영동지역 푄의 분류 및 장기간(2001-2023) 특성 분석
Classification and Analysis of Long-term (2001-2023) Foehn Characteristics in the Yeongdong Region
- 주제(키워드) 도움말 영동지역 , 푄 , 자기조직화지도 , LDAPS , 열대야 , 활강강풍
- 발행기관 강릉원주대학교 일반대학원
- 지도교수 도움말 김병곤
- 발행년도 2024
- 학위수여년월 2025. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 도움말 일반대학원 대기환경과학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/kangnung/000000012028
- UCI I804:42001-000000012028
- 본문언어 한국어
초록/요약 도움말
영동지역의 푄 현상은 한반도의 종관장이 남고북저형 또는 서고동저형 기압배치를 가질 때 서풍계열의 바람이 태백산맥을 넘어가면서 풍하측(영동지역)이 고온건조해지는 현상이다. 이는 풍하측에 강풍에 의한 시설물 파괴, 산불 확산을 촉진시키며 여름철에는 폭염, 열대야가 지속되게 하여 경제적 또는 인명 피해를 일으킬 수 있다. 따라서 영동지역 푄을 분류하고 이들의 특성을 정량적으로 이해하는 것은 재해 예방을 위해 필요하다. 본 연구에서는 2001년부터 2023년까지 원주(풍상측), 대관령(산 정상), 강릉(풍하측) 3개의 지점에 대해서 ASOS 10분 평균 기상자료를 통해 푄을 분류하였다. 영동지역 푄을 분류하는 절차는 다음과 같다. 1) 강릉의 풍속이 2.5m/s 이상이고, 강수가 없는 경우, 2) 강릉, 대관령과 원주의 풍향이 180°~ 300°인 경우, 3) 원주와 강릉의 상대습도 차가 10%를 초과하는 경우, 4) 강릉과 원주의 온위 차가 2K 이상인 경우, 5) 위의 조건들이 3시간 이상 지속되는 경우를 모두 푄으로 정의하였다. 분류 기준을 통해 영동지역 푄은 869일(전체 기간의 10.3%) 발생하였으며, 총 970건의 사례이다. 이와 같이 분류된 970건의 사례들을 선정하여 비지도 기계학습인 자기조직화지도를 통해 종관장을 총 5개의 군집으로 분류하였는데, 대표적인 종관 유형은 한반도 북쪽에 위치한 저기압에 의한 남고북저형과 중국에 위치한 고기압의 한반도 확장과 동해 상에 위치한 저기압에 의한 서고동저형 두가지 유형이었다. 분류된 사례들을 통해 기후적 분석과 자기조직화 지도를 통해 종관장 유형을 분석하였다. 기후적 분석을 통해 푄의 특성이 두드러지는 2가지 사례를 선정하여 라그랑지안 열 수지 모델을 통해 어떤 푄 온난화 메커니즘이 우세한지 정량적으로 분석하였다. 첫번째 Foehn wind(2024.07.28) 사례는 여름에 발생한 푄이며 지속시간은 22시간이었고 원주, 대관령 지점에 강수가 있었다. 이 날 풍하측 강릉의 최고기온은 36.1℃이고, 밤 최저기온은 30.3℃로 폭염과 초열대야가 지속되었다. 라그랑지안 열 수지 분석을 통해 등온위 끌어내림 메커니즘(1.0K ~ 1.4K)보다 잠열과 강수 메커니즘(3.6K ~ 5.9K)이 더욱 우세한 것을 확인할 수 있었다. Foehn windstorm(2023.04.11) 사례는 강릉 최대 풍속이 17.5m/s로 푄이 7시간 지속된 활강강풍 사례이다. 잠열과 강수 메커니즘(-4.4K ~ 0.3K)보다 등온위 끌어내림 메커니즘(4.5K ~ 7.2K)이 우세하였다. 영동지역 푄 현상은 주로 봄, 가을철에 빈번히 발생한다고 알려져 있지만, 본 연구를 통해 겨울철의 발생빈도가 가장 높은 것을 확인할 수 있었다. 또한 여름철에 발생하는 푄은 지속시간이 길고 강도는 봄에 발생하는 푄보다 약하나 폭염과 초열대야를 지속되게 만드는 것을 알 수 있었다. 본 연구에서 제시한 영동지역 푄 분류기준과 라그랑지안 열 수지 분석은 영동지역 푄 예보에 도움을 줄 것이며, 다양한 사례에 대해서 라그랑지안 열 수지 분석을 진행한다면 각각의 온난화 메커니즘이 영동지역에 미치는 영향을 정량화 할 수 있을 것이다.
more초록/요약 도움말
The Foehn phenomenon in the Yeongdong region occurs when westerly winds cross the Taebaek Mountains under synoptic-scale pressure patterns characterized by high pressure in the south and low pressure in the north or high pressure in the west and low pressure in the east. This leads to warm and dry conditions on the leeward side (Yeongdong region). Such conditions can cause damage to infrastructure due to strong winds, accelerate wildfire spread, and contribute to prolonged heatwaves and tropical nights in summer, resulting in economic and human losses. Therefore, categorizing and quantitatively understanding its characteristics is essential for disaster prevention. This study classified Foehn cases from 2001 to 2023 using 10-minute interval ASOS meteorological data from three locations: Wonju (windward side), Daegwallyeong (mountain crest), and Gangneung (leeward side). The classification criteria for Foehn in the Yeongdong region were as follows: (1) wind speed at Gangneung (GN) exceeds 2.5 m/s without precipitation, (2) wind directions at GN, Daegwallyeong (DG), and Wonju (WJ) range between 180° and 300°, (3) the relative humidity difference between WJ and GN exceeds 10%, (4) the potential temperature difference between GN and WJ is 2K or greater, and (5) all these conditions persist for more than three consecutive hours. Based on these criteria, Foehn occurred on 869 days (10.3% of the entire period) with a total of 970 cases. The 970 identified cases were further examined using an unsupervised machine learning technique, the self-organizing map (SOM), to classify synoptic patterns into five clusters. Two representative synoptic patterns were identified: the southern high-northern low type, and the western high-eastern low type. A climatological analysis and SOM-based synoptic pattern classification were conducted for these cases. Two representative Foehn events were selected for detailed analysis using the Lagrangian heat budget model to quantitatively evaluate the dominant warming mechanisms. The Foehn wind event on 28 Jul 2024 lasted for 22 hours, with precipitation at WJ and DG. When the maximum temperature of GN reached 36.1°C, the minimum temperature was 30.3°C, that is a prolonged heatwave and super tropical night. Lagrangian heat budget analysis revealed that latent heat and precipitation mechanisms (3.6K to 5.9K) were more dominant than the isentropic drawdown mechanism (1.0K to 1.4K). In contrast, a Foehn windstorm event on April 11, 2023, characterized by strong downslope winds, lasted for 7 hours with a maximum wind speed of 17.5 m/s at GN. For this case, the isentropic drawdown mechanism (4.5K to 7.2K) was more significant than the latent heat and precipitation mechanisms (-4.4K to 0.3K). Although Foehn in the Yeongdong region is commonly known to be observed in spring and autumn, this study revealed that it occurs most frequently in winter. Furthermore, where Foehn events tend to have longer durations but weaker intensities in summer than in spring, contributing to prolonged heatwaves and tropical nights. The classification criteria and Lagrangian heat budget analysis presented in this study can aid in forecasting Foehn events in the Yeongdong region. Long-term Lagrangian heat budget analyses would allow for a more detailed quantification of the impacts of each mechanism on the region.
more목차 도움말
국문요약 Ⅰ
목차 Ⅲ
표목차 Ⅳ
그림목차 Ⅴ
Ⅰ. 서론 1
Ⅱ. 자료 및 연구 방법 6
2.1 분석 지역 및 자료 6
2.2 연구 방법 9
Ⅲ. 연구 결과 15
3.1 푄 분류 결과 및 기후학적 특성 15
3.2 EP1(2024.07.28) 사례 분석 23
3.3 EP2(2023.04.11) 사례 분석 30
Ⅳ. 요약 및 결론 38
참고문헌 41
Abstract 45
감사의 글 49
