대류권계면 접힘을 동반한 영동지역 폭설사례 분석
Case Study of the Extreme Snowfall Events over the Yeongdong Region Accompanied by Tropopause Folding
- 주제(키워드) 도움말 한대 저기압 , 대류권계면 접힘 , 영동 폭설 , 레윈존데 , MASC
- 발행기관 국립강릉원주대학교 일반대학원
- 지도교수 도움말 김병곤
- 발행년도 2025
- 학위수여년월 2026. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 도움말 일반대학원 대기환경과학과
- 세부분야 해당없음
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/kangnung/000000012338
- UCI I804:42001-000000012338
- 본문언어 한국어
초록/요약 도움말
강원도 영동 지역은 태백산맥과 동해에 인접한 복잡 지형으로 국지적 기상현상이 빈번하며, 특히 겨울철 대설로 인한 피해 저감을 위해 체계적 연구가 요구된다. 2014년 이후 수행된 ESSAY 집중 관측 캠페인에서 총 54회의 강설이 관측되었고, 이 중 영동 지역의 평균 동해 효과 강설 강도(≈0.7 cm h⁻¹)보다 8배 이상 강한 두 차례의 극한 강설이 기록되었으며, 두 사례 모두 대류권계면 접힘이 동반된 것으로 추정되었다. 본 연구는 이 두 폭설 사례(EP1: 2017-01-20, EP2: 2025-03-17)의 공통점과 차이점을 조사하고, MASC (Multi-Angle Snowflake Camera) 자료를 활용한 눈 결정 특성을 정량 분석하였다. 단기간 폭설을 유발한 한대 저기압의 발달 과정을 파악하기 위해 종관 일기도, ERA5 재분석장, 레윈존데, MASC 등을 종합 분석하였다. 분석 결과, 두 사례의 공통점은 다음과 같다. (1) 주저기압으로부터 부저기압이 파생되어 동해상에 위치하였고, (2) 상층 (500hPa)에서 한기핵을 동반한 절리저기압이 한반도로 남하하였다. (3) 레윈존데 관측에서 800–500hPa 사이 북북동풍 유입이 확인되었다. (4) 1시간 최대 강수 시점의 EP1과 EP2의 가강수량은 각각 9.3, 10.3 mm로 유사하였고, (5) 305K 등온위면에서 4.5 PVU 이상 양의 위치 소용돌이가 영동으로 이류하여 시간에 따라 성층권 공기가 대류권으로 유입되었다. 마지막으로 (6) MASC 분석에서 SP (small particle) 및 GR (graupel) 성상이 다수 관측되었으며, 연직 상승 속도가 가장 강한 시점과 맞물려 복잡도가 1.3(구형)에 가까운 값을 나타내며 이차빙정생성(SIP) 메커니즘 발생 가능성이 있었다. 한편, 차이점으로 EP1은 09–12KST 사이 대기 중층에서 절대불안정이 발생했으나, 3시간 이내 급격한 변화가 모델 재분석장 (ERA5)에서 제대로 재현되지 않아 발산·연직속도 강도와 정점 고도의 과소 모의가 나타났다. 미세물리적으로는 1mm 미만 작은 입자와 Dmax의 일정함이 두드러졌다. EP2는 절대불안정은 잘 나타나지 않았으나 레윈존데 포화층과 ERA5 발산·연직속도 최대 고도가 비교적 잘 일치했으며, 미세물리적으로는 Dmax 분산이 EP1보다 크게 나타났다. 현업 관측 체계로는 6시간 규모의 중규모 폭설을 제대로 관측하는 데에는 한계가 존재하므로, 고해상도 상층 대기 열역학 구조 관측과 SIP 과정에 대한 추가 분석이 요구된다.
more초록/요약 도움말
The Yeongdong region of Gangwon Province, bordered by the Taebaek Mountains and the East Sea, exhibits frequent extreme weather such as short term heavy snowfall. Therefore systematic research is needed to mitigate wintertime hazard. Since 2014, the ESSAY (Experiment on Snow Storms at Yeongdong) of intensive observation campaigns have observed 54 snowfall events, among which two extreme cases featured snowfall rates more than eight times the average for East-Sea-effect snowfall (~0.7 cm h⁻¹); notably both events were accompanied by tropopause folding. This study investigates characteristics of these two episodes (EP1: 2017-01-20; EP2: 2025-03-17) and additionally provides a quantitative analysis of snowflake properties using a MASC (Multi-Angle Snowflake Camera). To understand the rapid development of the polar lows that triggered heavy snowfall, a comprehensive analysis was conducted using synoptic weather charts, ERA5 reanalysis data, radiosonde soundings, MASC data. The main common features are as follows: (1) A secondary low derived from the main low, located over the East Sea, (2) a trough low accompanied by a cold core at the upper level (500hPa) moved southward toward the Korean Peninsula. (3) Rawinsonde observations confirmed a northeasterly inflow between 800–500hPa. (4) The total precipitation water at the hourly maximum precipitation were similar: EP1 9.3 mm and EP2 10.3 mm. (5) Positive potential vorticity exceeding 4.5 PVU at the 305K isentropic surface advected to Yeongdong, causing stratospheric air to inflow into the troposphere over time. Finally, (6) MASC analysis revealed numerous observations of SP (small particle) and GR (graupel) habits, which coincided with the period of strongest vertical uplift, showing a complexity value close to 1.3 (spherical), suggesting the possible occurrence of a secondary ice particle production (SIP) mechanism.
more목차 도움말
Ⅰ. 서론 10
Ⅱ. 연구 자료 및 방법 13
1. 연구 자료 13
1) 종관 및 관측 13
2) 재분석장 15
2. 연구 방법 17
Ⅲ. 연구 결과 18
1. 종관일기도 및 관측 18
2. ERA5 재분석자료 28
1) 305K 등온위면 28
2) 열·역학적 대류권계면 32
3) 수렴·발산 장 37
3. MASC 41
Ⅳ. 요약 및 결론 46
참고문헌 48
Abstract 52
