The Influence of Sea Surface Temperature on Mesoscale Convective System over the Yellow Sea, Korea

Abstract

한반도 주변의 해역은 대기와 열교환을 통해 대기안정도에 영향을 미치며 대류시스템 발달과 연관이 있다. 본 연구에서는 한반도 주변의 해수면 온도 분포가 해양에서 발생된 중규모 대류시스템에 미치는 영향을 관측자료와 수치모델 수행을 통해 분석하였다. 한반도 주변 해역과 중규모 대류시스템과의 상관성을 살펴보기 위하여, 2008-2018년의 기간동안 해양에서 발생한 중규모 대류시스템 사례를 분류하고 해수면 온도 분포 특성을 살펴보았다. 분석 결과, 중규모 대류시스템이 meso-β규모의 선형이고, 해수면 온도분포가 국지적으로 28°C 이상의 온도장이 존재할 때 대기 하층의 수렴이 강화되어 대류 발달에 영향을 주었다. 중규모 대류시스템과 한반도 주변의 해수면 온도 영향에 관한 상세한 분석을 위하여 서해안에서 발생한 중규모 대류시스템의 구조와 특성, 발생 기작을 분석하였다. 분석을 위해 선정된 사례는 2012년 8월 13일 군산에서 12시간 동안 431.5 mm의 강수량을 기록하였고, 시간당 100 mm h-1 이상의 강우강도가 약 3시간 동안 (0100-0400 LST) 나타났다. 이로 인해 군산지역은 산사태, 침수가 야기되었으며, 시간당 강우강도는 군산지역 관측 이래 가장 높은 극값을 기록하였다. 종관 규모 및 중규모적 특징은 한반도 남동쪽으로 북태평양 아열대 고기압 북서쪽 가장자리의 남서 기류와 한반도에 위치한 저기압으로 인해 중국 동남쪽에서부터의 난기와 습기가 다량으로 서해안 지역에 유입되어 대류 불안정을 유발하였다. 또한, 레이더분석에서 중규모 대류시스템은 meso-β규모의 대류 셀 내에 meso-α 규모의 대류셀이 분포함으로써 다중 규모의 대류시스템의 형태를 보였고, 대류 셀이 지속해서 같은 지역을 통과하여 집중호우를 유발하는 Echo Training/Back-Building(BB) 형태가 나타났다. 중규모대류시스템이 발달하였을 때, 서해의 평균해수면 온도장은 평년보다 약 1°C 이상 높았고 국지적으로 28°C 이상의 영역이 존재하였다. 해양에서 발생한 중규모 모델의 예측 가능성 및 발달 메커니즘에 대한 상세한 분석을 위하여, 본 연구에서는 나고야 대학에서 개발한 고해상도 구름모델(Cloud Resolving Storm Simulator, CReSS)를 이용하여 수평해상도 2 km로 모델을 수행하였다. 수치모의 검증을 위하여 관측자료와 비교·분석한 결과, 해양에서 내륙까지 선형의 대류시스템을 매우 유사하게 모의하였으며, 특히 군산 지역에 최대 434.3 mm로 우량계에서 관측된 431.5 mm 와 유사하게 모의 되었다. 수치모의 분석결과, 국지적으로 높은 해수면 온도는 다량의 잠열을 방출하고 하층 수렴을 강화시켰으며, 강화된 대류시스템은 내륙에 집중호우를 유발하였다. 본 연구를 통해 서해상에서 발생되는 국지적으로 높은 해수면 온도는 중규모 대류시스템의 발달 및 집중호우 발생에 크게 영향을 미치는 요소로 나타났다.