• 한국지구과학회지
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• 제27권2호
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• pp.177-187
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• 2006

현재 고등학교 지구과학실험 중 가시화가 어렵고, 재현성이 떨어지는 편서풍 파동장치를 개선한 유체실험장치를 개발하였다. 실험장치는 기존 실험장치의 문제점을 파악하고, 수조내 온도 차이를 명확히 하기 위한 열전도성이 높은 소재로 개발되었으며, 디지털 가시화 장치를 설치하여 기록과 분석을 용이하게 하였다. 그리고 이 장치를 통하여 편서풍파동의 이론적인 상사성과 재현성을 살펴보았다. 본 장치는 감온 액정 시트지를 이용해 유체 흐름의 가시화뿐만 아니라 유체의 온도분포와 상층기류와 하층기압골의 위치관계도 파악할 수 있다. 그리고 본 실험장치에서 재현된 편서풍 파동은 실제 대기의 편서풍 파동과 잘 상사됨을 확인하였으며, 현직 교사들을 대상으로 한 리커드 척도 평가에 의해 편서풍 파동장치의 효율성을 입증하였다.

• 한국대기환경학회지
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• 제24권2호
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• pp.196-205
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• 2008

오존 농도와 기상 인자의 연직관측을 수행하여 오존분포와 하부 대기구조와의 관계를 분석하였다. 관측은 서울 방이동에서 2003년 6월 $6{\sim}9$일에 하루 2회씩(주 야간)총 8회에 걸쳐 이루어졌으며, 고도 5 km 이내의 관측결과를 중심으로 대기경계층 일변화와 연직 오존농도 변화를 집중분석하였다. 관측 결과, 대기경계층 내 야간안정층 및 혼합층 발달에 따라 큰 오존농도 분포변화를 확인할 수 있었다. 야간에는 안정층 내에서 $NO_x$ 적정반응으로 0에 가까운 낮은 오존농도를 나타내었다. 한편 오후에는 혼합층 내에서 비교적 일정한 오존농도 분포를 나타내며, 대기경계층 상부에서 100 ppb 이상의 최고 농도가 관측되었다. 특히 지표부근 오존농도가 높았던 6월 8일의 관측결과를 통해, 오존의 생성 소멸과 관련한 국지효과뿐만 아니라 제한된 혼합층 발달이 고농도오존 발생에 중요한 영향을 미침을 확인할 수 있었다. 또한 관측 기간 중, 국지규모 이상의 수송효과에 의한 대기경계층 상부의 농도 상승과 종관기류 변화에 따른 수송 효과가 간접적으로 확인되었다. 연직 오존분포 분석에 있어 충분치 않은 관측 자료로 인해 정확한 시간적 변동을 고찰할 수 없는 한계를 보였다. 하지만 본 연구를 통해 서울지역 대기하층의 오존 분포 변화와 기상학적 특징을 살펴봄으로서 고농도오존 현상의 역학적인 이해를 도울 것으로 생각되며, 관측 결과는 도시 오존제어를 위한 광화학 수치모델링의 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국지구과학회지
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• 제28권7호
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• pp.857-870
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• 2007

명시적 액체-얼음상 미시물리 과정을 포함하는 구름 분해 모형(ARPS: Advanced Regional Prediction System)을 이용하여 2차원 그리고 주변 바람이 없는 경우에 뇌우 유출의 구조와 진화를 조사하였다. 고해상도 격자 간격(50m)을 이용하여 유출의 난류 구조를 명시적으로 분해하였다. 모사된 단세포 스톰과 스톰과 연관된 Kelvin-Helmholtz(KH) 빌로우(billow)는 발달, 성숙, 소멸의 생애 단계를 가졌다. 구름 역학과 미시물리 사이의 상호작용으로 야기된 이차 맥동과 대류 세포의 분활이 관측되었다. 상대적으로 건조한 하층 대기를 낙하하는 빗방울과 우박의 증발에 기인한 찬 하강류는 뇌우 찬 공기 유출을 야기시켰다. 유출 머리는 거의 일정한 속도로 이동하였다. KH 불안정에 의해 생성된 KH 빌로우는 유출 상부에서 난류 혼합을 야기하였으며 유출의 구조를 지배하였다. KH 빌로우는 유출 머리에서 생성되었고 돌풍 전선에 상대적으로 뒤쪽으로 이동함에 따라 성장하고 소멸하였다. 가장 빨리 성장하는 섭동의 수평 파장과 임계 시어층 깊이의 비 그리고 KH 빌로우의 수평 파장과 최대 진폭의 비에 대한 수치 모사 결과는 다른 연구 결과와 잘 일치하였다.

• 대기
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• 제13권4호
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• pp.57-70
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• 2003

기상연구소 주요사업 "한반도 악기상 집중관측사업(KEOP)"의 일환으로 2001년 기반공사를 시작하여 2002년 초부터 오토존데, 윈드프로파일러 등 첨단관측장비의 해남기상관측소에 도입 및 설치와 2002년 11월 연구용 도플로 레이더의 (구)무안기상대에 이전 설치로 국가 악기상 집중관측센터는 안정적으로 구축되었다. 이 집중관측센터를 중심으로 기존 기상청 관측망과 연계하여 2002년에 여름철 장마, 태풍 "루사" 그리고 강설과 같은 악기상 집중관측과 국제집중관측프로그램(CAMP/CEOP)에 참여를 위한 고층 및 플럭스 관측자료의 안정적 생산 및 DB 구축 능력 평가를 위한 고층 및 플럭스 집중관측을 국내 대학들과 협력하여 성공리에 실시하였다. 이들 집중관측자료의 초기 분석결과, 국가 악기상 집중관측센터에 설치된 첨단관측장비에서 생산된 관측자료는 악기상 구조 및 발달과정 분석연구 뿐만 아니라 지표 플럭스 연구 활성화에 크게 기여할 것으로 판단되었다. 특히 태풍 "루사" 통과시 오토존데를 이용한 3시간별 고층관측을 통한 태풍 "루사" 중심 구조 분석은 매우 의미 있는 결과로 사료된다. 앞으로 2003년 1월부터 안정적으로 운영되는 윈드프로파일러 자료를 이용하여 악기상 관련 전선 및 하층바람 구조 및 발달 과정 분석을 분석하고, 아울러 연구용 X-밴드 도플러 레이더, 오토존데 관측 자료간의 비교분석으로 윈드프로파일러 관측자료의 정확도를 평가하고자 한다. 광학강우강도계, 마이크로 강수레이더, 연구용 X-밴드 도플러 레이더 그리고 기상청 진도 S-밴드 레이더를 이용하여 악기상 강수시스템의 구조 및 발달 과정 분석할 예정이다. 또한 국가 악기상 집중관측센터는 태풍과 장마, 겨울철 폭설과 한파와 같은 악기상 집중 관측외에 봄과 가을철에 많은 강수를 동반한 저기압 통과시, 황사 발생의 경우 등에 특별관측을 수행하여 특이기상 현상의 이해력을 증진시키는데 활용코자 한다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제8권2호
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• pp.123-136
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• 1996

본 연구에서는 시 공간적으로 변화하는 밀도구조를 고려한 3차원 연직함수 전개모형을 제안한다. 정수압을 가정하며 열보존식과 상태방정식의 도입으로 밀도변화가 고려된다 수평방향으로의 변화는 유한 차분 격자상에서 계산되며 유속 및 수온의 연직구조는 선형보간함수를 사용하여 계산된다. 구성된 행렬방정식은 유사변환 개념을 도입하여 시간적분된다. 개발된 모델의 테스트를 위해 간단한 이상해역과 황해역에서 대기와 해양간의 열교환에 따른 수온구조 변동을 실험하였다. 이류효과는 열수송방정식에서만 고려하였으며 연직 와동점성계수와 와동확산계수는 시 공간적으로 일정한 값을 사용하였다. 이상해역에서의 수치실험결과 모델영역의 수심의 차이에 따른 열저장의 차이로 인해 수온의 수평적 구배가 발생하였다. 결과적으로 전향력을 고려하지 않을 경우에는 상층에서는 수심이 증가하는 방향으로 흐름이 발생하고 하층에는 반대방향의 흐름이 유도된 반면 전향력을 고려할 경우에는 수온차에 의한 압력구배력과 전향력이 균형을 이루면서 지형류가 뚜렷하게 나타났다. 황해역에서는 복잡한 흐름이 나타났지만 전체적으로는 지형류의 특성이 우세하게 나타났다.

• 한국지구과학회지
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• 제33권2호
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• pp.148-161
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• 2012

2010년 8월 13일부터 9월 3일까지 수도권지역에서 집중관측(Predictability and Observation Experiment of Korea-2010, ProbeX-2010)이 수행되었으며, 그 일환으로 동두천, 인천공항, 양평에서 6시간 간격으로 라디오존데 관측이 실행되었다. 관측기간 동안 우리나라의 전형적인 호우 패턴인 스콜선형, 정체전선형, 태풍 전면 수렴형, 열대저압부형, 태풍 직접형 호우가 연속적으로 발생하였다. 8월 15일 03 KST 경에는 스콜선형 구름대가 수도권 지역에서 발달하였다. 따뜻하고 습한 하층 공기 위로 건조한 중층 공기가 유입되어 강한 대류 불안정이 형성되었으며 이로 인해 호우가 발생하였다. 8월 23일부터 26일, 8월 27일부터 29일은 각각 정체전선과 태풍 전면 수렴대의 영향을 받아 강우가 발생하였다. 정체전선형 강우 초기에는 열적 불안정이 우세하게 나타났으나 강우 후기에는 역학적 불안정이 강화되었다. 이 기간 중 특히 강한 강수는 서해상에서 남풍류 하층 제트가 발달한 8월 25일에 발생하였다. 태풍 전면 수렴형 강우기간에는 열적 불안정과 역학적 불안정이 모두 유지되는 특징을 보였다. 이 기간 중 특히 강한 강수는 높은 상당온위(>345 K)를 가진 열대 공기가 대기 중하층에 거쳐 유입되었을 때 발생하였다. 8월 27일과 9월 2일에는 각각 열대저압부와 태풍 곤파스의 영향에 의해 강우가 발생하였다. 이 사례들 동안에는 역학적 불안정이 매우 강하게 발달하였다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제24권2호
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• pp.298-317
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• 2019

울릉 난수성 소용돌이의 물리적 특성 및 동한난류와의 관계를 울릉분지 주변 해역에서 1993년부터 2017년까지의 CMEMS (Copernicus Marine Environment Monitoring Service) 위성 고도계 자료 및 국립수산과학원(NIFS)의 CTD 자료를 사용하여 분석하였다. 울릉 난수성 소용돌이가 동한난류와 연결되어 있는 분포는 전체 소용돌이 숫자의 81%를 차지하며, 울릉 난수성 소용돌이가 동한난류로부터 완전히 분리되어 있는 형태는 7%에 불과하다. 울릉 난수성 소용돌이는 동한난류로부터 형성될 당시에는 그 내부에 고온, 고염의 대마난류의 해수특성을 보유하지만, 월동을 하는 경우에는 내부구조가 크게 변한다. 겨울에는 해수면 냉각에 의한 수직 대류에 의해 소용돌이의 내부에 $10^{\circ}C$, 34.2 psu의 표층 균질층이 만들어지며, 초봄에 최대 약 250 m 수심까지 깊어진다. 여름에는 소용돌이는 수심 100 m 이내의 상층에 성층구조, 하층에는 겨울철에 만들어진 균질층이 남아있는 구조로 변화한다. 1993년부터 25년 동안 62개의 울릉 난수성 소용돌이가 생성되었다. 매년 평균 2.5개의 울릉 난수성 소용돌이가 발생하였고, 평균 수명은 259일(약 8.6개월) 이었다. 울릉 난수성 소용돌이의 평균 크기는 동서방향으로 약 97 km, 남북방향으로 약 109 km 이다. 위성 고도계 자료를 사용한 경우의 울릉 난수성 소용돌이의 평균 크기가 CTD 수온 단면 자료를 사용한 경우보다 1~25 km 작게 산정된다.

• 한국지구과학회지
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• 제29권3호
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• pp.263-279
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• 2008

이 연구에서는 2006년 9월 17일의 태풍 산산과 2006년 12월 16일의 시베리아 고기압 확장에 의한 강풍 사례에 대하여 MM5와 WRF 중규모 수치 모형을 이용한 실험을 통해 강한 해상풍을 모의하기 위한 모형의 최적화가 조사되었다. 모형의 최적화는 모형의 최하층 고도, 물리 모수화, 모형 해상도에 대해 조사되었으며, 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 두 사례 모두 최하층 연직 고도를 해상풍 관측 고도인 10m가지 선형적으로 내리는 것보다 대기 하층의 안정도와 해수면 거칠기를 고려하여 로가리듬의 함수로 변환하는 것이 더 정확한 모의를 하였다. 2) 강한 해상풍 모의를 위한 최적의 모수화 방안을 찾기 위해, 여러 물리 모수화 방안을 조합하여 모형에 적용하였다. 3) 3-km의 고분해능의 모형 결과가 9-km 분해능의 모형 결과에 비해 강풍 지역과 저기압의 강도와 같은 저기압의 중규모 구조를 잘 나타내었다.