2017, 28
(3)
,483–492
바람의 영향에 의한 관측 강우 손실에 대한 베이지안 모형 분석
†
ᄇ ᅡ
ᆨ영우
1
· 김영민2
· 김용구3
123경북대학교 통계학과
ᄌ ᅥ
ᆸᄉ ᅮ 2017ᄂ ᅧ ᆫ 3ᄋ ᅯ ᆯ 2ᄋ ᅵ ᆯ, ᄉ ᅮᄌ ᅥ ᆼ 2017ᄂ ᅧ ᆫ 5ᄋ ᅯ ᆯ 9ᄋ ᅵ ᆯ, ᄀ ᅦᄌ ᅢ ᄒ ᅪ ᆨᄌ ᅥ ᆼ 2017ᄂ ᅧ ᆫ 5ᄋ ᅯ ᆯ 13ᄋ ᅵ ᆯ
요 약
ᄋ ᅵ
ᆯᄇ ᅡ ᆫᄌ ᅥ ᆨᄋ ᅳᄅ ᅩ ᄋ ᅮᄅ ᅣ ᆼᄀ ᅨᄅ ᅩ ᄎ ᅳ ᆨᄌ ᅥ ᆼᄃ ᅬ ᆫ ᄀ ᅡ ᆼᄉ ᅮᄅ ᅣ ᆼᄋ ᅳ ᆫ ᄌ ᅵᄉ ᅡ ᆼᄋ ᅦ ᄃ ᅩᄃ ᅡ ᆯᄒ ᅡ ᆫ ᄉ ᅵ ᆯᄌ ᅦ ᄀ ᅡ ᆼᄉ ᅮᄅ ᅣ ᆼᄇ ᅩᄃ ᅡ ᄌ ᅥ ᆨᄀ ᅦ ᄀ ᅪ ᆫᄎ ᅳ ᆨᄃ ᅬ ᆫ ᄃ ᅡ. ᄎ ᅳ ᆨᄌ ᅥ ᆼᄃ ᅬ ᆫ ᄀ ᅡ ᆼ ᄉ
ᅮᄅ ᅣ ᆼᄋ ᅵ ᄉ ᅵ ᆯᄌ ᅦ ᄀ ᅡ ᆼᄉ ᅮᄅ ᅣ ᆼ ᄇ ᅩᄃ ᅡ ᄌ ᅥ ᆨᄀ ᅦ ᄎ ᅳ ᆨᄌ ᅥ ᆼᄃ ᅬᄂ ᅳ ᆫ ᄀ ᅥ ᆺᄋ ᅳ ᆫ ᄀ ᅡ ᆼᄉ ᅮᄋ ᅴ ᄒ ᅧ ᆼᄐ ᅢ (snow, fixed, rain)ᄂ ᅡ ᄋ ᅮᄅ ᅣ ᆼᄀ ᅨᄋ ᅴ ᄌ ᅩ ᆼ ᄅ ᅲ ᄀ ᅳ ᄅ
ᅵᄀ ᅩ ᄀ ᅩ ᆼ ᄀ ᅡ ᆫᄌ ᅥ ᆨᄋ ᅵ ᆫ ᄐ ᅳ ᆨᄉ ᅥ ᆼᄋ ᅦ ᄋ ᅴᄒ ᅢ ᄀ ᅡ ᆼᄉ ᅮᄅ ᅣ ᆼᄋ ᅴ ᄌ ᅥ ᆼᄒ ᅪ ᆨ ᄒ ᅡ ᆫ ᄎ ᅳ ᆨᄌ ᅥ ᆼᄋ ᅵ ᄋ ᅥᄅ ᅧ ᆸᄀ ᅵ ᄄ ᅢᄆ ᅮ ᆫ ᄋ ᅵᄃ ᅡ (Nitu, 2013). ᄋ ᅵᄂ ᅳ ᆫ ᄀ ᅡ ᆼᄉ ᅮᄅ ᅣ ᆼ ᄋ
ᅴ ᄉ ᅩ ᆫᄉ ᅵ ᆯᄋ ᅳ ᆯ ᄇ ᅡ ᆯᄉ ᅢ ᆼᄉ ᅵᄏ ᅵᄂ ᅳ ᆫ ᄀ ᅨᄐ ᅩ ᆼ ᄋ ᅩᄎ ᅡ (systematic errors) ᄄ ᅢᄆ ᅮ ᆫ ᄋ ᅵᄆ ᅧ, ᄋ ᅵ ᆯᄇ ᅡ ᆫᄌ ᅥ ᆨᄋ ᅳᄅ ᅩ ᄀ ᅩᄎ ᅦ ᄀ ᅡ ᆼᄉ ᅮᄅ ᅣ ᆼᄋ ᅴ ᄀ ᅨᄐ ᅩ ᆼ ᄋ ᅩᄎ ᅡ ᄂ
ᅳ ᆫ ᄇ ᅩᄐ ᅩ ᆼ ᄋ ᅢ ᆨᄎ ᅦ ᄀ ᅡ ᆼᄉ ᅮᄅ ᅣ ᆼᄇ ᅩᄃ ᅡ ᄏ ᅳᄃ ᅡᄀ ᅩ ᄋ ᅡ ᆯᄅ ᅧᄌ ᅧ ᄋ ᅵ ᆻᄃ ᅡ. ᄇ ᅩ ᆫ ᄋ ᅧ ᆫᄀ ᅮᄋ ᅦᄉ ᅥᄂ ᅳ ᆫ ᄇ ᅡᄅ ᅡ ᆷᄋ ᅦ ᄋ ᅴᄒ ᅡ ᆫ ᄀ ᅩᄎ ᅦ ᄀ ᅡ ᆼᄉ ᅮᄅ ᅣ ᆼᄋ ᅴ ᄋ ᅥ ᆫᄃ ᅥᄏ ᅢᄎ ᅵ (under-catch)ᄅ ᅳ ᆯ ᄋ ᅡ ᆯᄋ ᅡᄇ ᅩᄀ ᅩ, ᄀ ᅧᄋ ᅮ ᆯ ᄋ ᅦ ᄂ ᅢᄅ ᅵᄂ ᅳ ᆫ ᄆ ᅩᄃ ᅳ ᆫ ᄀ ᅡ ᆼᄉ ᅮᄋ ᅴ ᄒ ᅧ ᆼᄐ ᅢ (snow, mixed, rain)ᄋ ᅦ ᄃ ᅢᄒ ᅡᄋ ᅧ ᄋ ᅧ ᆫᄉ ᅩ ᆨ ᄌ ᅩ ᄌ ᅥ
ᆼᄒ ᅡ ᆷᄉ ᅮᄅ ᅳ ᆯ ᄉ ᅩᄀ ᅢᄒ ᅡᄋ ᅧ ᆻᄃ ᅡ. ᄋ ᅵᄅ ᅳ ᆯ ᄋ ᅱᄒ ᅢ ᄀ ᅩᄎ ᅡ ᆼ ᄑ ᅭᄌ ᅮ ᆫ ᄀ ᅵᄉ ᅡ ᆼ ᄀ ᅪ ᆫᄎ ᅳ ᆨ ᄉ ᅩᄋ ᅦᄉ ᅥ ᄎ ᅳ ᆨᄌ ᅥ ᆼᄃ ᅬ ᆫ ᄃ ᅦᄋ ᅵᄐ ᅥᄅ ᅳ ᆯ ᄉ ᅡᄋ ᅭ ᆼ ᄒ ᅡᄋ ᅧ ᆻᄀ ᅩ, ᄀ ᅢ ᆨᄀ ᅪ ᆫᄌ ᅥ ᆨᄋ ᅳᄅ ᅩ ᄃ
ᅦᄋ ᅵᄐ ᅥᄅ ᅳ ᆯ ᄀ ᅡᄌ ᅡ ᆼ ᄌ ᅡ ᆯ ᄉ ᅥ ᆯᄆ ᅧ ᆼᄒ ᅡᄂ ᅳ ᆫ ᄆ ᅩᄒ ᅧ ᆼᄋ ᅳ ᆯ ᄉ ᅥ ᆫᄐ ᅢ ᆨᄒ ᅡᄀ ᅩ ᄑ ᅧ ᆼᄀ ᅡᄒ ᅡᄀ ᅵ ᄋ ᅱᄒ ᅢ ᄇ ᅦᄋ ᅵᄌ ᅵᄋ ᅡ ᆫ ᄇ ᅮ ᆫᄉ ᅥ ᆨᄋ ᅳ ᆯ ᄋ ᅵᄋ ᅭ ᆼ ᄒ ᅡ ᆯ ᄀ ᅥ ᆺᄋ ᅵᄃ ᅡ. ᄋ ᅵᄇ ᅥ ᆫ ᄋ ᅧ ᆫ ᄀ
ᅮᄂ ᅳ ᆫ ᄀ ᅡ ᆼᄉ ᅮᄅ ᅣ ᆼ ᄎ ᅳ ᆨᄌ ᅥ ᆼᄋ ᅦᄉ ᅥ Catch Ratioᄋ ᅴ ᄀ ᅨᄐ ᅩ ᆼᄌ ᅥ ᆨ ᄀ ᅮᄌ ᅩᄋ ᅦ ᄃ ᅢᄒ ᅡ ᆫ ᄐ ᅩ ᆼ ᄀ ᅨᄌ ᅥ ᆨ ᄇ ᅮ ᆫᄉ ᅥ ᆨᄋ ᅳ ᆯ ᄇ ᅩᄋ ᅧᄌ ᅮᄋ ᅥ ᆻᄃ ᅡ.
ᄌ
ᅮᄋ ᅭᄋ ᅭ ᆼ ᄋ ᅥ: ᄀ ᅪ ᆫᄎ ᅳ ᆨ ᄀ ᅡ ᆼᄋ ᅮ ᄉ ᅩ ᆫᄉ ᅵ ᆯ, ᄇ ᅦᄋ ᅵᄌ ᅵᄋ ᅡ ᆫ ᄇ ᅮ ᆫᄉ ᅥ ᆨ, ᄋ ᅧ ᆫᄉ ᅩ ᆨ ᄌ ᅩᄌ ᅥ ᆼᄒ ᅡ ᆷᄉ ᅮ, ᄋ ᅮᄅ ᅣ ᆼᄀ ᅨ ᄌ ᅡᄅ ᅭ.
1. 서론 ᄀ
ᅡᆼ수량은 지구상의 물에 대해 연구하는 수문모델링과 수증기의획득, 강수량에 의한 소비 등의 수분 ᄉ
ᅮ지 연구에 있어서 중요한 요소이다. 포괄적이고 최적의 수분수지관찰을위해서는정확한 강수량 데 ᄋ
ᅵ터 이용이 필요하다. 하지만 우량계를 통해서 측정된강수량은정확도에 대한 문제가 발생하게된다.
ᄄ
ᅡ라서 세계기상기구 (WHO)는정확한 기상관측을위해 일반적인 지침을제공하며 (WMO, 2008), 강 ᄉ
ᅮ 측정의 정확성을 높이기 위한 새로운강수 우량계에 대한 연구 (Strangeways, 2004), 고체형 강수 측 저
ᆼ의 정확도를평가 (Lee, 2014)등의 정확한 강수량 측정을위한 연구가활발하게 이루어지고 있다.
이
ᆯ반적으로 우량계로 측정된강수량은지상에 도달한 실제 강수량보다 적게관측된다. 측정된강수량 ᄋ
ᅵ 실제 강수량 보다 적게 측정되는관측강우 손실은강수의 형태 (snow, fixed, rain)나 우량계의 종 ᄅ
ᅲ 그리고 공간적인 특성에 의해 강수량의 정확한 측정이 어렵기 때문이다 (Nitu, 2013). 이는강수량의 ᄉ
ᅩᆫ실을발생시키는계통오차 (systematic errors) 때문이며, 일반적으로 고체 강수량의 계통오차는보통 애
ᆨ체 강수량보다 크다고 알려져 있다. 계통오차는수집구 위에서의 바람의 작용, 강수 저장 용기 내부 ᄋ
ᅦ서의 습윤 손실, 더운기후에서의 저장 용기로부터 증발, 강수량의 흔적, 기계적 오차, 강수가 수집구 ᄋ
ᅴ 안팎으로 튀는현상 그리고 눈이 바람에 날리거나 날려서 쌓이는오차 등을포함한다 (WMO, 2008).
†
ᄇ ᅩ ᆫ ᄂ ᅩ ᆫᄆ ᅮ ᆫᄋ ᅳ ᆫ ᄌ ᅦ 1ᄌ ᅥᄌ ᅡᄋ ᅵ ᆫ ᄇ ᅡ ᆨᄋ ᅧ ᆼᄋ ᅮᄋ ᅴ ᄉ ᅥ ᆨᄉ ᅡᄒ ᅡ ᆨᄋ ᅱ ᄂ ᅩ ᆫᄆ ᅮ ᆫ ᄌ ᅮ ᆼ ᄋ ᅵ ᆯᄇ ᅮᄅ ᅳ ᆯ ᄌ ᅥ ᆼᄅ ᅵᄒ ᅡ ᆫ ᄀ ᅥ ᆺᄋ ᅵ ᆷ.
1
(41566) ᄃ ᅢᄀ ᅮ ᄀ ᅪ ᆼᄋ ᅧ ᆨᄉ ᅵ ᄇ ᅮ ᆨ ᄀ ᅮ ᄃ ᅢᄒ ᅡ ᆨᄅ ᅩ 80 ᄀ ᅧ ᆼᄇ ᅮ ᆨ ᄃ ᅢᄒ ᅡ ᆨᄀ ᅭ ᄐ ᅩ ᆼ ᄀ ᅨᄒ ᅡ ᆨᄀ ᅪ, ᄉ ᅥ ᆨᄉ ᅡᄀ ᅪᄌ ᅥ ᆼ.
2
(41566) ᄃ ᅢᄀ ᅮ ᄀ ᅪ ᆼᄋ ᅧ ᆨᄉ ᅵ ᄇ ᅮ ᆨ ᄀ ᅮ ᄃ ᅢᄒ ᅡ ᆨᄅ ᅩ 80 ᄀ ᅧ ᆼᄇ ᅮ ᆨ ᄃ ᅢᄒ ᅡ ᆨᄀ ᅭ ᄐ ᅩ ᆼ ᄀ ᅨᄒ ᅡ ᆨᄀ ᅪ, ᄌ ᅩᄀ ᅭᄉ ᅮ.
3
ᄀ ᅭᄉ ᅵ ᆫᄌ ᅥᄌ ᅡ: (41566) ᄃ ᅢᄀ ᅮ ᄀ ᅪ ᆼᄋ ᅧ ᆨᄉ ᅵ ᄇ ᅮ ᆨ ᄀ ᅮ ᄃ ᅢᄒ ᅡ ᆨᄅ ᅩ 80 ᄀ ᅧ ᆼᄇ ᅮ ᆨ ᄃ ᅢᄒ ᅡ ᆨᄀ ᅭ ᄐ ᅩ ᆼ ᄀ ᅨᄒ ᅡ ᆨᄀ ᅪ, ᄇ ᅮᄀ ᅭᄉ ᅮ.
E-mail: [email protected]
ᄇ
ᅡ람에 의해 강수가 수평적으로 휘날리는현상 등, 강수량관측에서 바람은강수량을과소 추정하는가 ᄌ
ᅡᆼ큰환경적 요인이다 (WMO, 2008). 특히, 눈은비에 비해 바람에 쉽게 잘 휘날리므로 고체형 강수는 애
ᆨ체형 강수보다 풍속에다 더 많은영향을받는다 (Goodison 등, 1998).
ᄌ
ᅵ면에서 적설량과 무게의 실시간 추정은수문학 예측과 기상 예측에 필요로 되어진다. 이는하천 저 ᄉ
ᅮ지 유입 예측에 대해 주요한 정보이고, 수치 예보 모델의 표면변수로써 민감하다고 할 수 있다. 일반 ᄌ
ᅥᆨ으로, 자동 우량계는바람이 부는 곳에서 고체 강수량이 과소 추정되는경향이 있다. 만약 우량계가 ᄌ
ᅦ대로 설치되고 올바르게 작동한다면, 이러한 편향은대부분우량계의 기체역학과관련되어있다. 눈의 ᄌ
ᅩ정곡선은 일반적으로 관심 지역에 위치하고 있는기상관측소에서 검정게이지와 상호비교실험을 통한 ᄐ
ᅩ
ᆼ계적 회귀를이용하여 추정된다.
ᄋ
ᅵ 연구의 목표는바람에 의한 고체 강수량의 언더캐치 (under-catch)를알아보고, 겨울에 내리는모 드
ᆫ강수의 형태 (snow, mixed, rain)에 대하여 연속조정함수를찾아내는것이다. 이를위해 고창 표준 ᄀ
ᅵ상관측소에서 측정된데이터를사용할 것이며, 객관적으로 데이터를가장 잘 설명하는모형을선택하 ᄀ
ᅩ 평가하기 위해 베이지안 분석을 이용할 것이다. 이번 연구는강수량 측정에서 Catch Ratio의 계통 ᄌ
ᅥᆨ 구조에 대한 통계적 분석을보여줄것이다 (Kim과 Kim, 2012; Lee와 Kim, 2016).
2. 자료의 관측장소와 측정방법
2.1. 강수량 관측장소 ᄀ
ᅩ창 표준기상관측소는위도 35°20’, 경도 126°35’, 고도 52.0m에 위치한다. 모든기상관측장비들은 ᄃ
ᅢ략 7000m2의 평평한 대지에 설치되어 있다. 기상관측장소는겨울철 시베리아 고기압의 영향력이확 ᄃ
ᅢ되는 북서풍에 의해 12월에서 1월까지 많은 눈이관측되는 곳이다. 관측 시설은 강수량과 적설량의 ᄉ
ᅡᆼ호비교를위해 고안되었고, 종관기상관측장비 (automated surface observing system; ASOS)는 관 ᄎ
ᅳ
ᆨ장소의 남동쪽에서 위치하고 있다. SPICE (the solid precipitation intercomparison experiment) ᄑ
ᅳ로그램에서, 바람의 영향을 최소화하기 위해 DFIR (double fence intercomparison reference)안에 Tretykov 바람막이를 설치한 자동우량계인 Pluvio400를 검정우량계로 이용한다 (WMO, 2008). 다 ᄅ
ᅳ
ᆫ자동우량계들은 DFIR이 설치되지 않은관측장소에 위치하고 있으며 144m2에 설치되어있다. Ta- ble2.1은 고창 관측지역 자동우량계의 구성, 바람막이와 수집구의 높이를 요약정리 하였다. 바람막이 ᄅ
ᅩ는 Single alter, Tretykov, PIT, DFIR이 설치되었고, 각각의 자동우량계는다른 높이로 설치되어 있 ᄃ
ᅡ. 눈이 많이 발생하고 종종강풍이 동반되는장소에서는고체형 강수에 대한 바람의 영향을연구하는 ᄃ
ᅦ 있어 특이한 데이터들을가져다준다.
