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역전층이 강릉시 주변 해륙풍 순환에 미치는 영향 연구
남궁지연1,*․유재훈2․김남원1․최만규1․함동주1․김훈상1․장유정1․최은경1
1강원지방기상청 예보과
2강원지방기상청 대관령기상대
(2005년 11월 14일 접수; 2005년 12월 20일 승인)
The Effect of Inversion Layer on the Land and Sea Breeze Circulations near the Gangneung
Ji-Yeon NamGung1,*, Jae-Hoon Yu2, Nam-Won Kim1, Man-Kyu Choi1, Dong-Ju Ham1, Hoon-Sang Kim1, You-Jung Jang1 and Eun-Kyung Choi1
1Forecast Division, Gangwon Regional Meteorological Office
2Daegwallyweong Weather Station
(Manuscript received 14 November 2005; in final form 20 December 2005) Abstract
The effect of inversion layer on the land and sea breeze near the Gangneung city was investigated. The land and sea breeze occurrence days were selected, and the height and the intensity of inversion layer were calculated with the upper air observational data of the Sokcho Station. The relationships between the temperature variation near the Gangneung and the inflow time, inland penetration and the inflow depth of the land and sea breeze were also analyzed. And the Gangwon Short-range prediction system was verified with the comparison of surface stream line by the Gangwon short-range prediction system with the AWS wind vector data. It was revealed that the inversion layer tended to block the sea breeze, shorten the inland penetration distance and lower the inflow depth, causing the temperature rise. The comparison and analysis of surface steam line by the Gangwon short-range prediction system and the AWS wind vector showed that the system quite well simulated the sea breeze, thus the system could be well utilized in the prediction of land and sea breeze.
Key words: inversion layer, land and sea breeze, inflow time, inland penetration, inflow depth, Short Range Prediction System
*Corresponding Author: Ji-Yeon NamGung, 63-2 Yonggang dong Gangneung, Gangwon 210-070, Korea
Phone : +82-33-642-0367, Fax : +82-33-642-0365 E-mail: [email protected]
1. 서 론
강원도 영동지방은 다른 지역보다 지형적인 특성이 강하여 특이한 기상현상이 자주 나타나며 지역에 따라 서는 기온 차이가 심하게 나타나는 경우가 많다. 이러 한 기온 변화에는 여러 가지 요인이 있으나, 봄부터 가 을철에는 해풍이 강원도 영동지방의 낮 최고기온에 가 장 많은 영향을 주어 낮 최고기온의 상승여부에 큰 변
수로 작용하고 있다. 따라서 해풍이 예상될 때 유입 시 점, 강도, 침투 거리에 따라 지역적으로 큰 기온 차를 보 이고 있어 기온예보에 있어 어려움을 가져오기도 한다.
해풍 또는 해륙풍에 관한 강원지방기상청에서의 연 구 결과로는, 해풍이 영동지방의 최고기온에 미치는 영향 조사에서는 1991년부터 1993년까지 4월에서 10 월의 강릉, 속초, 동해 지점의 기온자료와 종관 일기도 (지상, 850 hPa, 500 hPa)자료를 가지고 해풍의 기압 패턴을 분류하고, 전일 21시의 850 hPa 기온과 강릉 최고기온의 상관관계 식을 도출하여 검증하였다. 여기 서, 강릉 지점은 해안가에 있는 속초나 동해 지점 보다 덜 해풍의 영향을 받고, 해풍이 불 때 강릉이 해안지방 보다 2∼5oC 높은 것으로 보고하였다 (조의주, 1994).
Table 1. Distance from coastal line and sea level height for the selected sites.
Station Distance
(km)
Sea level height (m)
Gyeongpodae 0.2 10
Gangneung 4.7 26
Sungsan 12.0 30
Daegwallyweong
height 200 m 14.6 200
Daegwallyweong
height 600 m 17.2 600
Daegwallyweong 18.2 843
Fig. 1. Location of AWS (Automatic Weather System) near the Gangneung of which data used in this study.
봄철 해풍이 영동지방의 최고기온에 미치는 영향 조사 에서는 종관일기도, 지상의 자동기상관측 지점을 포함 한 강원(청) 및 기상대 자료를 이용하여 기압 패턴 분 류에 따른 사례를 선정․분석하여 해풍이 영동지방의 일 최고기온에 미치는 영향 범위에 대해 조사한바 해 풍 발생시 풍속이 약하고, 풍향의 변화 시간대는 8∼
10시경이 대부분이라고 하였다 (이영복 등, 1998). 종 관일기도를 분석하여 해풍의 발생원인과 특성 규명 및 최고기온과의 상관관계를 조사․분석한 사례 (김남길 등, 1999)가 있다.
강원지방기상청에서의 해륙풍 관련 연구 결과는 관 측 자료의 부족으로 주로 종관 규모 분석을 위주로 하 였으나, 2001년 6월부터 속초 고층관측 개시, 강릉 지 역 국지기온연구를 위해 설치한 강릉 국지망 (AWS, 2001년), 2004년 봄부터 강릉 수직측풍장비 설치 및 관측자료 생산으로 강릉지역의 해륙풍 연구의 기반 이 조성되었다. 따라서 강원지방기상청 예보과에서는 2004년 해륙풍 집중연구에서 지금까지의 종관규모 분 석에서 밝혀진 결과를 수치자료를 이용하여 객관적 인 검증을 시작으로, 2005년도에는 속초 고층관측자 료, 강릉 수직측풍장비 관측자료, 강릉 국지망 (AWS, 2001년) 자료를 바탕으로 해륙풍 발생시 기온의 상승 과 하강 여부를 판단하는 것이 기온예보의 관건이므로 이를 결정하는 요인 중의 하나인 역전층과의 관련성을 과제로 선정하였다. 이에 대한 국내 연구로 이태영 (1986)은 2차원 중규모 수치모형을 개발, 해륙풍을 시 뮬레이션 한 결과 역전층의 존재가 해풍의 강도를 약 화시키며, 저녁 시간의 해풍전선 속도를 감소시키고, 해풍의 강도 또한 약화되었다고 한 바 있다.
따라서 본 연구에서는 관측 자료를 중심으로 강릉 시 주변의 해륙풍과 역전층과의 관련성을 조사하고, 수치모델에서 역전층의 예측정도를 검증하여 해륙풍 유입 시 기온예보에 활용해보고자 한다.
2. 자료 및 조사방법
본 연구에서 사용된 자료는 2004~2005년 (3~10월, 단 2005년은 3~6월)까지 해안선으로부터 일직선상에 놓인 경포대, 강릉 (강원청), 성산, 대관령 고도 200 m, 대관령 고도 600 m, 대관령 지점을 대상으로 (Fig. 1) 종관일기도, 일기상통계표, AWS 관측자료를 이용하 였으며, 속초 고층관측자료, 강릉 수직측풍장비 관측 자료도 함께 이용하였다.
Fig. 1에서 대관령까지 해안선으로부터 일직선상에 놓 인 포남과 송정 자동기상관측장비 (Automatic Weather Systems; AWS)는 강릉 국지망을 보강하기 위해 설치되 어 2001년 9월 16일부터 실시간으로 관측을 실시하였 다. 그러나 2004년 관측이 중단됨에 따라 송정과 해안 선으로부터 직선거리가 가장 비슷하면서, 강릉과 위도 차이가 거의 없는 경포대 AWS 자료를 이용하였다. 또 한 대관령 고도 200 m와 대관령 고도 600 m는 2004년 강원(청) 기후정보과 현장연구 (강릉시 주변의 바람특 성 연구) 일환으로 설치된 대관령 고도 200 m와 600 m 지점으로, 대관령 고도 200 m 자료는 2004년 8월 2일부 터, 대관령 고도 600 m 자료는 2004년 4월 1일부터 관측 이 시작되어 해당되는 날의 자료를 최대한 이용하였다.
Table 1은 조사지점에 대한 해안선으로부터의 직선 거리와 해발고도를 나타낸 것이다.
Fig. 2. Skew T-Log P Diagram at Sokcho (00 UTC 27 March 2005).
⊿T
⊿H
Table 2. Frequencies of occurrence of land and sea breeze for March 2004 to June 2005. unit: day
Month Frequencies of
occurrence
Mar. 2004 0
Apr. 2004 6
May 2004 5
Jun. 2004 4
Jul. 2004 0
Aug. 2004 1
Sep. 2004 2
Oct. 2004 8
Mar. 2005 9
Apr. 2005 6
May 2005 14
Jun. 2005 7
Total 62
조사 방법은 선정 기준에 따라 해륙풍 발생 일을 먼 저 조사한 후 해풍 유입 시 속초 고층자료를 이용하여 역전층 유무, 고도 및 역전 정도를 분석하였고, 역전층 과 강릉시 주변의 기온변화와의 관계를 분석하였으며, 역전층과 해풍 유입시간․침투거리․유입고도와의 관 계를 조사하였다. 또한 강원 단시간예측시스템의 결과 자료 (2 km)와 AWS 바람벡터와의 비교 분석을 통해 단시간 예측시스템을 검증하였다.
3. 통계적인 특성
3.1 해륙풍 선정 기준 및 일수 조사
해륙풍 선정 기준은 첫째, 하루 동안의 풍향이 육지 와 바다가 위치한 방향으로 변화가 있는 날의 바람 즉, 하루 동안의 풍향이 주간에는 육풍에서 해풍, 야간에 는 해풍에서 육풍으로의 변화하는 날을 해륙풍 일로 선정 (탁월풍이 약한 날)하였다. 둘째, 하루 동안 운량 이 7이상인 날과 강수가 있는 날은 해륙풍에서 제외시 켰으며, 일조율이 70% 이상, 셋째, 동풍류를 해풍, 서풍 류를 육풍으로 하고, 동풍류는 해안선을 고려하여 풍 향은 330°이상 150°미만, 넷째, 일반류가 매우 약한 고 기압권내에 위치한 날을 선정하였으며, 선정 결과 총 62일로 나타났다. 그 중 성산까지 해풍이 유입되었을 때는 25일, 대관령까지 유입되었을 때는 33일, 기타 (강릉이나 경포대까지만 해풍이 유입되었을 때)는 4일 로 나타났다.
3.2 월별 특징
Table 2는 2004년 3월부터 2005년 6월까지의 해륙 풍 발생 일수를 나타낸 것이다. 총 62일 중 2005년 5월 에 14일로 한 달의 반 정도 해륙풍이 발생한 반면, 2004년 3월과 2004년 7월은 해륙풍이 전혀 발생하지 않았다.
4. 역전층 효과 분석
4.1 해풍 유입 시 역전층 조사
해륙풍 발생 일에 대한 역전층 유무와 고도, 역전 정 도를 구분하기 위해 속초 고층자료를 이용하였다. 속 초 고층자료는 “해륙풍 순환이 낮 최고기온에 미치는
영향 연구 (국지기상집중연구, 강원지방기상청 예보과 2004)”에서 속초, 강릉, 동해 세 지역에 대한 해풍 유입 시점이 8~10시 사이라는 결과를 도출한 바 있어 해풍 유입 시점과 근접한 00 UTC를 이용하였다. 먼저 해풍 발생 일에 대한 역전층 유무 및 고도를 조사한 후, 역전 정도는 Fig. 2와 같이 ⊿T/⊿H로 정하고, ⊿T/⊿H가 5를 초과하면 “강한 역전”, 5 이하면 “약한 역전”, 0 이면 “역전무 (無)”로 구분하여 조사하였다. 여기서,
⊿T는 1oC 단위이며, ⊿H는 1000 gpm 단위이다.
Table 3. Intensity of inversion when inflow sea breeze.
unit: day Intencity of inversion Frequencies of
occurrence (day) Total
Intense inversion 16
Weak inversion 30 46
Nothing 16 16
Total 62 62
Table 4. Intensity of inversion. unit: day Group Standard of
inversion Frequencies of occurrence Total
Group 1
Intense inversion 8
25 Weak inversion 12
Nothing 5
Group 2
Intense inversion 6
33 Weak inversion 17
Nothing 10
Others - 4 4
Table 3은 해풍 유입 시 역전 정도를 나타낸 것이다.
해륙풍이 발생할 때 역전층이 존재하는 경우는 46일, 역전층이 존재하지 않는 경우는 16일이었다. 특히, 역 전층이 존재할 경우, 강한 역전은 16일, 약한 역전은 30일로 나타났다. 또한, 역전층은 대부분 1 km 이하 고도에서 존재했으며, 1~2 km 고도에서는 3일 정도 존 재하였다. 따라서 해륙풍 순환 시 역전층 고도는 대부 분 2 km 이하에서 존재함을 알 수 있었다.
4.2 역전층과 해풍 유입시간과의 관계
경포대, 강릉, 성산, 대관령 등 4지점에 대한 해풍 유 입시간 조사결과, 대부분 경포대, 강릉, 성산, 대관령 순으로 해안선에서 가까울수록 해풍이 빨리 유입되었 으나, 경포대가 해안선에 가장 가까움에도 불구하고 강릉이나 성산보다 늦었던 사례가 9일 발생하였다. 실 제로 경포대, 강릉, 성산, 대관령 4지점 중 해풍이 가장 빨리 유입된 시간을 조사한 후 그 때의 기온을 조사한 결과, 이런 현상이 있을 때 강릉이나 성산이 경포대보 다 기온이 높게 나타났다. 또한 대관령이 4지점 중 가 장 빨리 해풍이 유입됐을 때는 6일이 나타났으며, 대관 령 (843 m)과 성산 (30 m)의 기온차가 1~3oC정도를 보였고, 대관령 기온이 가장 높았던 경우도 있었다.
경포대, 강릉, 성산은 역전층이 강하고 850 hPa 고 도의 바람이 강할수록 해풍 유입 시간이 빨라졌고, 역 전층이 없거나 약할수록 해풍 유입 시간이 늦어졌다.
하지만 대관령은 해풍 유입시간이 역전층과 밀접한 관 계를 보이지 않았다.
또한 경포대와 강릉은 강한 역전이 존재할 때 오전 9 시 이전에 해풍이 유입되는 경향을 보였다.
4.3 역전층과 해풍의 내륙 침투거리와의 관계 Table 4에서 해풍의 내륙 침투거리는 크게 성산까지
유입된 경우와 대관령까지 유입된 경우로 분류할 수 있었으며, 이를 각각 그룹 1과 2로 정하고, 각 그룹에 대 해 강한 역전과 약한 역전, 역전층이 없을 때로 다시 분 류해 보았다. 그룹 1은 성산까지 해풍이 유입된 경우, 그룹 2는 대관령까지 해풍이 유입된 경우를 나타낸다.
해륙풍 발생 총 62일 중 성산까지 해풍이 유입된 경우 는 25일, 대관령까지 유입된 경우는 33일, 강릉이나 경 포대까지 유입 된 경우 등 기타가 4일이었다. 또한, 그룹 1에서 강한 역전은 8일, 약한 역전은 12일, 역전이 없을 때는 5일로 나타났으며, 그룹 2에서 강한 역전은 6일, 약 한 역전은 17일, 역전이 없을 때는 10일로 나타났다. 여 기서 그룹 1과 그룹2로 분류된 것으로 볼 때 강원중부동 해안지방에서 해풍 유입 시 최소한 성산까지 해풍이 유 입된다는 것을 알 수 있었다.
Fig. 3과 4는 바람의 U성분을 GrADS (The Grid Analysis and Display System)로 표현한 것으로, U성분 은 바람의 남북성분을 제외한 동서성분만을 나타낸 것 이다. Fig. 3은 역전층이 존재할 때의 2005년 4월 2일 03 UTC U성분으로 성산까지 동풍이 유입되는 반면, Fig. 4는 역전층이 없었을 때로 대관령까지 동풍이 유 입되는 것을 볼 수 있다.
Fig. 5는 역전 강도와 침투거리 분포를 나타낸 것이 다. 해풍이 성산과 대관령까지 유입되었을 때는 강한 역전>약한 역전> 역전 무의 순으로 나타나 역전층이 강할수록 내륙 깊숙이 유입된다는 것을 알 수 있으나 대관령 고도 200 m 와 600 m에서는 반대로 나타났다.
이에 대한 원인 분석을 위해 지형지세 등 세밀한 조사 가 이루어져야 한다고 생각된다.
따라서 성산이나 대관령지역까지 해풍이 유입되었 을 때는 역전층의 존재가 내륙침투거리를 짧게 한다는
Fig. 3. U-Component near the Gangneung (lat: 37.65~
37.95N, lon: 128.65~129.15E) at 03 UTC 02 April 2005.
Fig. 4. U-Component near the Gangneung (lat: 37.65~ 37.95N, lon: 128.65~129.15E) at 03 UTC 20 April 2004.
Fig. 5. Intensity of inversion and inland penetration. Total number of data is 62. (Intensity 2 (Intense inversion): black, Intensity 1 (Week inversion): red, Intensity 0 (Nothing): blue).
기존의 연구가 잘 설명되어지지만, 성산과 대관령 사이 의 대관령 고도 200 m 와 600 m는 반대로 나타나 해륙
풍외에 곡풍, 지형지세 등의 영향에 세밀한 조사가 이루 어져야 하겠으며, 좀더 조밀한 관측자료가 뒷받침되어 져야 객관적인 분석이 이루어질 것으로 생각된다.
4.4 역전층과 강릉시 주변의 기온변화와의 관계
강릉시 주변의 기온변화를 살펴보기 위해 경포대, 강릉, 성산, 대관령 4지점에 대한 해풍 유입 시 기온변 화와 낮 최고기온을 조사하였다.
기온변화는 해풍이 유입되어도 지속적으로 상승하 는 경우, 일정하게 유지되는 경우 (변화폭 2oC 이내), 하강하는 경우 등 세 가지로 분류하여 조사하였으며, 해풍이 강할수록 내륙 깊숙이 침투하여 해안과 내륙의 낮 최고기온 차가 적을 것으로 가정하여 4지점간의 낮 최고기온 차를 조사하였다.
역전층과 강릉시 주변 기온변화의 분석에서는 역전 층 유무보다는 역전 정도로 구분했을 때 기온변화와의 관계가 뚜렷하게 나타났다. 강한 역전이 존재하는 경 우 해풍이 유입되어도 4지점에서 대체적으로 기온이 지속적으로 상승하였고, 역전층이 없거나 약한 경우 기온이 하강하거나 일정 유지되는 경향을 보였다.
또한 역전층이 존재하지 않는 경우는 경포대와 강릉 과의 낮 최고기온 차가 2oC 이하였고, 강릉과 성산과의 낮 최고기온 차는 1oC 이하, 성산과 대관령은 평균 4~
5oC 차이를 보여 비교적 해풍이 강했음을 알 수 있었다.
이것으로 실제 강한 역전층 존재가 해풍의 발달을 저 지하여 강릉시 주변의 기온이 계속 상승하게 되는 반면, 역전층이 존재하더라도 약하거나 역전층이 없을 때 해 풍이 유지되었다. 이에 대한 원인을 이태영 (1984)은 역 전층이 존재하면 PBL (Planetary Boundary Layer; 행성 경계층)에서 잠열이 갇히게 되고, 역전층이 해소될 때까 지 지면 가열로 인해 기온이 계속 상승한다고 하였다.
4.5 역전층과 해풍 유입고도와의 관계
해풍 유입고도는 Fig. 6과 7과 같이 강릉시 지변동에 설치된 수직측풍장비 관측자료를 이용하였다. 수직측 풍장비는 해안선에서 약 5 ㎞정도 떨어진 곳에 설치되 어있으며, 해안선으로부터 직선거리가 강릉 (4.7 km) 과 비슷하다.
조사 결과, 해륙풍 순환은 대부분 2 km 이하에서 발 생하였고, 유입고도는 역전층이 존재할 때 (Fig. 6)가 역 전층이 없을 때 (Fig. 7)보다 상대적으로 낮게 나타났다.
Fig. 6. Horizontal wind at Gangneung (08:30~14:20 KST 02 April 2005).
Fig. 8. Vertical cross section of temperature (shaded) and wind at 03 UTC 02 April 2005.
Fig. 7. Horizontal wind at Gangneung (11:00~17:00 KST 20 April 2004).
Fig. 9. Vertical cross section of temperature (shaded) and wind at 06 UTC 20 April 2004.
Table 5. Inflow time of sea breeze and temperature change.
Section Gyeong-
podae Gang-
neung Sungsan Daegwal- lyweong Inflow
time 10:30 11:00 11:00 11:30
Temp.
change drop upkeep upkeep upkeep Fig. 8과 9는 기상분석시스템 (Forecaster's Analysis System ; FAS)에서 강릉을 기준으로 직선으로 해안선 에서 동해상과 내륙으로 각각 20 km에 해당하는 두 지 점에 대한 바람과 기온의 동서 연직단면도로 Fig. 8은 2005년 4월 2일 03 UTC, Fig. 9는 2004년 4월 20일 06 UTC 자료이다. 역전층이 존재할 때 (Fig. 8)가 역전층 이 없을 때 (Fig. 9)보다 유입고도가 낮게 나타났다.
이것으로 역전층 존재가 해풍 발달을 저지하므로 유입고도가 낮게 나타났다.
5. 강원단시간예측시스템의 결과자료 (2 km)와 AWS 바람벡터 비교 분석
강원단시간예측시스템에서 해륙풍 모의결과와 AWS 바람벡터를 비교하기 위해 2005년 7월 21일 해륙풍 사 례를 선정하였다.
본 사례는 대관령까지 해륙풍이 발생한 경우로, Table 5는 이 날의 해풍의 유입시간 및 해풍 유입 후 기온변
(a)
(b)
(c)
(d)
Fig. 10. AWS Time Series (a) Gyeongpodae and (b) Gang- neung and (c) Sungsan and (d) Daegwallyweong (Temper- ature: red solid line, Wind speed: green solid line, Wind direc- tion: green arrow, Relative humidity: blue solid line, Pressure:
pink solid line).
Fig. 12. 850 hPa Chart of KMA at 00 UTC 21 July 2005.
Fig. 11. Surface Chart of KMA at 00 UTC 21 July 2005.
화를 나타낸 것이다.
해풍 유입시간은 경포대 10시 30분, 강릉 (강원청) 11시, 성산 11시, 대관령 11시 30분이었다. Fig. 10은 경포대, 강릉, 성산, 대관령의 시계열 기온 (붉은색 실 선), 풍향 (초록색 화살표), 풍속 (초록색 실선), 습도 (푸 른색 실선), 현지기압(분홍색 실선)을 나타낸 것이다.
Fig. 10의 기온변화를 보면, 경포대 (Fig. 10a)는 하 강하였지만, 강릉 (Fig. 10b)과 성산 (Fig. 10c), 대관령 (Fig. 10d)은 일정하게 유지되었다.
5.1 종관일기도 분석
7월 21일 00 UTC의 지상 일기도 (Fig. 11)에서 우
리나라는 북태평양 고기압권내에 위치하며, 850 hPa 일기도 (Fig. 12)에서는 warm 역에 위치하고 있다. 또 한, 일본 열도에 온도골이 형성되어 있다.
5.2 역전층 효과 분석
Fig. 13은 7월 21일 00 UTC의 속초 단열선도 (붉 은색)로, 고도 300gpm 이하에서 역전층이 존재하고 있다. 이 역전층은 ⊿T/⊿H를 적용시켜 “약한 역전”으 로 조사되었다.
5.3 강원단시간예측시스템과 AWS 바람 벡터 비교 분석
Fig. 14는 AWS 바람벡터 (좌)와 강원 단시간 예측시
Fig. 13. Skew T-Log P Diagram at Sokcho (00 UTC 21 July 2005: Red, 12 UTC 20 July 2005: Blue).
(a)
(b)
Fig. 14. AWS Wind vector (left) and surface wind stream of Gangwon Short Range Prediction System(right), (a) 21 UTC 20 July 2005 and (b) 00 UTC 21 July 2005 and (c) 03 UTC 21 July 2005 and (d) 06 UTC 21 July 2005(Point a: Sokcho, Point b: Gangneung, Point c: Daegwallyweong. Point d: Donghae, Point e: Taebaek).
스템의 해상도 2 km에서 모의된 지상바람유선도 (우) 를 나타낸 것이다.
여기서 a는 속초, b는 강릉, c는 대관령, d는 동해, e 는 태백이다.
단시간예측시스템의 지상바람유선도는 7월 20일 12 UTC를 초기장으로 하여 24시간을 모의한 것이며, 20일 21 UTC에 AWS 바람벡터와 단시간예측시스템 모두 해풍이 발생되지 않았다. 21일 00 UTC에는 AWS 바람벡터에서는 해풍이 유입되지 않았으나, 단시간예 측시스템에서는 해풍이 유입된 것으로 모의되었다. 03 UTC에는 실제 AWS 바람벡터에서 대관령까지 해풍이 유입되었으며, 단시간예측시스템에서도 대관령까지 해
(c)
(d)
Fig. 14. Continued.
풍이 유입됨을 잘 모의하고 있었다. 06 UTC에는 대관 령 부근에 해풍 전선이 뚜렷이 나타났다. 따라서 강원 단시간예측시스템의 해상도 2 km는 해풍 유입 시점은 다소 차이가 있었으나, 내륙 침투거리 등 해풍을 비교 적 잘 모의하고 있었다.
Fig. 15는 단시간예측시스템의 강릉 단열선도를 나타 낸 것이며, 7월 20일 18 UTC를 초기장으로 하여 24시간 을 모의한 것이다. 7월 20일 21 UTC에는 900 hPa 이하 에서 역전층이 존재하고 있으며, 7월 21일 00 UTC에는 800~900 hPa 이하에서 약한 역전층이 존재하고 있다.
따라서 강원 단시간 예측시스템 (해상도 2 km)이 역전 층을 비교적 잘 모의하고 있음을 알 수 있었다.
6. 결 론
2004년 3월~10월과 2005년 3월~6월까지의 동해 해안선 일직선상에 위치한 경포대, 강릉 (강원청), 성산, 대관령의 기상자료와 속초 고층자료, 강릉 수직측장비 를 이용하여 역전층이 강릉시 주변의 해륙풍 순환에 어떤 영향을 미치는가를 연구하여 해륙풍을 사전에 예 측하여 해풍 유입 시 기온예보에 활용해보고자 하였 다.
위 기간에 대한 해륙풍 발생 일수를 조사한 결과, 총 62일이 발생했으며, 해륙풍 발생일에 대해 속초 고층 자료 00 UTC의 자료를 이용하여 역전층을 조사한 결
(a)
(b)
Fig. 15. Skew T-Log P Diagram at Gangneung of Gangwon Short Range Prediction System (Vertical temperature: red, Vertical dew point temperature: blue), (a) 21 UTC 20 July 2005, (b) 00 UTC 21 July 2005.
과, 역전층이 존재하는 경우는 46일, 역전층이 존재하 지 않은 경우는 16일로 나타났다. 특히, 역전층이 존재 할 경우, 역전 정도로 다시 구분하면 강한 역전은 16일, 약한 역전은 30일로 나타났다.
역전층에 따른 강릉시 주변의 기온변화는 강한 역전 이 존재하는 경우 해풍이 유입되어도 경포대, 강릉, 성 산, 대관령 4지점에서 대체적으로 기온이 지속적으로 상승하였고, 역전층이 약하거나 존재하지 않는 경우 기온이 하강하거나 일정 유지되는 경향을 보였다.
역전층에 따른 해풍 유입시간, 내륙 침투거리, 유입 고도를 조사한 결과, 해풍 유입시간은 경포대, 강릉, 성 산에서는 역전층이 강하고 850 hPa 고도의 바람이 강 할수록 해풍 유입 시간이 빨라졌으며, 특히 경포대와 강릉은 강한 역전이 존재할 때 오전 9시 이전에 해풍이 유입되는 경향을 보였다. 또한 경포대, 강릉, 성산에서 역전층이 없거나 약할수록 해풍 유입 시간이 늦어졌 다. 하지만 대관령은 해풍 유입시간이 역전층과 밀접 한 관계를 보이지 않았다. 해풍의 내륙 침투거리는 성 산까지 유입된 경우와 대관령까지 유입된 경우로 구분 되었으며, 이것으로 강원중부동해안지방에서 해풍 유 입 시 최소한 성산까지 해풍이 유입된다는 것을 알 수 있었다. 해풍이 성산과 대관령까지 유입되었을 때는 강한 역전>약한 역전>역전 무의 순으로 나타나 역전 층이 강할수록 내륙 깊숙이 유입된다는 것을 알 수 있 으나 대관령 고도 200 m 와 600 m 에서는 반대로 나타 났다. 이에 대한 원인 분석을 위해 지형지세 등 세밀한 조사가 이루어져야 한다고 생각된다.
또한 강릉 수직측 장비를 이용한 해풍 유입고도 분 석에서는 해륙풍 순환이 대부분 2 km 이하에서 발생 하였으며, 유입고도도 역전층이 존재할 때가 역전층이 없을 때보다 상대적으로 낮게 나타났다.
이를 종합해 볼 때, 역전층의 존재는 존재하지 않을 때보다 해풍의 발달을 저지하여 기온을 상승시키며, 내륙 침투거리를 짧게 하고, 해풍 유입고도를 낮게 하 는 것으로 나타났다.
또한 강원단시간시스템의 해상도 2 km에서 모의된 지상 유선도와 AWS 바람벡터를 비교한 결과 해풍 유 입 시점은 다소 차이가 있었으나, 내륙 침투거리 등 해 풍을 비교적 잘 모의하고 있었으며, 강릉 단열선도 비 교에서도 역전층을 잘 모의하고 있어 해륙풍 예측에 충분히 활용할 수 있을 것으로 생각된다.
사 사
이 연구는 강원지방기상청에서 추진하고 있는 “국 지기상 집중연구 보고서(Ⅱ)”의 일환으로 수행된 것입 니다.
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