동해상에서 태백산맥 서쪽으로 유입되는 찬 공기의 흐름에 관한 WRF 모형의 모의 능력

WRF Simulation Performances for a Cold Surge from East Sea Toward the Western Side of the Taebaek Mountains

2013년 4월 16일 고산 지대에 위치한 대관령 지점에서는 15시 41분부터 9분 동안에 걸쳐 약 1.7℃ min-1의 급격한 기온 하강 현상이 발생하였다. 이 연구에서는 저온피해를 일으키는 이러한 기온 급하강 현상을 이해하기 위하여 고해상도의 WRF(Weather Research and Forecasting) 수치모의를 수행하였다. 또한, 기온 급하강 현상과 관련된 지형효과를 밝혀내기 위하여 대관령을 포함하는 태백산맥의 고도에 따른 민감도 실험을 수행하였다. 관측과 수치모의 실험을 분석한 결과, 대관령 지점에서 발생한 기온 급하강 현상은 다음과 같이 설명되었다: 영동지역으로 차가운 북풍 계열의 바람이 유입되면서 태백산맥 동쪽 경사면을 따라 축적된 차가운 공기덩어리가 따뜻한 남서 기류의 유입과 함께 일중 복사로 기온이 높아진 대관령을 향하여 이동하였고, 이 차가운 공기가 대관령 지점에 도착하면서 기온이 급격하게 하강하였다. 한편, 규준실험에서 얻어진 찬 공기의 두께는 라디오미터에서 관측된 찬 공기의 두께만큼 두껍게 모의하지 못하였다. 이에 따라 수치모의 실험에서는 대관령 주위의 지형 고도를 다소 낮게 설정하여, 두께가 얇은 찬 공기덩어리가 대관령 쪽으로 쉽게 넘어가 기온의 급하강 현상을 모의할 수 있도록 하였다. Froude 수를 분석한 결과, 상대적으로 불안정한 대기 상태와 동해상에서 태백산맥으로 불어오는 다소 강한 찬 바람이 대관령 지점의 기온 급하강 현상을 유도하였음을 확인하였다.

On 16 April 2013, the sharp surface temperature drop (about 1.7 ℃ min-1) occurred at 15:41 for 9 minutes at the Daegwallyeong observation station located in the alpine region with complicated topography. In this paper, high resolution Weather Research and Forecasting (WRF) simulation has been conducted to understand drastic temperature drop, which causes cold-weather damage. In addition, sensitivity experiments to the altitude of Taebaek mountain range including the Daegwallyeong Ridge have been conducted to find out the topographic effect leading to the sharp temperature drop over the Daegwallyeong Ridge. According to the observational analysis and sensitivity experiments, the sharp surface temperature drop at the Daegwallyeong observation station was explained as follows: As the cold wind blew over the Yeongdong region from the north, part of cold air that had been accumulated over the eastern slope of the Taebaek mountain range, moved west toward the Daegwallyeong Ridge, which was in relatively high temperature because of the inflow of warm southwest wind and radiant heat of daytime, just before the arrival of cold air. As the cold air arrived at last at the Daegwallyeong observation station, the temperature drastically dropped. The thickness of the cold air from the control experiment was not as thick as that of the cold air observed from the radiometer. Therefore, the topography altitude should be set relatively low in the sensitivity experiment so that the cold air easily flowed over to the Daegwallyeong Ridge, leading to the sharp surface temperature drop as observed. It was found out from the analysis of the Froude number that the combination of relatively unstable atmosphere condition and the relatively strong cold wind from the East Sea lead to the sharp temperature drop at the Daegwallyeong observation station.