• 대기
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• 제26권4호
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• pp.673-686
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• 2016

Understanding limitation of simulation for Planetary Boundary Layer (PBL) height in mesoscale meteorological model is important for accurate meteorological variable and diffusion of air pollution. This study examined the accuracy for simulated PBL heights using two different PBL schemes (MYJ, YSU) in Weather Research and Forecasting (WRF) model during the radiosonde observation period. The simulated PBL height were verified using atmospheric sounding data obtained from radiosonde observations that were conducted during 5 months from August to December 2014 over the Gumi weir in Nakdong river. Four Dimensional Data Assimilation (FDDA) using radiosonde observation data were conducted to reduce error of PBL height in WRF model. The assessment result of PBL height showed that RMSE with YSU scheme were lower than that with MYJ scheme in the day and night time, respectively. Especially, the WRF model with YSU scheme produced lower PBL height than with the MYJ scheme during night time. The YSU scheme showed lower RMSE than the MYJ scheme on sunny, cloudy and rainy day, too. The experiment result of FDDA showed that PBL height error were reduced by FDDA and PBL height at the nudging coefficient of $3.0{\times}10^{-1}$ (YSU_FDDA_2) were similar to observation compared to the nudging coefficient of $3.0{\times}10^{-4}$ (YSU_FDDA_1).

• 한국대기환경학회지
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• 제13권2호
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• pp.103-113
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• 1997

The research described in this paper was conducted to estimate the stability and heat budget in planetary boundary layer (PBL) at Kimhae. The upper air observation was carried out during period from 3 Februsry 1993 to 5 February 1993 at Kimhae. The surface observation data used the one during period from 1 April 1994 to 31 March 1995. The maximum height of inversion layer observed at Kimhae was 310 m. Destruction of the inversion was simultaneously occurred at the surface and the mid-layer (200 $\sim$ 300 m), however the origin of destruction is different each other. The surface inversion is destructed by surface heating owing to growing radiation in surface but disappearance of the mid-layer inversion is related to the upper cold air movement.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제4권5호
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• pp.977-984
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• 2000

도플러 레이더를 이용하여 적도 해안 지역의 대기 경계층을 분석하였다. 인도네시아의 Serpong 지역(6.4S,106.7E)에 설치된 L밴드 경계층 레이더(1357.5 MHz) 는 1992년 11월부터 지속적인 관측을 수행하고 있다. 건조(10-12 October 1993)에 경계층 내에서 두 가지 형태의 강한 에코를 확인하였다. 첫 번째는 오전에 300 m 이하에서 나타나기 시작하여 오후에 3-5 knl 까지 이르는 강한 에코로써 그 정부는 혼합층의 고도와 일치해보였다. 이 적도 지역에서의 혼합고는 중위도 지역에서의 혼합고 보다 높다. 야간에 2-3 km 에 나타나는 두 번째 에코는 습도의 변화와 관련이 있는 것으로 보인다. 우기(20-21 February 1994)에 관측된 혼합층의 높이는 건기 보다 낮았다.

• 한국환경과학회지
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• 제6권5호
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• pp.425-435
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• 1997

One-dimensional thermodynamic mixed layer model to stimulate variations of meteorological variables wish the planetary boundary layer has been developed In this study. This model consists of 2 prognostic equations, which can predict the variations of potential temperature and mixing ratio and several diagnostic equations. Physics within the surface and mixed layers has been considered seperately in the model. For the variations of the model, Its result has been analysed and compared with observated data over Ole Dukyang Bay for one day, July 23, 1992. The simulated height of mixed layer is comparable to the observation and the variations of temperature and mixing ratio in the mixed layer are also reasonably simulated. Those Imply that the model responds appropriately with given boundary conditions In sprite of Its simplilfied assumptions applied to the model and insufficient boundary and Initial conditions.

• 한국대기환경학회지
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• 제13권5호
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• pp.361-369
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• 1997

In order to investigate the abundance and transboundary fluxes of air pollutants over the Yellow Sea, airborne measurements were made aboard the SF-600 aircraft (Pan-Asia Engineering) in March, 1996. The data presented in this paper are preliminary results and airborne experiment will be carried out until 1999. The vertical profile of relevant meteorological parameters such as temperature, water vapor, wind direction and wind speed were also observed at Taean. Mixing layer height was about 1000~1100m during the flights. The SO$_2$ and NO$_{x}$ concentrations were 3~6 ppb and 5~7 ppb below 1000 m, within 1 ppb and 3~5 ppb at 1000~2000m, respectively. Backward trajectory analyses were also carried out. A mathematical method by Lelieveld et al.(1989) was used to estimate the flux of air pollutants through the planetary boundary layer of Yellow Sea area. Transboundary fluxes were calculated using the measurement results with respect to the pollutants concentration, depth of the planetary boundary layer, wind speed and wind direction. The estimated transboundary flux of SO$_2$through the western boundary of Korea was about 39~42 tons/hour.r.

• 대기
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• 제28권4호
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• pp.369-382
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• 2018

Planetary boundary layer height (PBLH), produced by the Local Data Assimilation and Prediction System (LDAPS), was verified using RawinSonde (RS) data obtained from observation at Daegwallyeong (DGW) and Sokcho (SCW) during the International Collaborative Experiments for Pyeongchang 2018 Olympic and Paralympic winter games (ICE-POP 2018). The PBLH was calculated using RS data by applying the bulk Richardson number and the parcel method. This calculated PBLH was then compared to the values produced by LDAPS. The PBLH simulations for DGW and SCW were generally underestimation. However, the PBLH was an overestimation from surface to 200 m and 450 m at DGW and SCW, respectively; this result of model's failure to correctly simulate the Surface Boundary Layer (SBL) and the Mixing Layer (ML) as the PBLH. When the accuracy of the PBLH simulation is low, large errors are seen in the mid- and low-level humidity. The highest frequencies of Planetary boundary layer (PBL) types, calculated by the LDAPS at DGW and SCW, were presented as types Ι and II, respectively. Analysis of meteorological factors according to the PBL types indicate that the PBLH of the existing stratocumulus were overestimated when the mid- and low-level humidity errors were large. If the instabilities of the surface and vertical mixing into clouds are considered important factors affecting the estimation of PBLH into model, then mid- and low-level humidity should also be considered important factors influencing PBLH simulation performance.

• 대한원격탐사학회지
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• 제32권3호
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• pp.307-321
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• 2016

대기경계층고도 (Planetary Boundary Layer Height, PBLH)는 기상예측모델과 대기확산모델에 중요한 예측 인자이다. PBLH는 지역의 특성에 따라 시공간 빠르게 변화하기 때문에 이를 분석하기 위하여 시공간 고해상도로 관측된 자료가 필요하다. 본 연구에서 국립기상과학원 재해기상연구센터에서 운영중인 차량에 탑재된 라이다 시스템(Lidar observation Vehicle, LIVE)을 소개하고 이것으로 관측된 PBLH의 분석결과를 제시하였다. 분석기간 (2014년 6월 26일~30일) LIVE에서 산출된 PBLH는 WRF와 라디오존데에서 산출된 값과 비교하여 결정계수가 각각 0.68, 0.72로 높은 상관도를 나타내었다. 하지만, 라이다로 산출된 PBLH는 WRF, 라디오존데와 비교하여 값을 과대모의 하는 경향을 보였다. 이는 라이다가 중첩고도 이하 (< 300m)에서 나타나는 PBLH를 찾아내지 못하고 중첩고도 이상에서 나타나는 잔류층 (Residual Layer, RL)을 PBLH로 산출한 결과라 생각된다. 라이다를 활용하여 10분 시간 해상도로 산출된 PBLH는 일출 뒤 성장하다 태양의 남중이 최고가 되는 시점의 2시간 이후 서서히 감소하는 전형적인 일변화 경향을 보여주었다. 분석기간 평균 PBLH의 성장률은 1.79 (-2.9 ~ 5.7) m $min^{-1}$ 였다. 또한, 이동 중 관측된 라이다 신호를 고정관측 기반자료와 비교한 결과 잡음이 적은 것으로 나타났다. 이동 중 관측된 PBLH의 평균은 1065 m 였으며 인근 속초에서 비양된 라디오존데 (1150 m)와 유사한 값을 보였다. 본 연구에서 LIVE가 고해상도의 시공간 자료를 안정적으로 산출 할 수 있음을 제시하였다. 이 같은 LIVE의 장점은 에어로졸 및 대기구조에 대한 새로운 관측 패러다임 제시와 관측기술선진화에 기여도가 클 것으로 기대된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제33권2호
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• pp.171-187
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• 2017

이 연구에서는 위성의 AOD를 이용하여 지면 시정을 산출하는 방법을 제시했다. 시정을 산출하기 위해서는 에어로졸의 분포 고도가 필요하다. 이 연구에서는 두 가지 에어로졸의 분포 고도를 이용하여 시정을 산출하였다. 하나는 대기층이 분리되어 나타나는 경우로 물리적으로 아래와 위층이 완전히 분리되어 있는 경우를 의미한다. 이 경우 분리된 층의 상한 고도를 에어로졸 층 고도(Aerosol Layer Height: ALH)로 가정하였으며 상대습도의 연직분포에서 뚜렷한 최소값이 나타나는 고도로부터 찾았다. 다른 하나는 분리된 층이 존재하지 않은 경우를 의미한다. 이 경우 행성 경계층 고도(Planetary Boundary Layer Height: PBLH)를 사용하였다. 이 두 고도는 RDAPS 예측장 자료로부터 산출되었다. 따라서 시정은 MODIS AOD와 PBLH/ALH로부터 추정하였다. 여기서 ALH를 사용하는 경우 Koschmieder's Law를 이용하였으며 PBLH를 사용하는 경우 경험적 관계식을 이용하였다. 추정 시정을 검증하기 위해 2015~2016년 봄철에 목측 9개와 PWD22 17개 지점의 시정 자료를 사용하였다. 추정시정의 검증에서 검증 값은 지점, 년도, 오전(Terra)/오후(Aqua)에 따라 상당한 차이가 있었다. 이 중 2016년 Terra위성을 이용한 중서부 지역 지점들의 검증은 가장 좋은 결과를 보였다. 검증 결과를 요약하면 상관계수는 0.65보다 높았고, 낮은 시정에서 RMSE는 3.62 km, ME는 2.29 km 보다 낮았다. 그리고 POD는 0.65보다 높았고, FAR은 0.5보다 낮았다. 이러한 검증 결과는 낮은 시정의 데이터 수가 많을수록 좋아졌다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제36권5_1호
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• pp.793-806
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• 2020

이 연구에서는 중규모 기상모델인 WRF의 행성경계층 모수화 방안에 따른 PBLH의 정확도를 평가하기 위해 PBL 모수화 방안 가운데 YSU(Yonsei University), MYJ(Mellor-Yamada-Janjic), ACM2(Asymmetric Convective Model), BouLac(Bougeault-Lacarrere) PBL 방안을 대상으로 사례 기간(2014년 6월 26일~30일)에 대해 수치 실험을 수행하였다. 이동형 차량탑재 라이다 시스템(LIVE)으로 생산된 후방산란 신호를 이용하여 산출한 PBLH와 WRF의 PBL 방안별 예측장에서 산출된 PBLH를 상호 비교 분석하였다. 대체적으로 비국지 방안을 사용한 실험이 국지 방안을 사용한 경우보다 라이다 관측에 대해 더 높은 상관도를 나타냈다. 낮 시간에 대한 PBLH 차이의 표준 편차는 YSU(≈0.39 km), BouLac(≈0.45 km), ACM2(≈0.47 km), MYJ(≈0.53 km) PBL 방안 순으로 작은 값을 보였다. 사례 기간에 대한 RMSE 비교에서는 YSU PBL 방안이 가장 높은 정밀도를 가지는 것으로 나타났다. 차량에 탑재된 기상라이다는 여러 기상 조건하에서 수치모델 행성경계층 분석을 위한 가이던스(guidance)를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지구과학회지
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• 제36권6호
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• pp.553-566
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• 2015

수도권 지역의 고해상도 수치실험에 있어 연직 해상도와 대기경계층 모수화 방안의 효과를 조사하였다. WRF 모델을 이용하여 2013년 10월 25일 0000 UTC 부터 10월 26일 0000 UTC까지 수치 적분을 수행하였다. 수치 결과는 서울 남부에 위치한 선릉지역에서 관측된 6시간 간격의 라디오존데 자료와 서울지역의 43개 자동 기상 관측소 자료를 이용하여 검증하였다. 대기 하층의 연직해상도 비교 실험은 연직 44, 50, 60개의 층으로 구성되었으며, 특히 약 2 km고도 이하의 층을 세분화하였다. 연직 해상도가 가장 높은 60개층 실험에서 대기경계층 고도의 일 변동이 가장 뚜렷하게 나타났고, 특히 산악 지형과 같은 고지대에서는 대기경계층 고도와 10 m 바람장에서 연직해상도 실험 별 차이가 크게 나타났다. WRF 모델 내 ACM2, YSU, MYJ 대기경계층 모수화 방안에 따른 온도의 민감도 실험에서는 모든 실험수행 시간대에서 수치 모델 결과가 라디오존데 관측에 비교하여 온도를 과소 모의하였다. 지상 온도는 YSU 방안과 ACM2 방안이 MYJ 방안에 비해 상대적으로 편차가 낮게 나타났다.