복잡한 해안 지역에서 WRF와 CALMET을 활용한 미세바람장 예측 성능 개선 연구
A Study on the Improvement of Prediction Performance of Fine Scale Wind Fields using WRF and CALMET Models in the Complex Coastal Area
Accurate simulation of atmospheric dispersion modeling is largely dependent on the data sets which are properly resolved in the spatial and temporal evolution of meteorological field on a wide range of scales. The fine scale wind field is required for the dispersion modeling in the complex terrain near the coastal area. This study provided information how to calculate the fine scale wind field using recent advances in the WRF prognostic meteorological model and CALMET diagnostic meteorological model. The CALMET model uses complex terrain algorithms to consider the effects of the terrain formed across coastlines in calculating the wind and temperature fields. As it is a flexible diagnostic model, its performance can be improved by incorporating the output from the WRF prognostic model and observed weather data. To improve the accuracy of the CALMET and WRF meteorological modeling for complex coastal areas, a pilot-study was performed in the vicinity of Incheon Metropolis in the northwestern region of South Korea. The results of sensitivity analyses on fine scale wind fields showed that predicted wind variables produced by WRF using high horizontal 0.3km resolution and updated new land-use data were in good agreements with those by observations. This study also demonstrates that it is necessary to use observed buoy data in the CALMET modeling in order to provide accurate meteorological fields near the coastal area.
한국어
진단(Diagnostic) 기상 모델인 CALMET(California Meteorological Model)(1)은 대기확산모델인 CALPUFF(California Puff Model)(2)의 기상전처리 모델로 3차원 격자 모델링 영역에서 시간별 바람장 및 온도장을 생성한다. 이때, 3차원 기상장 생성시 예단 적 기상모델(MM5(Fifth-generation Mesoscale Model)(3), WRF(Weather Research and Forecasting)(4))로부터 고해상도의 중규모 예측 기상자료를 초기기상장으로 적용하여 기상모델의 개선 효과를 가져 올 수 있다.(1) 본 연구에서는 복잡한 해안 지역인 인천 지역을 대 상으로 예단적 바람장 모델인 WRF 초기기상장과 관측 자료의 자료 동화를 통하여 200 m 고해상도의 CALMET 기상 모델을 수행 하였다. 이때, 예단적 모델인 WRF 수행시 해안지역의 복잡지형에 따른 중규모 및 국지규모의 순환계 특성을 보다 정확히 모사하기 위하여 환경부에서 제공하는 최신 중분류 토지피복자료 및 상세 모델링 수평격자 적용유무에 따른 민감도 분석을 실시하여 WRF 모 델링 결과를 개선하고자 하였다. 또한, 진단 기상 모델인 CALMET 모델링 수행시 지표 및 상층관측자료 뿐 아니라 해상관측자료인 부이관측자료를 이용하여 WRF 초기 기상자료와 자료동화 하였으며 기상요소별 민감도 분석 및 통계분석을 통하여 WRF/CALMET 를 활용한 미세바람장 예측 성능이 향상되는 것을 확인할 수 있었다.
목차
Abstract 요약문 I. 서론 II. 연구방법 1. 적용 기상 모델 2. WRF 및 CALMET 개선방안과 비교 검증 방법 III. 연구 결과 1. WRF 기상장 개선에 따른 결과 2. CALMET 기상장 개선에 따른 결과 IV. 결론 References
키워드
복잡한 해안지역미세바람장부이관측자료CALMETWRFCALMETWRFcomplex coastal areafine scale wind fieldbuoy data
한국도시환경학회 [The Korean Society of Urban Environment]
설립연도
2001
분야
공학>환경공학
소개
산업화와 도시 집중화 및 교통의 증가에 따른 각종 공해 물질의 증가에 의하여 우리들이 살고 있는 도시환경은 오염되고 있을 뿐만 아니라 도시 생태계가 파괴되어 가고 있다. 이에 따라 우리들의 생산활동이나 공공교통 그리고 일상생활에서 발생하는 대기오염, 수질오염, 토양오염, 폐기물, 소음 및 진동 그리고 그 밖의 오염원으로부터 발생되는 오염물질 등은 인간의 건강 및 생명에 유해하며 나쁜 영향을 미칠 수 있으므로 이를 방지하기 위한 시급한 대처가 요구된다.
이러한 시대적 요청에 따라 본 한국도시환경학회는 도시환경과 관련된 모든 문제를 조사연구함으로써 도시환경학문의 발전과 응용 및 보급에 기여하고 나아가 사회 발전에 이바지함을 목적으로 설립되었다.
간행물
간행물명
한국도시환경학회지 [Journal of the Korean Society of Urban Environment]