The Weather Characteristics of Frost Occurrence Days for Protecting Crops against Frost Damage

서리 피해 방지를 위한 서리 발생일의 기상 특성에 대한 연구

  • Kwon, Young-Ah (Energy Policy Division, Environmental Protection Headquarters, Seoul Metropolitan Government) ;
  • Lee, Hyo-Shin (Climate Research Laboratory, National Institute of Meterorological Research, KMA) ;
  • Kwon, Won-Tae (Climate Research Laboratory, National Institute of Meterorological Research, KMA) ;
  • Boo, Kyung-On (Climate Research Laboratory, National Institute of Meterorological Research, KMA)
  • 권영아 (서울특별시 맑은환경본부 에너지정책담당관) ;
  • 이효신 (기상청 국립기상연구소 기후연구팀) ;
  • 권원태 (기상청 국립기상연구소 기후연구팀) ;
  • 부경온 (기상청 국립기상연구소 기후연구팀)
  • Published : 2008.12.31

Abstract

The main objective of the study was to analyze the weather conditions of frost occurrence for protecting crops against frost damage in Korea. The primary data used for the analysis of meteorological characteristics of frost occurrence days are the airmass pattern, minimum temperature, grass minimum temperature, daily temperature range, relative humidity, minimum relative humidity, mean wind speed in autumn and spring. Frost often occurs when the migratory anticyclone passes the southwest of Korea. The importance of grass minimum temperature measurements for agricultural purposes has previously been recognized. The grass minimum thermometer is capable of detecting ground frosts which are often not recorded by the minimum thermometer. The minimum temperature of frost occurrence days is above $0^{\circ}C$ in the coastal area, but the grass minimum temperature of frost occurrence days is below $0^{\circ}C$ in the whole area. The daily temperature of frost occurrence days is about 9 to $12^{\circ}C$ in the coastal area and is over $14^{\circ}C$ in the inland area. The minimum relative humidity of frost occurrence days is about 30 to 50%. The mean wind speed of frost occurrence days is less than 2m/sec.

본 연구는 서리에 의한 피해를 최소화하기 위하여 서리 발생일의 기상 요소별 특성을 분석하여 서리가 발생할 수 있는 기상 조건을 파악하였다. 첫서리 현상이 발생하는 시기인 가을과 마지막 서리 현상이 나타나는 봄으로 나누어 서리 현상일의 기압계 유형, 최저기온, 초상최저기온, 일교차, 평균 상대습도, 최소상대습도, 평균 풍속 자료를 분석에 이용하였다. 기압계 유형별로는 우리나라 남서쪽에 중심을 둔 이동성 고기압의 영향을 받고 있을 때 서리 현상은 가장 잘 발생했다. 초상최저기온은 지표에 발생하는 서리 현상을 감지하기 때문에 농업적 목적으로는 최저기온보다 더 중요하다. 본 연구에서도 해안지역의 경우는 최저기온이 영상이어도 서리가 발생했으나 서리 발생일의 초상최저기온은 모든 지역에서 영하였다. 서리 현상일의 일교차는 내륙 지역은 $14^{\circ}C$ 이상이었으며, 해안 지역은 $9{\sim}12^{\circ}C$이었다. 서리 현상이 발생하기 위한 최소상대습도는 $30{\sim}50%$였으며, 내륙 지역이 해안 지역보다 낮았다. 풍속은 약할수록 서리가 발생하기 쉬우므로 대부분 지역에서 서리가 발생한 날의 평균 풍속은 2m/sec 이하였으며 일부 도서 지역과 해안 지역에서는 $4{\sim}6m/sec$를 나타냈다.

Keywords

References

  1. 강만석, 1979, '한국의 기압배치기후학적 고찰,' 연구논문집(대구효성카톨릭대학교), 21(2), 131-146
  2. 강안석.윤진일.정용상.谷信輝, 1986, '봄철 양평지역의 지형 및 고도에 따른 일 최저기온의 분포,' 한국토양비료학회지, 19(4), 339-344
  3. 권영아, 1995, 한국의 서리현상의 기후학적 특성, 건국대학교 석사학위 청구논문
  4. 권영아, 2006, '최근 한국의 서리 현상의 공간 분포와 시계열 변화 경향,' 대한지리학회지, 41(3), 361-372
  5. 권은영.정재은.서형호.윤진일, 2004, '전자기후도를 이용한 고품질 사과생산 후보지역 탐색,' 한국농림기상학회지, 6(3), 170-176
  6. 기상연구소, 2003, 기후변화협약 대응 지역기후 시나리오 산출기술개발(II), 기상연구소
  7. 문승의.엄향희, 1980, '한국의 계절 구분,' 한국기상학회지, 16(1), 45-54
  8. 박광오, 2002, 안동지방 서리현상의 예보 가능성에 관한 고찰, 대구대학교 석사학위 청구논문
  9. 양진석, 1998, '한국의 춘계한발의 종관 기후학적 특성,' 한국지역지리학회지, 4(1), 43-56
  10. 윤성호.임정남.이정택.심교문.황규홍, 2001, '기후변화와 농업생산의 전망과 대책,' 한국농림기상학회지, 3(4), 220-237
  11. 이승호, 1995, '한반도 주변의 기압배치형에 의한 한국의 자연계절 구분,' 지리학연구, 26, 65-78
  12. 정유란.서형호.황규홍.황범석.윤진일, 2002, '냉기침강효과를 고려한 복잡지형의 최저기온 분포 추정,' 한국농림기상학회지, 4(3), 133-140
  13. 정유란.서희철.윤진일, 2004, '지형기후모형에 근거한 서리경보시스템 구축,' 한국농림기상학회지, 6(3), 164-169
  14. 정유란.서희철.윤진일.이광회, 2003, '일 최저기온 공간내삽을 위한 지형기후학적 최적 공간규모,' 한국농림기상학회지, 5(4), 261-265
  15. 황규홍.이정택.윤진일.허승호.심교문, 2001, '서리상습지 배 과수원에서의 야간 냉각 특성,' 한국농림기상학회지, 3(4), 206-214
  16. Avakyan. A. B., 1993, Influence of frosts on the delayed fluorescence of the leaves of plants grown in field conditions, Biophysics, 38(5), 899-902
  17. Avissar, R. and Mahrer, Y., 1987, Mapping Frost-Sensitive Areas with a Three-Dimensional Local-Scale Numerical Model. Part I: Physical and Numerical Aspects, Journal of Applied Meteorology, 27, 400-413 https://doi.org/10.1175/1520-0450(1988)027<0400:MFSAWA>2.0.CO;2
  18. Blennow, K., 1998, Modelling Minimum Air Temperature in Partially and Clear Felled Forest, Agricultural and Forest Meteorology, 91, 223-235 https://doi.org/10.1016/S0168-1923(98)00069-0
  19. Bonsal, B. R., Zhang, X., Vincent, L. A., and Hogg, W. D., 2001, Characteristics of daily and extreme temperatures over Canada, Journal of Climate, 14, 1959-1976 https://doi.org/10.1175/1520-0442(2001)014<1959:CODAET>2.0.CO;2
  20. Bootsma, A., 1976, Estimating grass minimum temperatures from screen minimum values and other climatological parameters, Agricultural Meteorology, 16, 103-113 https://doi.org/10.1016/0002-1571(76)90071-6
  21. Chmielewski, F-M., Muller, A., and Bruns, E., 2004, Climate change and trends in phenology of fruit trees and field crops in phenology of fruit trees and field crops in Germany, 1961-2000, Agricultural and Forest Meteorology, 121, 69-78 https://doi.org/10.1016/S0168-1923(03)00161-8
  22. Choe, U., 1996, The Tendency of Apple Cultivation for Main Competition Countries: The Tendency of American Apple Industry and the Corresponding Vision of kyoungbuk Apple Industry, Taegu Apple Research Institute
  23. Easterling, D. R., 2002, Recent changes in frost days and the frost-free season in the United States, Bulletin of the American Meteorological Society, 83(9), 1327-1332 https://doi.org/10.1175/1520-0477-83.9.1327
  24. Floor, C., 1989, Estimating grass minimum temperature and Probability of ground frost at Eelde (Netherlands), The Meteorological Magazine, 118, 261-265
  25. Frich, P., Alexander, L. V., della-Marta, P., Gleason, B., Haylock, M., Klein Tank, A., and Peterson, T., 2002, Global changes in climatic extremes during the 2nd half of the 20th century, Climate Research, 19, 193-212 https://doi.org/10.3354/cr019193
  26. Fuller, M. P., Grout, B. W. W., and Tapsell, C. R., 1989, The pattern of frost-hardening of leaves of winter cauliflower, Annual Applied Biology, 115, 161-170 https://doi.org/10.1111/j.1744-7348.1989.tb06823.x
  27. Heino, R., Brazdil, R., Forland, E., Tuomenvirta, H., Alexandersson, H., Beniston, M., Pfister, C., Rebetez, M., Rosenhagen, G., Rosner, S., and Wibig, J., 1999, Progress in the study of climate extremes in northern and central Europe, Climatic Change, 42, 151-181 https://doi.org/10.1023/A:1005420400462
  28. Jang, H. I., Park, S. J., Seo, H. H., Han, J. W., and Cho, M. D., 2001, Some characteristic phenomena of cold injury in peach (Prunus persica L. Barsch). Proceedings of 3rd Conference on Agricultural and forest meteorology, Korean Society of Agricultural and Forest Meteorology, 157-158
  29. Katz. R. W. and Murphy, A. H., 1982, Assessing the value of frost forecasts to orchardists: A dynamic decision-making approach, Journal of Applied Meteorology, 21, 518-531 https://doi.org/10.1175/1520-0450(1982)021<0518:ATVOFF>2.0.CO;2
  30. Kim, S. K., Park, J. S., Lee, E. S., Jang, J. H., Chung U., and Yun, J. I., 2004a, Development and use of digital climate models in northern Gyunggi Province - I. Derivation of DCMs from historical climate data and local land surface features, Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology, 6(1), 49-60
  31. Kim, S. K., Park, J. S., Lee, Y. S., Seo, H. C., Kim, K. S., and Yun, J. I., 2004b, Development and use of digital climate models in northern Gyunggi Province-II. Site-specific performance evaluation of soybean cultivars by DCM-based growth simulation, Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology, 6(1), 61-69
  32. Laughlin, G. P. and Kalma, J. D., 1987, Frost hazard assessment from local weather and terrain data, Agricultural and Forest Meteorology, 40, 1-16 https://doi.org/10.1016/0168-1923(87)90050-5
  33. Lindkvist, L. and Lindqvist, S., 1997, Spatial and Temporal Variability of Nocturnal Summer Frost in Elevated Complex Terrain, Agricultural and Forest Meteorology, 87, 139-153 https://doi.org/10.1016/S0168-1923(97)00021-X
  34. Morison, J. I. L. and Butterfield, R. E., 1990, Cereal crop damage by frosts, spring 1990, Weather, 45(8), 308-313 https://doi.org/10.1002/j.1477-8696.1990.tb05650.x
  35. Shin, B. W., Yoo, C. H., Cho, G. H., Jeong, J. H., Yu, S. J., and Rhee, G. S., 1996, Establishment of land suitability classification for lycium chinese cultivation, Journal of Agricultural Sciences, 38(1), 379-383
  36. Stewart, T. R., Katz R. W., and Murphy, A. H., 1984, Value of Weather Information: A Descriptive Study of the Fruit-Frost Problem, American Meteorological Society, 65, 126-137 https://doi.org/10.1175/1520-0477(1984)065<0126:VOWIAD>2.0.CO;2
  37. Takaichi, M., 1993, An analysis of nocturnal cooling and frost damage in tea plants in complex terrain using micro-scale topographic factors, Journal of Agricultural Meteorology, 48(5), 759-762 https://doi.org/10.2480/agrmet.48.759