Most of the researches on fog in South Korea have been done based on the naked-eye observation but the number of observation sites is just 22. Considering the localities of fog and various durations, it is essential to utilize more than 250 visibility meters that measure visibility every minute. In this study, the visibility characteristics of visibility meters were compared with that of the naked-eye observation using one year data, 2016, and radiation fog and advection fog cases were analyzed in detail. The concordance rate of the two data set was 0.96~0.97, but discordance rate was 0.19~0.47. In general, visibility meters observed fog more frequently than naked-eye. The correlation between two data sets is clearly dependent on the visibility and geographic locations (fog/thick fog (< 100 m) of inland: 0.86/0.61; fog/thick fog: 0.65/0.73 of island/coastal site). In both fog cases, the fog events observed by naked-eye were consistently detected by visibility meters, and visibility meters clearly well detected very short fog/thick fogs. Formation and dissipation time of fog for the fog cases were similar but fog duration by visibility meters was shorter because of exclusion of temporary dissipated time. In addition, the visibility meters showed a detailed distribution of fog events that occurred simultaneously over South Korea. It would be useful to analyze the spatial and temporal characteristics of, in particular, thick fog using visibility meters. However, more works are needed for the filtering criteria for analyzing fog using visibility meters alone.
Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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제24권E2호
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pp.92-101
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2008
The objective of this study is to evaluate and improve the capability of the Weather Research and Forecasting (WRF) model in simulating fog and visibility in local airports over Korea. The WRF model system is statistically evaluated for the 48-fog cases over Korea from 2003 to 2006. Based on the 4-yr evaluations, attempts are made to improve the simulation skill of fog and visibility over Korea by revising the statistical coefficients in the visibility algorithms of the WRF model. A comparison of four existing visibility algorithms in the WRF model shows that uncertainties in the visibility algorithms include additional degree of freedom in accuracy of numerical fog forecasts over Korea. A revised statistical algorithm using a linear-regression between the observed visibility and simulated hydrometeors and humidity near the surface exhibits overall improvement in the visibility forecasts.
The classification of fog type and the characteristics of fog based on fog events over South Korea were investigated using a 3-year (2015~2017) visibility meter data. One-minute visibility meter data were used to identify fog with present weather codes and surface observation data. The concept of fog events was adopted for the better definition of fog properties and more objective classification through the detailed investigation of life cycle of fog. Decision tree method was used to classify the fog types and the final fog types were radiation fog, advection fog, precipitation fog, cloud base lowering fog and morning evaporation fog. We enhanced objectivity in classifying the types of fog by adding the satellite and the buoy observations to the conventional usage of AWS and ceilometer data. Radiation fog, the most common type in South Korea, frequently occurs in inland during autumn. A considerable number of advection fogs occur in island area in summer, especially in July. Precipitation fog accounts for more than a quarter of the total fog events and frequently occurs in islands and coastal areas. Cloud base lowering fog, classified using ceilometer, occurs occasionally for all areas but the occurrence rate is relatively high in east and west coastal area. Morning evaporation fog type is rarely observed in inland. The occurrence rate of thick fog with visibility less than 100 meters is amount to 21% of total fog events. Although advection fog develops into thick fog frequently, radiation fog shows the minimum visibility, in some cases.
Daily measutements of visibility on 09 LST have been made at a rural site in Chong-won, Chong-book since 1991 to find out a possible influence of emissions of anthropogenic pollutants and water vapout in urban and rural environments. Daily visibility data collected over four-year period were compared with the available visibility and air quality data obtainde from other stations. Detailed examinations of our data showed that the frequency of fog occurrence (visibility .leq. 1 km) at a rural site (KNUE) was at least three times higher (77 days per year) than the frequency of fog both in Chong-ju city (19 days) and at the Air Force Base(AFB) in the rural area. We interpret that the higher frequency of fog at KNUE was due to abundant water vapour in the Mieho River (upstream of the Keum River) area. In Chong-ju city, fog usually continued for a relatively long duration, while it dissipated simewhat faster in the rural environment due to higher solar radiation in the countryside area. The number of misty (.leg. 6 km) days (including foggy days) at KNUE were 235 days as compared with 135 days at the AFB and 67 days in Chong-ju city. In turn the number of days with low visibility (less than 6 km) at KNUE was about 64% per year. Since the moisture alone in a calm morning does not produce a visibility impairment, there must had abundant condensation nuclei including anthropogenic air pollutants. Air pollution was examined, for instance, average values of TSP for November and December 1993 were 115 and 116.mu.g/m$^{3}$, respectively. We conclude that the above mentioned environmental conditions with moisture are favourable for the formation of fog and mist in the rural sampling site at KNUE. Additionally, we found at least 10 days of acid fog at KNUE in September 1994 alone. Measured pH values in the acid for water were in the range of 4.36 .sim. 5.01 with the mean value of 4.51 Our observations suggested that strikingly acid fog do occur occasionally even in the rural environment.
OBJECTIVES : A fog generated field test was conducted to analyze the relationship between different sizes of variable speed limit signs and the legibility distance under various fog density conditions. By using this study, appropriate sizes of signs can be selected depending on the density of fog. METHODS : An actual tunnel was selected as the area for this test, as other places cannot maintain the fog condition because of rapid air current. A total 121 subjects were recruited for this test, which took place over the course of four days. The test on the first day was conducted under normal weather conditions for comparison. Visibility-distance detecting sensor was used to measure the visibility distance due to the fog density time, simultaneously with the evaluation of legibility distance by subjects. RESULTS : The test results show the relationship between the different sizes of signs and the legibility distance corresponding to the visibility distance due to both non-fog and fog generated conditions. According to the technical test results, appreciable amount of reduction in legibility distance due to fog was resulted in all sizes of signs. Moreover, the legibility distance is reduced proportionately with the decrease in the visibility distance due to fog. CONCLUSIONS : The results of this study can be used to select appropriate sizes of valuable speed signs under fog conditions. Hence, drivers can expect to have more room to respond to adverse weather conditions, thereby reducing the risk of accidents.
안개로 인한 대형교통사고를 예방하기 위한 안개경고시스템의 핵심요소는 시정을 측정하는 장치이며, 최근 고가의 안개센서 보다 인간의 시정감각과 유사하면서도 저렴하고 정확한 시정측정장치에 대한 필요성이 증대되고 있다. 본 논문은 도로의 CCTV 카메라를 이용하여 시정을 측정하기 위해 개발된 도로시정측정시스템(RVMS)의 성능 평가 방법 및 결과를 제시하고, 고속도로 등 도로 적용에 따른 경제성과 활용방안을 제시한다. 성능평가는 여주시험도로에 전용 CCTV 카메라, 안개센서, 목측을 위한 시정표지를 설치하고 시험운영결과를 DVR에 기록하여, 특정 안개발생 시간대에 대해 RVMS와 안개센서 결과를 목측결과와 비교분석하였다. 실험결과, 목측을 기준으로 RVMS가 안개센서 대비 높은 측정안정성과 정확성을 가진 것으로 분석되었다. 또한, 본 논문에서는 RVMS가 기존 안개센서 대비 높은 경제성을 가지고 있음을 제시하고 RVMS의 다양한 활용방안을 제시한다. 높은 성능과 경제성을 가진 RVMS의 적절한 활용은 안개발생시 도로 이용자의 교통사고 예방뿐만 아니라 광역 시정정보 수집 및 활용에 획기적인 계기를 마련할 것으로 기대된다.
기존의 국내에서 안개 관련된 연구는 안개 자체에 대한 연구와 안개의 지역적인 분포에 대한 연구가 그 주류를 이루어 왔다. 본 연구는 도로상에서 시정을 저하시켜서 안전한 운행에 지장을 주고 교통-사고를 유발시킬 수 있는 안개를 도로위험안개로 정의하고 그 위험정도를 정량적으로 나타낼 수 있는 위험안개 발생지표를 개발하였다. 이 지표는 안전운행에 영향을 주고 사고를 유발시킬 수 있는 다양한 사항, 즉 안개의 발생빈도를 나타내는 안개발생일수, 안개의 지속시간, 시정거리 등을 고려하여 개발되었으며 개발된 지표에 근거하여 국내의 위험안개발생지역의 분포와 그 위험정도를 파악할 수 있었다. 본 연구는 한국의 안개특성을 고려하여서 위험정도를 정량화하고 가중치를 개발한 국내 최초의 연구라는 점에서 의의가 있고 개발된 지표에 근거한 위험지역의 안전관리 대상 선정과 그에 대한 안전시설물의 설치, 사고위험지점의 원인분석 및 그에 대한 대처방안 등을 수립하는데 유용한 자료로 사용될 수 있다. 더 나아가, 외국의 경우와 같이 도로의 노선선정시 위험안개발생지표가 높은 지역에 대해서는 노선의 변경 또는 노선선택 후 그에 대한 대책수립과 같은 적극적인 안전관리가 가능하다.
In this study, a hybrid-type of day fog detection algorithm (DFDA) was developed based on the optical and textural characteristics of fog top, using the Himawari-8 /Advanced Himawari Imager data. Supplementary data, such as temperatures of numerical weather prediction model and sea surface temperatures of operational sea surface temperature and sea ice analysis, were used for fog detection. And 10 minutes data from visibility meter from the Korea Meteorological Administration were used for a quantitative verification of the fog detection results. Normalized albedo of fog top was utilized to distinguish between fog and other objects such as clouds, land, and oceans. The normalized local standard deviation of the fog surface and temperature difference between fog top and air temperature were also assessed to separate the fog from low cloud. Initial threshold values (ITVs) for the fog detection elements were selected using hat-shaped threshold values through frequency distribution analysis of fog cases.And the ITVs were optimized through the iteration method in terms of maximization of POD and minimization of FAR. The visual inspection and a quantitative verification using a visibility meter showed that the DFDA successfully detected a wide range of fog. The quantitative verification in both training and verification cases, the average POD (FAR) was 0.75 (0.41) and 0.74 (0.46), respectively. However, sophistication of the threshold values of the detection elements, as well as utilization of other channel data are necessary as the fog detection levels vary for different fog cases(POD: 0.65-0.87, FAR: 0.30-0.53).
본 논문에서는 도로 조명용 광원으로 쓰이는 메탈핼라이드램프, 고압나트륨램프, PLS의 세 가지 광원에 대해 안개 발생시 시인성을 평가하기 위해 특정한 인공 안개 조건하에서 각 광원들에 대한 피시험자들의 평가를 분석하여 명소시에는 고압나트륨램프가 시인성이 좋고 암소시에는 PLS가 시인성이 좋다는 결과를 얻었으며 이 결과는 앞으로의 도로 조명용 광원의 선택에 있어서 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.
본 논문에서는 자연 이미지가 갖는 통계적 일관성과 안개를 인식하는 시지각적 통계 특성을 이용하여 단일 안개 영상에서, 안개가 없는 참조 영상과의 비교 없이, 시지각적으로 안개 영상의 가시성을 예측한다. 제안하는 모델은 기존 안개 영상의 가시성 예측 방법들이 불가피하게 사용했던 추가 정보들, 예를 들면, 다수의 다양한 안개 영상, 차량 탑재 카메라의 지리적 위치 정보, 사람의 가시성 평가에 대한 학습 결과, 도로 선 혹은 교통 신호와 같이 안개 영상의 돋보이는 특정 물체 정보 등을 사용하지 않는다. 본 논문의 모델은 오직 테스트 안개 영상이 자연 현상에 의한 안개 영상 혹은 안개가 전혀 없는 영상에서 일관적으로 발견되는 통계적 특성으로부터 얼마나 떨어져 있는지 측정함으로써 안개 영상의 가시성을 예측한다. 시지각적으로 안개를 인식하여 일관된 통계를 나타내는 특징 인자들은 공간상의 자연 이미지 통계 모델과 안개 영상의 특징 (명암대비의 감소, 색상과 채도의 감소, 밝기의 증가)으로부터 유도된다. 제안하는 모델은 안개 영상의 전체 영역에 대한 가시성뿐만 아니라 각 관심 영역에서 패치 크기에 따른 지역적 안개 영상의 가시성도 예측할 수 있다. 본 모델의 성능분석을 위하여 사람이 직접 인지하는 가시성 측정 실험을 100 장의 다양한 안개 영상에 대해 수행하였다. 본 논문에서 제시한 모델을 통해 예측된 안개 영상의 가시성과 사람이 체감한 안개 영상의 가시성을 비교한 결과, 둘 사이에 매우 높은 상관관계가 있는 것으로 평가되었다. 본 논문이 제안하는 무참조 안개 영상의 가시성 예측 모델은 사람의 시지각적 특성을 활용한 새로운 방법으로, 향후 안개 영상의 가시성 향상 알고리듬 개발과 선 개발된 안개 제거 및 가시성 향상 알고리듬들의 성능을 정확히 평가할 수 있는 새로운 측정방법 개발 등에 매우 유용할 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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