차세대도시·농림융합기상사업단
 
작성일 : 15-10-15 17:04
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기상레이더를 이용한 실황예보 (Nowcasting, Very short-term forecasting)
 글쓴이 : 장민
조회 : 7,673  

최근 기후변화의 여파로 도시에 기록적인 집중호우가 쏟아지는 사례가 빈발하고 있다. 집중호우의 빈도를 분석한 기상청 통계에 의하면 과거 10(1977~1986) 동안 시간당 50mm 이상의 집중호우는 연평균 14.3회가 내렸으며, 최근 10(1997~2006) 동안은 25.4회가 내리는 등 집중호우의 빈도가 1.8배의 증가한다고 조사되었다.


기상레이더는 위험기상 감시 및 예측, 정량적 강수량 추정, 강수 예보 정확도 향상, 실황예보 등 다양한 분야에 이용된다. 현재 및 과거에 관측된 레이더 반사도 자료를 이용하여 레이더 에코의 이동에 대한 정보를 획득하고 이 정보를 이용한 외삽을 통하여 미래를 예측하는 것이 레이더를 이용한 실황예보의 기본적인 원리이다. 기상레이더(이하 레이더)를 이용한 초단기 또는 실황 예보의 역사를 살펴보면, 1953H. Ligda가 레이더 에코의 외삽을 이용한 뇌우의 실황 예보를 제안한 이후, 1960~1966Travelers Research Center에서 처음으로 상관계수를 이용한 예보방법이 시도되었고, 최초의 현업용 실황예보 시스템인 SHARP (SHort-term Automated Radar Prediction) 시스템이 1974년에 만들어져 1978년부터 캐나다 기상청에서 현업 예보에 이용되었다. 현재 가장 많이 이용되고 있는 실황 예보 시스템으로는 MAPLE (McGill Algorithm for Precipitation-nowcasting by Lagrangian Extrapolation), TREC (Tracking Radar Echoes by Correlation), VDRAS (Variational Doppler Radar Analysis System), SWIRLS (Short-range Warning of Intense Rainstorms in Localized Systems), STEPS (Short Term Ensemble Prediction System) 등이 있다.


레이더를 이용한 실황예보는 기상 관측 자료를 가장 효율적으로 예보에 활용하는 대표적인 예로서, 강수시스템의 형태, 위치, 강도 등을 효율적으로 예측할 수 있다. 하지만, 레이더만을 이용한 실황 예보는 외삽에 의존하므로, 강수의 생성-성장-소멸에 대한 정보를 반영하지 못함으로 인해 급격하게 발달 및 소멸하는 강수시스템의 예측에는 효용성이 떨어지는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 수치모델을 활용한 실황예보를 통하여 강수시스템의 생성, 성장, 소멸에 대한 정보를 제공하려 한다. 하지만, 정보의 시·공간 차이, 강수시스템의 형태와 위치의 부정확도 등은 아직 해결해야할 문제로 남아있다.


레이더 자료를 수치모델의 입력자료로서 활용하는 레이더 자료 동화(Data assimilation) 기법은 수치모델을 이용한 실황예보의 정확도를 향상시킬 수 있는 방법의 하나이다. 특히 중규모 기상 현상의 예측을 위해서는 높은 시·공간분해능의 자료를 제공하는 레이더가 가장 효율적이며, 다른 관측 장비에서 얻을 수 없는 중규모 또는 미세규모의 정확한 기상장을 산출하여 모델 초기 자료의 정확도를 향상시키고 입력자료로서 활용함으로서 보다 정확한 정보를 산출하는 것이다. 이를 위하여 레이더 자료의 품질 관리와 보다 정확한 정량적 값을 얻는 것이 무엇보다 중요하며, 전 세계의 연구자들이 활발하게 연구를 수행하고 있다


WISE 사업단에서는 기상레이더를 이용한 정량적 강수 추정, 예측, 실황예보 등을 위한 기술 개발과 연구를 체계적이고 지속적으로 수행하고 있으며, 양질의 기상정보 서비스 제공을 위하여 노력중이다.