표 3.1은 기상청 전지구예보모델의 구성에서 사용되는 격자(Grid)계를 상 세하게 나타낸 것이다. 현업용 전구 모델은 표준 위경도 좌표계의 격자점 모델로 격자점 사이의 위도와 경도 거리가 각각 0.5625도와 0.375도이다.
이러한 구조에서 남북방향의 해상도는 약 40km이고 동서방향의 해상도는 위도가 증가할수록 해상도가 향상된다. 하지만 위도 55도 이상의 고위도 지역에서는 격자간격이 조밀해짐에 따라 지나치게 발생하는 여분의 작은 규모 변동을 제거하기 위해서 기상장들을 필터링해야 하기 때문에 동서방 향의 증가된 해상도는 효율적이지 않다.
[표 3.1]UM의 구성
기상청 전지구예보모델(UM N320L50) 구성 지배방정식 Complete Equation(비정역학 방정식계) 수평해상도 N320(40km 0.5625 × 0.375)
연직층수 L50(모형상단고도 ~ 63km)
예측기간 10.5일(252 시간)
시간적분간격 900 초
초기자료생산 4차원 변분자료동화(4DVAR)
공간이산화법 유한차분법(Finite Difference Method)
시간적분/이류 반암시/반라그랑지법(Semi-implicit Semi-lagrangian Scheme) 복사물리과정 모수화 Edwards-slingo General 2-stream Scheme
지면물리과정 모수화 MOSES-Ⅱ Land-surface Scheme 경계층물리과정 모수화 MOSES-Ⅱ Non-local PBL
대류물리과정 모수화 Mass Flux Convection with CAPE Closure 미세물리과정 모수화 Mixed-phase Precipitation
중력파항력 모수화 G.W. Drag due to Orography(GWDO)
3.3 좌표계와 해상도
통합 모델에서는 실제 위도/경도 좌표계 대신에 회전(Rotated)된 위/경도 의 좌표계를 사용한다. 계산상의 북극은 현실에서의 52.43N, 306.97N RDAPS로 이동된다. 이는 적도지역을 포함하는 모델들이 상대적으로 균일 한 격자간격을 가지는 장점을 이용하기 위한 것이다.
이것은 ELF(Equatorial Lat. -long. Fine-mesh) 좌표로 명명되기도 한다.
그림 3.3은 ELF 격자가 무엇을 의미하는 지를 나타내고 있다.
[그림 3.3]ELF 격자의 예. 모델 영역이 격자간격이 상당히 균일한 적도지역에 위치. 이 원리는 기상청 지역모델에도 사용됨
3.3 좌표계와 해상도
기상청에서 현재 운용중인 전지구모델의 해상도는 약 25km이고 지역모델 의 경우 통합모델은 약 12km, KWRF는 10km이다. 또한 한반도 지역 통합 모델의 해상도는 1.5km로 고해상도이다
[그림 3.4]기상청에서 운용중인 모델의 종류와 모의 영역 및 해상도
3.3 좌표계와 해상도
가변격자계를 사용하는 통합모델의(KORV) 모의영역 중앙에서는 1.5×
1.5km의 해상도를(그림 3.5에서 파란색) 갖지만 모의영역의 가장자리에서 는 12km로 해상도가 저하되며, 모의영역 중심의 북쪽과 남쪽에서는 위/경 도 해상도가 각각 4km×1.5km (그림 3.5에서 보라색), 모의영역 중심의 동 쪽과 서쪽에서는 위/경도 해상도가 각각 1.5km×4km (그림 3.5에서 녹색) 이다.
[그림 3.5]가변격자계를 사용하는 통합 모델에서의 해상도 변화(KORV 예시)
KLAPS 모델의 경계에서는 가변 해상도가 사용되는데, 이는 전구 또는 저
3.3 좌표계와 해상도
2011년 5월 기상청에서는 전구 모델의 연직 층수를 50층에서 70층으로 세밀화하였다. 연직 층수가 70개일 때의 대기전체, 대류권 중하층 그리고 경계층에서의 연직 층수를 그림 3.6에 나타내었다. 그림에서 보는 바와 같 이 연직 해상도는 대기의 급격한 변동을 보다 정확히 모의하기 위하여 지 면근처에서 가장 조밀하다. 또한 해상도는 제트 기류 근처에서 상대적으로 높다. 제트 기류는 지상에서의 기상현상 발달과 민간항공에 중요하다. 모 델의 최상층 고도는 전 지구 모델이 약 80km이고 지역모델은 약 80km이 다.
모든 모델에서 n(Eta)라 불리는 고도 기반의 혼합(또는 잡종, Hybrid) 좌표 계가 사용되고 있다. 대기 하층에서는 지형을 따르는 시그마 좌표계를 사 용하는데 이것이 현실적인 경계조건의 처방을 용이하게 한다. 대기상층에 서는 고도면을 이용하며 17.5km 이상에서는 고도면이 평평하다. 두 고도 사이에서는 두 좌표계의 혼합을 사용하는데 지상에서 멀어질수록 지형 형 태로부터 벗어나기 시작해 나중에는 고도가 점점 일정해진다. 하지만 지형 이 높은 곳에서는 층이 얇아진다.
[그림 3.6]전 지구 모델에서 연직 층수가 70층으로 세밀화 되었을 때의 연직 층 분포