총체전달방법으로 결정된 지표면 운동량 플럭스와 열 플럭스

Abstract

항력 계수와 열 전달계수가 총체전달방법으로 운동량 플럭스와 현열 플럭스를 간접적으로 계산할 때 미치는 영향을 조사하였다. 총체전달방법으로 산출한 운동량 플럭스 오차 원인과 시간에 따른 현열 플럭스 변화에 대하여 총체전달방법으로 정량적으로 분석하였다. 간단성을 유지하기 위해 일반적으로 항력 계수와 열 전달계수로 사용되는 상수를 총체전달방법에 적용하여 간접적으로 운동량 플럭스와 현열 플럭스를 계산하였고, 이들을 신틸로미터를 이용하여 직접 관측한 운동량 플럭스와 현열 플럭스와 비교하였다. 총체전달방법으로 산출한 운동량 플럭스와 현열 플럭스는 대체적으로 잘 일치하지 않았다. 거칠기 길이, 영면 변위 그리고 대기 안정도 변화를 고려하여 반복법을 통해 항력 계수와 열 전달계수를 산출하였다. 산출된 항력 계수와 열 전달계수는 다양한 지표면 위에서 신틸로미터로 직접 측정한 운동량 플럭스와 현열 플럭스와 비교하여 검증되었다. 계산된 항력 계수와 열 전달계수는 대기 안정도 변화에 따라 뚜렷한 변화를 보였고, 거칠기 길이와 영면 변위 변화에 민감한 변화를 보이지 않았다. 반복법을 통해 계산된 현열 플럭스는 신틸로미터로 측정한 현열 플럭스와 잘 일치하였다. 하지만 계산된 운동량 플럭스는 현열 플럭스 경우와 달리 신틸로미터로 직접 측정한 운동량 플럭스와 잘 일치하지 않았는데, 운동량 플럭스(총체 항력 관계식)는 현열 플럭스(열 전달 관계식)에 비해 풍속에 매우 민감하게 계산되기 때문이었다. 두 고도에(2m, 10m) 설치된 3차원 초음파 풍속계들(SATI-3K, CSAT3A)과 신틸로미터로 측정한 각각의 운동량 플럭스, 현열 플럭스를 비교하였다. 2m와 10m에서 측정한 현열 플럭스는 대체적으로 일정한 반면, 운동량 플럭스는 일정하지 않았다. 10m에서 측정한 운동량 플럭스가 2m에서 측정한 운동량 플럭스에 비해 컸다.