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지구과학 > 대기모델링 및 예보
태풍분석 및 예보 시스템(Typhoon Analysis & Prediction System, TAPS)은 수작업으로 이루어지던 기존의 태풍정보 및 진로도 작성을 예보관이 PC에서 좀 더 손쉽게 작업할 수 있으며, 문서로 기록 보관되었던 과거 태풍정보를 디지털화하여 과거태풍을 검색 및 표출할 수 있는 환경을 구축하기 위하여 개발되었다. 태풍 정보의 제공이라는 측면에서 TAPS는 각 태풍에 대한 세부 정보를 제공하는 분석 모드, 과거 태풍에 대한 정보를 통합적으로 제공하는 DB 모드, 현재 발효중인 태풍에 대한 각종 예보 모델들의 정보를 제공하는 예보 모드로 구성되어 사용자의 필요에 따라 다양한 정보를 제공받을 수 있도록 만들어졌다. TAPS의 개발은 기상연구소 원격탐사연구실 용역사업의 일환으로 2001년도에 시작되어 2003년 ‘슈퍼컴을 활용한 예보 능력 향상연구’ 중의 세부과제인 ‘태풍정보생산 및 예보기술 개발’을 통해 완료되었다. 그 개발 내역을 간략히 살펴보면, 2001년도에는 TAPS의 분석 모드, DB 모드, 예보 모드의 기본적인 틀이 구축되었으며, 2002년도에는 실제적으로 태풍 예보가 수행되는 예보 모드의 기능이 중점적으로 개발되었다. 2003년도 예보모드에 대한 개발이 중점적으로 이루어졌는데, 2003년 6월에 '태풍예보 지원반'이 구성되고 TAPS의 협업화를 추진하면서 그 개발이 가속화되었다. 현재 TAPS는 완전 현업화에 앞서 기존 태풍 예보 방법과 병행하여 그 성능을 시험하는 단계에 있으며, 그 과정에서 작업의 편리성과 신속성을 인정받고 있다. 이를 위해 예보관실을 대상으로 TAPS 사용자 교육이 수차례 실시되었으며, 태풍 예보 업무의 활용 증대를 위하여 매뉴얼이 작성되었다. 또한 TAPS 게시판(http://www.typhoon.or.kr/taps/)이 운영되고 있는데, 이를 통해 TAPS 클라이언트 프로그램과 매뉴얼등을 다운로드 받을 수 있을 뿐만 아니라, TAPS에 대한 여러 가지 의견을 교환하면서 사용자와 개발자가 함께 공유할 수 있는 공간으로 적극 활용되고 있다. TAPS의 분석모드는 태풍에 대한 세부적인 정보를 제공한다. 구체적으로 지위고도 및 와도/유선 자료, 태풍의 위치 정보, 최대 풍속(30kt 반경)에 대한 그래프 자료, RSMC와 JTWC 전문등이 제공되는데, 한 화면에 체계적으로 표출함으로써 사용자가 한 눈에 각종 정보를 검색할 수 있도록 돕는다. TAPS의 DB 모드는 과거 태풍들에 대한 정보를 제공한다. 이를 통해 일정한 조건에 따라 과거의 태풍들을 검색할 수 있으며 검색된 태풍들을 한 눈에 파악할 수 있고 태풍의 세부 정보들을 비교할 수 있다. TAPS의 예보 모드는 예보관이 실제 예보를 내리는 작업을 최대한 간소화하고 예보를 내리기 위한 근거를 편리하게 제공하는 것을 목적으로 하는 부분이다. 예보 모드에서는 현재 발효 중인 태풍과 다양한 모델들의 데이터를 검색할 수 있다. 현재 G213, G106, BATS, MM5, JGSM, JTYM, JTWC, RSMC, KMA(지난 태풍 정보 내용) 모델의 예측 결과가 제공되고 있어 각 모델들이 과거에 내렸던 예측값을 참고할 수 있다. 이러한 예측 결과는 그래픽으로 표출되어 예보관의 판단을 도울 수 있으며, 그래픽 모드에서 작성된 진로도는 통보문의 형태로 전화되어진다. 다양한 태풍 정보의 통합적인 제공과 태풍 예보 생산 작업의 편리성으로 인해 의사 결정을 위한 숙고의 시간을 제외한 모든 작업이 단지 수 분만에 이루어질 수 있는 발전된 작업 환경이 제공된다면, 예보관은 태풍 예보를 위한 잡다한 수작업에서 벗어나 가장 중요한 작업인 의사 결정에 좀 더 시간과 노력을 투자할 수 있을 것이다. 따라서 TAPS의 도입은 예보의 신속성과 질적 향상에 적지 않은 기여를 하리라고 기대된다.
- 보유기관
- 기상청기상연구소
- 등록일
- 2004-04-28
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동아시아 지역의 황사농도에 대한 48시간 단기예측 모델링 으로서 황사의 발생, 수송, 침착과정을 모의하는 기술이다. 발원지 정보를 고비, 모래, 황토, 혼합토양으로 총 4개를 고려하여 지표의 미기상학적인 요소들을 GTS 기후자료로 복원하였다. 기상청에서 제공하고 있는 상세기상장을 기반으로 고비사막, 황토고원 및 최근에 급속히 사막화가 추진되고 있는 내몽골고원의 황사현상도 잘 모의하고 있다. 극심한 황사현상이 있었던 2002년의 경우 외국의 예측모델은 내몽골고원에서 발원한 황사현상을 잘 모의하지 못하는 반면 이 모델은 뚜렷한 발원현상을 확인할수 있었다. 서울대학교 박순웅교수팀과 공동연구한 모델로서 현재 우리나라에서 유일한 기술이다. 기상청 수치예보과에서 제공하고 있는 MM5기반의 지역상세기상장을 토대로 48시간 단기황사예측이 가능하며 2003년부터 기상청 인트라넷에서 시험운영되고 있다. 2003년부터 전세계의 황사예보모델을 비교하는 워크숍에 참석하여 좋은 평가를 받고 있다. 앞으로 전지구기상장을 토대로 지구규모의 먼지이동 예측모의에도 활용될 수 있을 것이다.
- 보유기관
- 기상연구소
- 등록일
- 2004-04-28
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3개월 예측시스템은 기상연구소 대기모델 (METRI AGCM, MEteorological Research Institute Atmospheric General Circulation Model)을 기반으로 시간지연법(Lagged Average)에 의한 앙상블 예측시스템을 구축한 것으로, 약 1달의 선행시간(lead time)을 가지고 모델을 적분하여 매월 3개월을 예측하는 것이다.3개월 예측시스템의 기후모델인 METRI AGCM은 YONU (Yonsei University) AGCM ST15를 기초로 개선된 것으로 전구 규모 역학 과정을 수치 모의하는데 사용되는 기상연구소 대기 대순환 모델이다. YONU AGCM ST15은 미국 일리노이 대학교 (UIUC) 모델의 물리과정과 일본 기상연구소 (MRI) 모델의 역학 과정을 모체로 하여 1992년부터 연세대학교에서 개발한 모형으로, 대류권 8층 (대기경계층 3층)과 성층권 7층으로 구성되어있다. 2000년부터 기상연구소는 YOUNU AGCM을 개선시켜 대류권 10층 (대기경계층 4층)과 성층권 7층으로 연직층수를 상세화하고, 적운 대류 모수화 방안에서 앙상블 구름 모델을 단일 구름 모델로 변형시켰다. 2002년에는 복사 과정 모수화에 있어 부분적 개선 작업 (지표 알베도 수정, 구름 광학 깊이 수정, 배경 에어로졸 효과, 델타-에딩턴 2-stream 방법과 관련된 선형 방정식을 푸는데 있어 새로운 방안 도입)이 이루어 졌으며, 그 외 김정우 외(2002)의 방법에 따라 지표바람 계산 방법을 수정하고, 지면 간극빙을 고려하였다. 2006년 현재는 복사 물리 과정과 지면 물리 과정을 최신 방법으로 대체하는 노력을 기울이고 있다.기상연구소 3개월 예측시스템은 METRI AGCM을 기반으로 시간 지연 평균 예보법 (Lagged Average Forecast)을 이용한 10개의 앙상블 멤버로 이루어진다. 모델의 초기조건으로는 u (동서바람), v (남북바람), T (온도), q (비습), Ps (지표 기압), Ts (지표 기온) 등이 사용된다. 기본적으로 12시간 간격의 NCEP/NCAR 재분석 자료가 초기 조건으로 이용되며, 모델 해상도에 맞추어 수평-연직으로 선형 내삽해서 사용한다. 경계 조건은 크게 해수면온도, 해빙 (SIC; Sea Ice Condition)으로 구성된다. AGCM을 이용한 예측에 있어 가장 중요한 경계조건으로 여겨지는 해수면 온도의 경우 선박과 부이 (buoy)로부터 얻은 지상 관측과 인공위성 관측 자료를 경험적 직교함수와 최적 내삽 방법 (optimum interpolation)을 이용하여 재구성한 monthly OISST (optimum interpolated sea surface temperature)를 이용한다. 이 때, 예측 과정에서는 해수면 온도가 예측 시작 시기의 아노말리가 예측 기간 동안에 큰 변화가 없다는 가정 아래 해수면 온도 기후값에 예측 시작 시기의 편차 (anomaly)를 더하여 예측 기간동안 사용하는 편차 지속 (anomaly persistent) 방법이 사용된다. 해빙 (SIC)의 경우 기후값이 사용된다. 모델을 적분한 후에 편차 예측 (anomaly prediction)을 위해서 사용되는 모델의 기후값 (model climatology)은 1979년～2002년의 총 24년 동안의 SMIP/HFP (Seasonal Model Intercomparison Project/Historical Forecast Project) type의 모델 자료를 평균하여 얻어진다. 이러한 내용을 간단히 정리하면 아래와 같다. - 초기조건: NCEP/NCAR 재분석 자료 - 경계조건: Persisted SST anomaly from monthly OISST - 앙상블 멤버: 10 member - 앙상블 방법: 12hourly lagged Initial Conditions - 기후값: 1979-2002년 SMIP/HFP type hindcast data
- 보유기관
- 기상청기상연구소
- 등록일
- 2006-08-09
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기상연구소 원격탐사연구실에서 운영하는 실황모형과 기상청 수치예보과의 현업 중규모 모형의 예측 강수를 병합하여 보다 현실적이고 정량적인 강수를 산출하고자 하는 기술이다. 이를 위해 일본 현업 실황 모형인 VSRF에서 이용하는 패턴 거리의 개념과 쌍곡선 탄젠트 함수에 대한 원리를 도입하여 활용하였다.일본 실황모형에서의 쌍곡선 탄젠트 함수의 이용은 예측 시간이 지남에 따라 중규모 모형에 곱해지는 가중치를 증가시켜주게 된다. 이와 같이 두 자료의 병합을 통해서 정량적 강수 산출 뿐만 아니라 강수의 연속성을 유지하는 기술이다.강수병합 기법은 크게 패턴거리의 계산, 공간적 가중치 산출, 시간전 가중치 산출, 그리고 이를 이용한 강수 병합으로 이루어진다. 패턴거리는 2차원적인 강수의 위치가 얼마만큼 불일치하는가를 의미한다. 공간적 가중치는 위에서 산출되는 VSRF와 중규모 모형의 패턴 거리의 비율을 나타낸다. 이렇게 구해지는 공간적 가중치는 예측 강수 병합에 이용되게 된다. 시간적 가중치는 시간에 따른 가중치를 모형의 예측 강수 값에 얼마만큼 곱해 줄지를 결정하게 된다. 이때 사용되어지는 식이 쌍곡선 탄젠트 함수로 0과 1사이의 값을 가지게 된다. 이와 같은 시공간적 가중치를 통해서 두 예측 모형의 가중치를 결정하게 되며 이를 통하여 병합된 예측강수가 결정되어지게 된다.
- 보유기관
- 국립기상연구소
- 등록일
- 2006-08-10
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지구과학 > 대기모델링 및 예보
기상연구소에서는 1999년부터 국지분석시스템과 중규모 모델을 결합한 단시간 분석 및 예측체계를 구축하였으며, 각 지방기상청의 단시간 예측시스템을 운영해오고 있다. 이를 기반으로 기상청 예보분석시스템으로의 지원을 위한 클러스터 시스템에 1시간 간격의 3차원 분석시스템을 구축하게 되었다. 이를 위해 레이더, 낙뢰 관측자료를 포함하는 물리적초기화 기법을 적용하여 매 시간 간격의 강수예측체계를 구축하였다. 매시간 간격의 분석에 있어서 가장 중요한 것은 활용가능한 관측자료의 실시간 수신체계인데 이를 위해 수신 시스템을 변경하고 자료 처리과정을 새롭게 하는 기법을 개발하게 되었다.국지분석시스템은 기상청 전지구모델 자료를 경계자료로 18km 격자의 모형이 6시간 사이클 체계로 수행되고, 이때 6km 격자 모형이 18km 격자 모형의 분석장을 이용하여 둥지격자로 수행된다. 6km 격자 모형 결과자료는 6시간 예측 시간을 가지며 국지분석시스템의 배경장으로 사용된다. 1시간 간격의 분석을 위해 활용가능한 관측자료의 수신 시스템을 변경하고 자료처리 과정을 개선하였다. 또한 생산된 자료를 예보관에게 보다 효과적으로 제공하기 위하여 기상청에서 개발하고 있는 예보분석시스템을 통해 표출될 수 있도록 인터페이스를 개발하였다.
- 보유기관
- 국립기상연구소
- 등록일
- 2006-08-10
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수치모델의 자료동화과정에서 요구되어지는 FTP 방식의 관측자료 송수신 체계를 관측자료 DB서버와 클라이언트 서버간의 소켓 통신을 이용한 자료 전송 체계로 개선하여 관측자료 송수신 속도 개선 및 처리 용량을 최소화한 자료처리 모듈임. 관측 자료별 독립적 자료전송기능, 소켓통신을 통한 자료전송기능, 관측자료 packing 기능(Segmentation)을 가지고 있음.
- 보유기관
- 국립기상연구소
- 등록일
- 2007-12-26
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기상수치모델이 가지고 있는 불확실성을 최소화하기 위하여 다중모델 앙상블 예측을 수행하여, 앙상블 멤버의 최적가중치를 구하는 방법으로 전역최적화 기법(유전알고리즘)을 적용한 프로그램임. 앙상블 멤버를 이용한 강수예측, 유전 알고리즘을 이용한 최적가중치산출, 앙상블 멤버 훈련기능을 가지고 있음.
- 보유기관
- 국립기상연구소
- 등록일
- 2007-12-26
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지구과학 > 대기모델링 및 예보
# 프로그램의 특징 : 리눅스 서버상에서 운영 중인 수치모델을 웹 기반의 GUI를 통해 관리 및 자동 처리할 수 있도록 구성된 프로그램임.# 주 요 기 능 : 대화형 모드에서 대상 영역 설정 기능,수치모델 운영상의 과정 선택 등 각종 메뉴의 GUI 작성, 수치모델의 자료흐름에 따른 조건부 실행 기능# 사 용 방 법 : 사용자 인터페이스 응용 프로그램 운영 도구 등을 통하여 인터넷 웹 환경하에서 구동됨.
- 보유기관
- 국립기상연구소
- 등록일
- 2008-08-12
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