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영동지역 Seeder-Feeder 강설사례의 눈결정 특성 분석

Analysis of Snowflake Characteristics for the Seeder-Feeder effect Snowfalls in the Yeongdong Region

  • 박석우 (Seok Woo Park, 국립강릉원주대학교 일반대학원)

초록/요약 도움말

영동지역 강설은 시베리아 고기압 확장으로 북동기류가 유입될 때, 한랭 건조한 공기가 상대적으로 따뜻한 동해를 통과하는 과정에서 형성된 구름대가 내륙에 강한 강설을 유발하는 것이 특징이다. 이러한 현상은 동해 효과(East Sea effect: ES)로 불리며, 일반적으로 호수효과(lake effect)의 한 형태로 알려져 있다. 최근 2024년 겨울철 라디오존데 관측을 통해 영동지역 강설 사례 중 일부에서 Seeder–Feeder(SF) 효과가 나타남이 확인되었다. SF 효과는 산악지역에서 상층 Seeder 구름에서 생성된 빙정이 하층 Feeder 구름으로 낙하하면서 강수량과 강수강도를 증가시키는 메커니즘으로, 영동지방에서는 바늘형·장구형 등의 눈결정이 일반적인 ES 강설에서 나타나는 눈결정과 함께 관측되는 특징이 있었다. 본 연구는 Multi-Angle Snowflake Camera(MASC)를 이용하여 영동지역 SF 및 ES 강설 사례의 눈결정 특성(크기, 낙하속도, 복잡도 등)을 정량적으로 비교 분석하였으며, 특히 종관장과 구름 구조가 유사하고 시간 경과에 따라 SF에서 ES로 전환된 두 사례(2018년 3월 8일(CASE1), 2021년 3월 1일(CASE2))를 집중 분석하였다. 두 사례의 SF 구간에서는 복잡한 형태의 부착형 눈결정(Aggregate)이 우세하게 나타났고, 특히 2021년 3월 1일 사례에서는 CASE1보다 낮은 온도 조건에서 장구형 눈결정이 뚜렷이 관측되었다. 반면 ES 구간에서는 싸락눈(Graupel) 형태의 눈결정이 대부분을 차지하였으며, 크기와 낙하속도, 복잡도 등 대부분의 물리적 인자가 SF 구간보다 작은 값을 보였다. 전체 ES 강설사례 분석 결과, 지속적인 한기 유입에 따른 기온 하강과 함께 눈결정의 습성이 시간에 따라 변화하는 양상이 나타났다. 대부분의 ES 사례에서 강설 초반에는 GR 입자가 우세하였으나, 이후 기온이 충분히 낮아지면서 나뭇가지형(Dendrite)이 부착된 눈결정(AG)이 주로 관측되었다. SF와 ES 사례 전체를 대상으로 한 통계 비교에서, 대부분의 눈결정 특성이 SF 사례에서 더 큰 값을 보였으나, 종횡비(Aspect ratio)는 ES 사례에서 GR의 다수 관측으로 인해 SF보다 상대적으로 큰 값이 나타났다. 한편 SF로 분류된 일부 강설사례에서는 눈결정이 온도와 수증기량 변화에 따라 민감하게 변하는 것 외에, 연직 대류 혼합의 가능성이 제시되었다. 이에 따라 상승속도에 대한 추가 분석을 수행하였으며, SF 강설사례에서 Seeder와 Feeder 구름 사이 고도인 850 ~ 700 hPa 고도의 상승속도 연직구조를 활용하여 새로운 기준을 제시하였다. 따라서 본 연구는 영동지역에서 발생하는 SF 및 ES 강설사례의 눈결정 특성을 비교 분석함으로써, SF 메커니즘이 강수량 증가와 눈결정 성장에 미치는 영향을 정량적으로 제시하였다. 또한 상승속도를 고려한 분류 기준을 도입하여 SF 사례 선정 절차를 개선시켰으며, 이는 향후 영동지역 강설 메커니즘에 대한 이해 증진과 강설 예보 정확도 향상에 기여할 것으로 기대된다.

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목차 도움말

Ⅰ. 서론 8
Ⅱ. 자료 및 연구방법 13
2-1. 분석지역 및 자료 13
2-2. 눈결정 분석 방법 16
2-3. Seeder-Feeder 사례 분류 24
Ⅲ. 연구 결과 29
3-1. Seeder-Feeder 강설사례 분류 29
3-2. SF 및 ES 강설사례 비교 분석 34
3-3. MASC, PARSIVEL 비교 분석 42
3-4. 연직 바람 분석 및 분류기준 개선 45
Ⅳ. 결론 및 요약 52
참고문헌 54
Acknowledgements 57
Abstract 58

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