Characteristics of winter precipitation distribution in relation with wind systems in Jeju, Korea

Abstract

2009년부터 2016년까지 겨울철(12월, 1월, 2월) 장기간 관측 자료를 이용하여 32개 하층 바람 (풍향 8 방위, 풍속 4 계급) 카테고리별로 제주도에서 나타나는 지역적 강수분포 특성을 분석하였다. 제주도에 설치된 33개 지점의 우량계, 2대의 S-band 도플러 레이더와 MSM-GPV 중규모 모델 자료를 사용하였다. AWS (Automated Weather System)로부터 0.5 m s^(-1) 이상 기록된 강수시간 (총 4970 시간)을 추출하고, 강수시간에 해당하는 고산과 성산 레이더 자료를 합성 CAPPI (Constant Altitude Plan Position Indicator) 자료로 (총 29,016개) 생성하였다. MSM-GPV 자료의 U, V 바람 성분을 이용하여 제주도로 유입되는 대표적인 환경 바람을 선정하였다. CAPPI 자료는 계산된 풍향, 풍속에 따라 32개 바람 카테고리로 분류하고 시간-누적 평균한 후, Z-R 관계식을 이용하여 강수강도로 환산하였다. 겨울철 제주도에서 강수 발생빈도는 북풍 계열의 바람 (북서풍, 북풍, 북동풍)일 때 74.5%, 남풍 계열의 바람 (남서풍, 남풍, 남동풍)일 때 14.0%로 확인되었다. 북풍 계열의 바람에서 강수 발생빈도가 높았으나 남풍 계열의 바람에서 높고 뚜렷한 지역적 강수분포가 확인되었다. 북서풍 Class 3 (비교적 강한 바람; 10 m s^(-1)≤풍속<20 m s^(-1)), Class 4 (강한 바람; 풍속≥20 m s^(-1)) 환경에서 Fr 수 (Froude number; 프루드 수)가 1.0 이상으로 제주도를 넘어가는 바람이 우세하였다. 이에 따라 북서쪽 해상에서 형성된 강수시스템이 제주도 풍상측에서 수렴역과 활승바람 (upslope flow)에 의해 강수 증대가 발생하였다. 남서풍 Class 2 (비교적 약한 바람; 5 m s^(-1)≤풍속<10 m s^(-1)), Class 4 환경에서는 제주도 남쪽 수렴역에 의해 강수시스템이 형성되었다. Class 2 에서 Fr 수는 0.36으로 제주도를 우회하는 바람이 우세한 환경이었으며, 강수분포가 지역적으로 다르게 나타났다. Class 4 에서는 Fr 수가 0.74로 제주도를 넘어가거나 우회하는 바람이 함께 존재하는 환경이었으며, 활승바람에 의해 풍상측 사면에서 강수 증대가 발생하였다. 남풍 Class 2, Class 4 환경에서도 제주도 남쪽에 수렴역이 나타나지만 Class 2 에서는 낮은 Fr 수에 따라 동쪽으로 우회하는 바람과 함께 산 정상과 고도 250 m 이상의 동남동쪽 사면에서 높은 강수강도 분포가 나타났다. Class 4 환경에서는 남쪽 해상에서 이미 형성된 강수시스템이 제주도 남쪽 수렴역에 의해 발달하였고, 0.87인 Fr 수와 활승바람에 의해 풍상측에서 높은 강수강도가 나타났다. 본 연구를 통하여 겨울철 제주도로 유입되는 하층 바람 (925 – 850 hPa)의 풍향과 풍속에 따라 나타나는 강수분포의 위치와 강도가 다르게 나타났으며, 풍속이 강할수록 풍상측 사면으로 높은 강수강도 분포가 나타나는 경향을 확인하였다.