Effect of Wind Stress on Development of Precipitation System in the Korean Coastal Region

Abstract

한반도 중서부해안에서 발생되는 대류시스템들은 하층 지면분포의 영향을 받아 연안지역에 국지적인 강수(coastal precipitation)를 발생시킬 수 있으며, 홍수와 같은 자연재해를 유발할 충분한 잠재성을 가지고 있다. 본 연구에서는 연안지역 바람응력이 대류에 영향을 미치게 되는 과정을 관측과 모델수행을 통해 밝히고, 연안지역에 지속적인 강수발달을 초래하는 중요 요소들을 분석하였다. 선별된 사례들은 연안 내륙지역에서 강수계의 발달이 일어난 사례들이며, 각 사례들에 대한 관측자료 분석을 통해 지면분포에 의한 강수발달 유효성을 나타내었다. 복잡한 대기-해양-지면 간의 상호작용을 분석하기 위해 수행된 수치모의 실험 결과는 관측으로부터 나타난 특징들과 일치하였으며, 분석을 통해 드러난 중요한 요소들은 민감도 실험과 이상화 실험을 통해서 검증되었다. 분석에 사용된 강수사례들은 모두 해안에서 내륙으로 유입될 때 지면의 불연속 과정을 겪었으며 하층바람의 감속으로 연안지역주변에 수렴역을 형성하였다. 2011년 7월 26일과 2016년 7월 29일에 발생한 강수계는 거칠기 변화 및 구름물리과정 (하강류 및 내륙의 강한 지면냉각)이 연안지역의 수렴역을 강화하고 지속시킨 원인 이였으며, 2016년 8월 31일 발생한 강수계는 지면주변에서 발생한 응력의 수직적 이동(거칠기 변화)만이 연안지역 강수발달의 주된 원인이 되었다. 세 사례 모두 내륙의 연직속도와 난류운동에너지가 해양지역보다 높게 나타났으며, 온위의 섭동은 낮게 나타났다. 내륙으로 유입되는 대기는 공통적으로 하층의 강한 연직시어를 가지는 특징을 보였으며, 지면마찰과 하강류로 인해 강해진 연직시어는 연안지역에서부터 모의된 난류운동에너지에 영향을 미친 것으로 나타났다. 해수면 온도와 비열차이에 따른 영향은 일출 후에 발생하였지만, 예단 변수의 변화에 영향을 적게 미치는 것으로 나타났다. 이상화 실험 결과로부터 지면 거칠기의 불연속적인 변화가 연안지역에서의 대류발달에 충분히 영향을 미칠 수 있음을 밝혔으며, 지속적인 발달을 위해선 내륙 하층의 증발냉각 과정이 필수적인 것으로 분석되었다. 관측과 수치모의 실험의 결과는 한반도 중서부 연안지역의 지면 불연속에서부터 발생한 에너지가 대류발달에 충분히 기여할 수 있음이 밝혀졌으며, SCF 분석을 통해 연안지역의 대류발달 메커니즘이 수치화 가능한 것으로 나타났다. 본 연구는 한반도 중서부 연안지역에 발생되는 강수에 대한 이해를 높이며, 강수발달 이론에 좋은 참고 사례로 활용될 수 있을 것이라 생각된다.