A case study on microphysical characteristics of precipitation in TC outer band and eyewall

Abstract

2019년 10월 2일 하반도 남부 지역에 상륙한 MITAG (T1)과 2020년 9월 3일 상륙한 MAYSAK (T2) 두 개의 태풍 사례에서 outer band와 eyewall에 대한 미세물리 특성을 알아보기 위해 창원 지점에 설치된 ASOS 및 PARSIVEL2 광학 우적계와 PSN 레이더를 사용하여 outer band와 eyewall 특성을 알아보았다. Outer band와 eyewall의 이중편파 변수의 연직 분포 분석 결과, T1과 T2 사례의 ML (Melting Layer) 하층에서 고도가 낮아짐에 따라 액체 입자 강수의 활발한 미세물리 과정으로 발생된 ZDR 과 KDP의 증가가 관측되었고, ML 부근에서 약한 ZH 증가, 뚜렷한 ZDR 증가와 급격한 ρhv 감소가 나타났다. ML 상층의 경우 T1 사례에서는 고도가 상승함에 따라 ZH, ZDR과 KDP가 감소하여 얼음 입자에 대한 특성이 비교적 약하게 나타났으나, T2 사례에서는 ML 특성이 유지되고, KDP가 증가하는 경향을 통해 두 사례의 미세물리적 차이를 확인하였다. 강수 입자 크기를 작은 입자 (D ≤ 2 mm), 중간 입자 (2 < D < 4 mm), 큰 입자 (D ≥ 4 mm)로 나누었을 때, 태풍의 outer band에 위치하여 비교적 약한 풍속(3.79 ms-1)이 나타난 T1 사례는 강수 입자 직경 증가에 대한 평균 낙하 속도의 증가가 크게 나타났으나 표준편차는 비교적 작았다. 입자 크기별 낙하속도의 특성에 따라 높은 Weber number가 발생하여 중간 입자 및 큰 입자의 깨짐 비율이 높은 것으로 추정되고, 깨짐으로 인해 작은 입자가 많이 발생하게 됨에 따라, 낮은 Dm (2.16 mm)과 높은 log10Nw (3.67 mm-1 m-3)가 나타났다. 태풍의 eyewall에 위치하여 상대적으로 강한 풍속(11.75 m s-1)을 기록한 T2 사례는 강수 입자 크기에 대한 평균 낙하 속도의 차이는 작았으나, 같은 크기의 입자에 대한 표준편차는 크게 나타났다. 비교적 낮은 Weber number를 보이며 중간 입자 및 큰 입자에 병합되는 비율이 높게 추정되어, 작은 입자 수가 적어짐에 따라 높은 Dm (2.53 mm)과 낮은 log10Nw (3.03 mm-1 m-3)를 보였다.