겨울철 도로기상 및 노면온도의 시·공간 변화 특성에 관한 연구

A Study on Spatial and Temporal Variations in Road Weather Elements and Road Surface Temperature Data Observed in Wint

도로 위에서 국지적으로 발생하고 육안으로 구분이 어려운 도로살얼음은 대형 교통사고의 주요 원인이다. 도로살얼음 발생 메커니즘을 이해하기 위해서는 도로 위의 기상요소와 노면온도변화 특성을 파악하는 것이 중요하다. 겨울철 경상남북도 내륙지역을 대상으로 기상관측차량을 이용하여 2020년 1월 6일(어는 비 사례)과 2월 6일(cP 고기압 사례)에 도로기상 및 노면온도 집중관측을 실시하였다. 본 연구에서는 두 사례에서 나타난 도로기상과 노면온도의 시ㆍ공간 변화특성을 조사하였다. 전체적으로 겨울철은 도로재질(콘크리트 혹은 아스팔트)의 열 용량으로 인해 기온 보다 노면 온도가 높았다. 어는 비 사례에서 지표면 부근은 복사냉각으로 대기가 건조하고 기온이 낮았다. 산지를 인접하고 고도가 낮은 구간에서 기온이 낮았는데, 이는 한기의 침강과 복사냉각의 효과가 더해진 것으로 판단된다. cP 고기압 영향의 경우, 기온과 노면온도의 변화는 어는 비 사례와 유사했다. 하지만 어는 비 사례에 비해 기온과 노면온도의 변동 폭은 다소 컸다. 어는 비가 내리는 경우 노면상태가 얼음상태일 때 상대적으로 기온과 노면 온도는 낮았고 상대습도는 높았다. 이는 노면결빙을 위한 영하의 기온과 대기 중 많은 수분에 기인된 것으로 간주된다. 또한 cP 고기압의 영향에서 도로에서 녹은 눈 상태가 관측되었다. 이는 영하의 기온에서 도로면 주변의 수분이 노면에서 결빙되었지만, 노면온도가 영상이므로 결빙의 일부가 녹아서 슬러시 형태로 바뀌었기 때문인 것으로 사료된다.

In order to understand the occurrence mechanism of black ice in winter, it is important to explore the spatial and temporal variations of road meteorological elements and road surface temperature obtained from a mobile observation vehicle. The 6 intensive observation experiments of road weather and road surface temperature were carried out over inland region of Gyeongbuk province from Jan. to Feb., 2020. In this study, the freezing rain case of Jan. 6 and cP high case of Feb. 2, 2020 selected among 6 experments were used to examine the spatial and temporal variations of road meteorological elements and road surface temperature. In both cases, road surface temperature is higher than air temperature in winter due to large heat capacity of road. In the freezing rain case, air temperature is much lower at low elevation around mountains because of subsidence of cold air and nocturnal radiation cooling. In case of cP high, variations of air temperature and road surface temperature is similar to those of freezing rain case but their variation range is somewhat larger. While pavement condition of ice state is observed in the freezing rain case, air temperature and road surface temperature are relatively lower and relative humidity is higher. This is considered as the effects of air temperature with below zero and abundant moisture for the occurrence of black ice on the road. In addition, under the influence of cP high, a melting snow state observed on the road is regarded as the transition of freezing of moisture around the road to slush form, which is related to melted parts of ice at road surface temperature above zero.