표준편차가 큰 지점이 동일하다면, 그 지점이 최적의 신규 기상관측지점 설치 장소가 될 것으로 사료된다.