일반기술

WPMM 방법에 의한 정량적 레이더-AWS 강우강도 산출 시스템 구축

단시간에 발달하는 강우 시스템에 대한 분석과 예측을 위하여서는 고분해능을 가진 정량적인 강우강도 자료가 요구되고 있다. 고분해능의 지상 강우강도 자료를 추정하기 위한 방법으로는 강수와 구름 입자를 관측하는 기상레이더의 반사도 자료로부터 강우강도로 환산하는 방법이 널리 이용된다. 강우량계에서 측정되는 강우량 자료는 관측자료 이므로 자료의 정확성은 있지만 공간 분해능에 한계가 있고, 기상 레이더는 상공의 강우 입자에 의한 반사도로부터 강우강도를 추정하기 때문에 그 정확도는 떨어지지만 넓은 영역에 대해 고분해능 자료를 제공 할 수 있다. 이러한 강우량 산출에 대한 측정 장비의 한계를 극복하고 고분해능 강우강도를 추정하기 위한 방법으로 WPMM (Rosenfeld et al., 1993)이 최근에 많이 연구되고 있다. WPMM은 우량계에서 관측된 강우강도와 우량계에 근접한 영역의 레이더 반사도를 각각 대응시켜 확률밀도함수로 재산정하여 반사도인자(Z)와 강우강도(R)와의 관계식인 Z-R 관계식을 추정하는 방법이다(Rosenfeld et al., 1993). 레이더 반사도 자료와 우량계 강우 자료를 이용한 고해상도 정량적 강우강도를 산출하기 위한 WPMM은 실시간으로 강수시스템의 특성에 따라 Z-R 관계식을 산출하여 고해상도의 강우강도를 추정한다(석미경 등, 2005). 실시간으로 산출되는 고해상도의 정량적 강우량 자료는 예측모델의 상세화와 수문모델의 정량적인 강수자료의 활용에 기여한다.기상연구소에서는 디지털 예보지원 및 현업화의 일환으로 실시간 고해상도 레이더 분석 강우강도를 실시간으로 산출하고 검증하는 시스템을 구축하였다. 그리고 현업지원 가능성을 살펴보기 위하여 2005년 6월부터 10월까지 시험운영 기간을 두어 운영하였다. 시험운영을 거치면서 보다 정확하고 안정된 강우강도 산출 알고리즘이 개발 되었고 지속적인 개선 연구가 수행될 수 있는 기반을 마련하였다. 그리고 WPMM에 의한 정량적 레이더 강우강도 산출 알고리즘은 2006년부터 현업화에 적용될 예정이다. 산출된 강우량 자료의 품질을 평가하기 위하여 2005년 6월부터 8월까지 우량계의 관측 강우강도에 대한 WPMM에 의해 추정된 강우강도(이하 WPMM 강우강도)와 Z=200R1.6 관계식에 의해 추정된 강우강도(Marshall and Palmer, 1948; 이하 M-P 강우강도)를 비교하였다. 비교 방법은 통계적 방법의 여러 검증스코어를 가지는 정성적 검증과 정량적인 검증을 수행하였고 이러한 연구결과 바탕으로 자료의 정확도 향상 정도에 대하여 조사하였다.