도시지역에서 WRF 모델 모의 풍속 보정 방안 개발

Abstract

본 연구에서는 도시 지역 내 구조물의 영향을 중규모 모델 WRF 모의 풍속에 반영 할 수 있는 방안으로 건물 부피비를 이용하여 보정 계수를 개발 하였다. 대상지역으로 도시지역의 특성을 잘 반영할 수 있는 지역의 관측소 주변지역을 선택하여 WRF 모의 풍속과 AWS 관측 풍속을 비교하였다. 비교 결과, WRF 모의 풍속이 AWS 관측 풍속과 비교하여 다소 과대모의 되는 경향을 보였다. 도시지역의 구조물이 풍속 변화에 미치는 영향을 확인하기 위하여, GIS자료를 이용하여 대상지역의 현실적인 상세 지표 경계 입력 자료를 구축하고 16방위의 유입류를 고려한 CFD 수치모의를 실시하였다. CFD 수치모의 결과, 주변 건물에 의한 영향으로 유입류에 비해 관측지점에서의 풍속이 감소됨을 확인 하였다. 관측 지점 주변의 건물들이 풍속 변화에 어떤 영향을 미치는지 조사하기 위하여 방위각과 반경을 고려한 16방위별 풍상측 건물 부피비 산정 알고리즘을 개발하였다. 개발된 건물 부피비 산정 알고리즘을 사용하여 대상지역의 16방위별 건물 부피를 산정하였다. 산정된 대상지역의 16방위별 건물 부피비와 풍속 변화와의 상관관계를 조사한 결과, 대상지역에서 음의 상관관계가 나타났으며, 풍상측 건물 부피가 증가할수록 풍속이 감소되고 있음을 확인하였다. 건물의 영향을 WRF 모의 풍속에 반영시키기기 위하여 CFD 수치모의 결과와 건물 부피비를 이용하여 다중회귀분석을 통한 방위각과 반경별 건물의 영향을 반영한 보정 계수를 산출하였다. 대상 지역별로 산출된 보정계수를 이용하여 WRF 모의 풍속을 보정한 결과, 실제 관측 풍속에 가깝게 보정됨을 확인할 수 있었다.