양방향 둥지격자 기법을 활용한 한반도 여름철 강수 모의에서 수평해상도의 영향

Abstract

특정한 지역의 상세 기후정보를 생산하기 위해 사용하는 가장 보편적인 기술은 지역 기후모델을 이용하는 것이며 많은 연구자들이 지역기후 모델을 이용하여 한반도의 강수모의에 수평해상도가 미치는 영향에 대해 연구한 바 있다 (Lee at al. 2008, Sung et al. 2014, Kim et al. 2016). 그러나 이러한 방법은 추가적인 내삽과정을 필요로 하고 (Wu et al. 2004), 서로 다른 두 모델이 서로 다른 특성을 가지기 때문에 에러를 유발할 수 있음이 밝혀진 바 있다 (Leung et al. 2003). 위와 같은 에러는 고해상도 전지구 모델을 이용하거나, grid nesting 기법을 이용하는 등의 방법으로 피할 수 있으나, 고해상도의 전지구 모델을 이용하는 경우에는 전산자원 활용의 관점에서 다소 비현실적일 수 있다는 한계점이 있다.

본 연구에서 사용된 모델은 독일의 현업모델인 ICON 모델로서 비정역학 코어를 사용하며, 전 지구를 정20면체 격자로 표현한다. 또한 two-way nesting 기법을 적용할 수 있어 앞서 언급한 문제점을 피할 수 있는 장점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 ICON 모델에서 two-way nesting 기법을 활용하여 한반도 여름 몬순 강수를 전지구 40-km, 동아시아 10-km로 모의하고 수평해상도의 영향을 알아보았다. RMSE와 Pearson Correlation Coefficient, Student’s t-test, Contingency table 등이 모델 결과자료를 비교하기 위해 이용되었고, 그 결과에서 상세 도메인에서 지형효과에 의한 강수분포가 더 잘 나타남을 확인 할 수 있었다. 또한 two-way nesting을 적용하지 않은 실험과 비교했을 때, 모델 기후값에는 큰 차이가 없었으나 상세 도메인에서 전지구 도메인으로의 피드백 효과에 따라 two-way nesting을 적용한 실험에서 관측과의 오차가 줄어들며, 강수유무를 보다 잘 모의하는 것으로 나타났다.