• 한국전자통신학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.61-68
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• 2019

비기상 에코뿐만 아니라 강수와 같은 산란 효과가 큰 기상 에코는 윈드프로파일러 바람 자료의 오류를 유발한다. 강우 상황에서 윈드프로파일러의 도플러 스펙트럼에는 강우 신호와 대기 신호가 모두 첨두로 나타난다. 낙하하는 강우 입자에 의해서 강우 신호의 시선 속도가 매우 크게 나타난다. 강우에 의해 오염된 시선 속도는 수평 바람 벡터의 정확도를 낮추고 부정확한 기상 분석을 초래한다. 본 연구에서는 윈드프로파일러의 원시 데이터를 처리하는 알고리즘을 개발하였고, 강우 환경에서 도플러 스펙트럼에 대한 이중 첨두를 분리하여 강우 신호와 대기 신호를 구분하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.275-282
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• 2019

산이나 건물과 같은 지형지물에 의해 발생하는 클러터는 대기 상태와 무관한 오염된 자료로 간주된다. 클러터 신호를 줄이기 위한 기본적인 방법은 윈드프로파일러 주위에 클러터 펜스를 설치하는 것이다. 클러터 펜스가 윈드프로파일러 관측 자료에 미치는 효과를 조사하기 위해 클러터 펜스 설치 전과 후의 윈드프로파일러 바람 벡터 수집률과 바람 벡터의 정확도를 고도별로 조사하였다. 윈드프로파일러의 클러터 펜스는 자료 수집률 뿐만 아니라 자료의 품질을 향상시키는데 기여하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권2호
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• pp.195-204
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• 2016

본 연구에서는 3차원 바람장 생성을 위한 수치 모델의 상층기상 입력 자료로 윈드프로파일러 자료의 적용 가능성과 유용성을 조사했다. 10개 지점의 윈드프로파일러 자료와 기상 예측 모델 WRF의 결과를 기상진단 모델 CALMET에 입력하여 산출한 바람장을 8개 지역에서 관측된 라디오존데 자료와 통계적으로 비교 검증하였다. WRF 바람장 모의 결과를 CALMET에 적용하여 모의한 수평 풍속에 비해 1시간 간격의 윈드프로파일러 자료를 CALMET에 적용하여 모의한 수평 풍속이 평균 제곱근 오차 1.5 m/s 내에서 관측 결과와 일치하고 특히 연안 지역에서 해풍과 같은 국지적인 바람 변화를 잘 모의하였다. 풍향의 평균 제곱근 오차는 $50^{\circ}{\sim}70^{\circ}$로써 지형의 영향으로 오염된 윈드프로파일러의 풍향 오차에 기인한다. 윈드프로파일러 자료를 CALMET에 적용하면 대부분의 고도에서 상대적으로 정확한 바람을 신속하고 정확하게 모의할 수 있기 때문에 본 연구에서 제시하는 방법은 연안 지역의 기상뿐만 아니라 안전 환경 감시에 유용할 것으로 기대된다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.393-398
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• 2022

윈드프로파일러 시제품의 시험 운용 기간 중 스펙트럼에 전파 간섭(RFI: Radio Frequency Interference) 오염이 발생하였다. 윈드프로파일러 spectra에 나타나는 전파 간섭 제거 알고리즘의 개발 과정과 그 결과를 조사하였고, 전파 간섭을 제거하기 위한 새로운 알고리즘을 개발하였다. 스펙트럼 폭의 임계값 0.1 m/s로 우선 필터링하고 연직 빔인지 경사 빔인지에 따라 동일한 시선속도가 연속되는 gate 수 범위를 결정하였다. 전파 간섭 오염은 비기상 신호의 필터링과 스캔을 통해 제거되었고, 개선된 스펙트럼의 시선속도로부터 산출된 바람벡터의 연속성으로 검증되었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.1037-1044
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• 2020

윈드프로파일러(RWP, radar wind profiler)는 기상 상태와 관계없이 시공간 분해능이 높은 바람장 자료를 제공하며 생산된 바람의 정확도나 품질에 대한 검증이 필수적이다. 기존 정확도 검증 방식은 레윈존데와의 동시 관측을 통해 윈드프로파일러에서 생성된 바람 벡터를 기준 자료로 활용하는 것이다. 본 연구에서는 평균 모멘트 자료로부터 스펙트럼과 원시 시계열 자료를 시뮬레이션하는 알고리즘을 통해 윈드프로파일러의 신호처리 알고리즘을 단계별로 검증하는 방안을 제시하고, LAP-3000의 원시 자료와의 비교를 통해 해당 알고리즘의 가능성을 확인하였다. 기상 신호의 밀도 함수를 모멘트값을 인자로 하는 왜곡된 정규 분포의 밀도 함수로 가정하여 생성하였고, 난수를 통해 시뮬레이션 스펙트럼을 생성하였다. 또한, 난수 위상과 역 이산푸리에 변환으로 간섭 평균된 시뮬레이션 원시 시계열 자료를 생성하고 최종적으로 디리클레 분포(Dirichlet distribution)를 통해 간섭 평균 전 단계의 원시 시계열 자료를 생성하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.841-848
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• 2020

1.29 GHz 윈드프로파일러 레이더는 청천의 바람 벡터 산출뿐만 아니라 강우 탐지에도 유용한 원격 관측 장비이다. 수평 바람 처리 과정에서 도플러 스펙트럼의 대칭성 검사는 필수 사항이다. 강우가 있을 때는 대칭성이 나타나지 않을 수 있기 때문에 연직속도의 크기에 따라 시선속도의 부호가 같아지는 것을 바람 산출 알고리즘에 반영하여야 한다. 2017년 여름철(6월, 7월) 창원 윈드프로파일러 자료로 브래그 산란과 레일리 산란에 의한 바람 벡터 산출 알고리즘을 개발하고, 대칭성을 고려하여 품질 관리된 윈드프로파일러 바람벡터를 6시간 간격의 라디오존데 자료와 비교하여 검증하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.429-436
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• 2021

기상청에서 운용 중인 윈드프로파일러는 저층을 집중 관측하는 저층 모드와 고층을 집중 관측하는 고층 모드로 나누어 관측한다. 북강릉과 창원에 설치된 LAP-3000 윈드프로파일러는 저층 모드와 고층 모드의 샘플링 주파수를 동일하게 설정한 것이 특징으로, 동일한 고도에서 두 모드로 관측한 바람을 비교해볼 수 있다. 두 지점의 2020년 1년 동안 풍속을 분석한 결과, 두 모드의 상관성이 라디오존데와의 상관성보다 최대 0.2 낮았다. 두 모드의 풍속에 대한 T-test 수행 결과는 온위, 비습이 급변하는 구간 자주 나타나는 10월에 특히 유의미한 차이를 보였다. 대기경계층의 발달 차이는 관측 모드에 따라 풍속의 정확도에 영향을 미친다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.1049-1056
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• 2023

대기경계층 고도는 지면의 가열로 인해 발생한 난류가 경계층 내의 열, 수증기 등을 혼합하면서 생성되는 꼭대기로 일반적으로 열역학적 방법을 통해 결정한다. 윈드프로파일러는 대기 중으로 보낸 신호의 산란 정보로 대기의 정보를 산출한다. 윈드프로파일러 관측으로 대기경계층 깊이를 결정하기 위해 난류 성분의 스펙트럼 및 난류운동에너지 소산율, 굴절지수구조계수를 산출하는 방법을 제시하였다. 라디오존데 자료를 기반으로 산출한 온위와 비습의 연직 분포 특징과 비교하여 윈드프로파일러 산출물 기반의 대기경계층 고도 결정 방법이 매우 유용한 것으로 평가되었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.819-826
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• 2020

기상청의 UHF 대역 윈드프로파일러 레이더는 바람의 연직 분포를 산출하는 장비로, 더 나은 성능을 위해 보정이 필요하다. 보정은 강수에 민감한 UHF 레이더의 특징을 이용하고, 레이더 사이트에서 우량계로 측정한 시간별 일련의 지상 강우 강도를 기준으로 한다. 장비 보정을 하지 않으면 청천에서도 바람 벡터에 오차가 발생할 수 있으므로, 레이더 상수 결정 방법에 따라 정기적으로 보정 작업이 수행되어야 한다. 레이더 산출 바람을 라디오존데로 관측한 바람과 비교하여, 최적의 레이더 상수가 바람의 정확도 향상에 이바지하는 것을 확인하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.423-428
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• 2021

윈드프로파일러와 라디오존데 관측을 함께 하고 있는 북강릉과 창원의 윈드프로파일러에 대한 성능을 평가하였다. 2019년 12월부터 2020년 11월까지 1년간 고도별·월별 풍속 자료 수집률을 조사하고, 라디오존데의 풍속과 비교하였다. 두 관측 지점의 정상 자료 수집률은 최저 관측 고도에서 낮다가 증가하였고, 2 km 이상부터 다시 감소하였다. 여름철(6, 7, 8월)의 수집률이 높았고, 겨울철(12, 1, 2월)의 수집률이 낮았다. 라디오존데와 비교한 결과는 고층 모드에서 0.9, 저층 모드에서 0.8의 높은 상관관계를 보였다.