많은 물리 과정들이 모델에 의해 처리되는 것보다 더 작은 규모로 발생하 므로 이 과정들은 모수화 되어야 한다. 즉, 모델의 격자 크기로는 모든 대기 의 현상을 해석할 수가 없다.
예를 들어 난류, 대류 구름, 복사, 산란 등은 아격자규모의 운동에 의한 격 자 규모의 영향을 해석하기 위하여 격자점의 변수를 모수로 사용하여 그 통계적 영향을 표현해 주어야 한다.
[그림 5.7]대기운동의 규모와 모수화
이것은 기상학적인 과정을 나타내는 이상적인 방법이 아니기 때문에 다음 과 같은 몇 가지 문제점들을 수반할 수 있다.
대류와 대류 강수 모수화 기법 : 대류 모수화 기법은 오직 대류의 형성에 유리한 조건을 갖춘 격자 내에서만 소나기를 만들어 낸다. 소나기는 모델 에 의해 이류 되지 않으므로 겨울에 따뜻한 바다에서 발생한 소나기는 실 제로는 지형적으로 이류하기 좋은 내륙으로 확장하지 않는다.
5.5 모수화의 한계
대류 모수화 기법의 또 따른 문제는 강수 주기와 불충분한 강우율 변동이 다. 대기 상태가 소나기 발달에 유리하지만 소나기 발달에 필요한 시간이 충분하지 않은 낮에 소나기가 진단되면 소나기를 너무 빨리 내리게 하는 경향이 있다. 이와 유사하게 모델은 실제로는 강수 또는 뇌우가 발달한 후 몇 시간 동안 지속됨에도 불구하고 소나기 형성에 대해 기온이 너무 낮아 지는 저녁에는 강수를 너무 빨리 종결(Kill Off)시킨다.
모델은 또한 실제 관측에서 나타나는 강우율의 변화를 충분히 생산해내지 못한다(예, 강도가 약한 소나기부터 강도가 강한 소나기까지 전범위에 걸 쳐 강한 대류가 발달한다). 강수율은 약한 강수 강도 쪽에서 최대가 되는 경향이 있으므로 강한 소나기의 빈도를 작게 추정한다.
지역 및 국지예보모델에서는 강한 대류가 이제 명시적으로 해결되었지만 약한 대류는 여전히 모수화되어야 한다.
대규모 구름과 강수 물리 기법 : 모델은 수평에서 수증기를 너무 빠르게 확 산시키는 경향이 있다. 실제로는 전선 구름이나 층운 판에 예리한 경계가 있긴 하지만 모델은 근접한 격자점으로 수증기를 이동시켜 이를 평탄하게 만들면서 불연속을 평활화 한다.
강수 물리 기법은 강수가 육지 격자점보다 바다 격자점 모델에서 더 쉽게 형성되도록 한다. 이것은 바다에서 구름 응결핵 수가 적게 있어서 작은 수 의 큰 구름 방울을 만들어 낼 수 있음을 고려한 것이다. 이것은 충돌-병합 에 의한 강수의 성장이 육지에서의 비슷한 구름 보다 (바다에서) 더 효과적 임을 의미하고, 약한 비/이슬비가 모델에서 인위적으로 설정한 육지/바다 의 경계에 따라 변한다는 것을 의미한다.
복사 모수화 기법 : 모수화 기법이 매우 복잡하고 매우 많은 계산량을 필요 로 하기 때문에 플럭스는 간단하게 전구 모델에서는 3시간마다, 지역예보
연습문제
1. 수치모델의 모의수준이 낮은 이유를 아는대로 설명하시오.
2. 수치모델에서 지형을 평활화하여 처방하는 이유를 설명하시오.
3. 모수화의 필요성과 모수화가 필요한 물리과정을 제시하시오.
4. 자료동화를 정의하고 관측자료가 부족한 지점에서의 문제점을 설명하시 오.
5. 모델의 공간해상도는 대부분 균일한 반면 연직 해상도는 매우 다르게 처 방된다. 고도별 모델의 연직층수 분포를 설명하고 그렇게 처방하는 원인 을 설명하시오.