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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 송동섭
- 발행연도
- 2016
- 저작권
- 강원대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수7
이 논문의 연구 히스토리 (5)
2016
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기상 상황과 기후 변화는 과거서부터 지금까지 인간의 생활을 좀 더 윤택하게 만들기 위해 연구되었다. 기상 상황과 기후 변화를 연구하기 위해 중요한 요소 중 하나는 대기에 포함되어 있는 수증기이다. 이러한 수증기를 관측하기 위한 장비는 GPS, 라디오존데, 수증기 복사계(WVR), 라이다(LiDAR), 기상위성 등 다양하다. 이번 연구에서는 운용비용이 저렴하고 실시간으로 수증기 관측이 용이한 GPS를 이용하였다. GPS 가강수량(PWV; Precipitable Water Vapor)을 산출하기 위해서 총 지연량(ZTD; Zenith Total Delay)이 필요하고 이 총 지연량은 천정 건조 지연량(ZHD; Zenith Hydrostatic Delay)과 천정 습윤 지연량(ZWD; Zenith Wet Delay)으로 나누어진다. 총 지연량은 GPS 해석 소프트웨어를 통해 산출이 가능하다. 천정 건조 지연량은 선험적 연구결과로 도출된 여러 모델이 존재한다. GPS 해석프로그램을 통해 구해진 총 지연량에서 모델을 통해서 구해진 천정 건조 지연량을 감해주면 천정 습윤 지연량이 도출된다. 천정 습윤 지연량을 가강수량으로 환산하는 공식을 적용하면 GPS를 통한 가강수량을 산출할 수 있다. 본 연구에서는 건조 지연 모델별로 GPS 가강수량을 복원하는 경우와 실제 대기의 가중 평균 기온 관측값을 적용하여 가강수량을 복원하였을 경
우에 GPS 기상 기술의 유효성을 검토하고자 한다. 연구 대상지는 기상청 고층기상관측관서 3개 지점(속초, 포항, 고산), 대한민국 공군 2개 지점(오산, 광주)의 데이터를 활용하였기 때문에 국토지리정보원에서 관리하고 있는 GPS 상시관측소와 기상청에서 운용중인 AWS(Automated Weather Station)간에 지리적 이격이 크지 않은 곳으로 선정하였으며, 해당 지역은 강릉(속초), 수원(오산), 광주(광주), 울산(포항), 제주(고산) 등 총 5개소이다. 본 연구에서 유효성 검토를 분석하기 위하여 적용한 건조 지연 모델은 Saastamoinen, Hopfield 및 Black 천정 건조 지연 모델이다. 그 결과, 한국형 가중평균기온식을 적용한 가강수량이 실제 대기의 가중평균기온 관측값을 적용한 것보다 모든 통계 분석값(편의량, 표준편차 그리고 RMSE값)에서 더 정확한 것으로 분석되었다. 지역별로 분석한 결과, 표준편차는 5개 지역 모두에서 Black 모델이 다른 두 모델 보다 정밀하다는 결과를 확인할 수 있었다. 그러나 편의량과 RMSE값은 지역별로 서로 상이한 결과를 보였다. 광주, 제주, 그리고 울산 지역에서는 Hopfield 모델이 편의량과 RMSE가 정밀하다는 결과를 확인하였고, 나머지 수원과 강릉지역에서는 Saastamoinen모델을 통하여 산출한 가강수량값의 편의량과 RMSE가 타 모델에 비해 좀 더 정밀하다는 결과를 나타내었다. 현재 국내뿐만 아니라 국외에도 제일 정확하다는 천정 건조 지연모델인 Saastamoinen은 국내에서는 그 유효성을 찾기는 어려운 것으로 판단된다. 적합한 모델을 찾기 위해서 차후에 더 많은 데이터를 기반으로 연구되거나, GPS 상시관측소와 라디오존데 관측소간의 동기화를 시키는 것이 중요하다고 판단된다.
우에 GPS 기상 기술의 유효성을 검토하고자 한다. 연구 대상지는 기상청 고층기상관측관서 3개 지점(속초, 포항, 고산), 대한민국 공군 2개 지점(오산, 광주)의 데이터를 활용하였기 때문에 국토지리정보원에서 관리하고 있는 GPS 상시관측소와 기상청에서 운용중인 AWS(Automated Weather Station)간에 지리적 이격이 크지 않은 곳으로 선정하였으며, 해당 지역은 강릉(속초), 수원(오산), 광주(광주), 울산(포항), 제주(고산) 등 총 5개소이다. 본 연구에서 유효성 검토를 분석하기 위하여 적용한 건조 지연 모델은 Saastamoinen, Hopfield 및 Black 천정 건조 지연 모델이다. 그 결과, 한국형 가중평균기온식을 적용한 가강수량이 실제 대기의 가중평균기온 관측값을 적용한 것보다 모든 통계 분석값(편의량, 표준편차 그리고 RMSE값)에서 더 정확한 것으로 분석되었다. 지역별로 분석한 결과, 표준편차는 5개 지역 모두에서 Black 모델이 다른 두 모델 보다 정밀하다는 결과를 확인할 수 있었다. 그러나 편의량과 RMSE값은 지역별로 서로 상이한 결과를 보였다. 광주, 제주, 그리고 울산 지역에서는 Hopfield 모델이 편의량과 RMSE가 정밀하다는 결과를 확인하였고, 나머지 수원과 강릉지역에서는 Saastamoinen모델을 통하여 산출한 가강수량값의 편의량과 RMSE가 타 모델에 비해 좀 더 정밀하다는 결과를 나타내었다. 현재 국내뿐만 아니라 국외에도 제일 정확하다는 천정 건조 지연모델인 Saastamoinen은 국내에서는 그 유효성을 찾기는 어려운 것으로 판단된다. 적합한 모델을 찾기 위해서 차후에 더 많은 데이터를 기반으로 연구되거나, GPS 상시관측소와 라디오존데 관측소간의 동기화를 시키는 것이 중요하다고 판단된다.
목차
목 차List of Tables ⅲList of Figures ⅳⅠ. 서론 11. 연구배경 12. 연구동향 33. 연구목적 및 방법 4Ⅱ. 이론적 고찰 61. GPS 기상 기술 62. 천정 건조 지연 모델 71) Hopfield 천정 건조 지연 모델 72) Saastamoinen 천정 건조 지연 모델l 113) Black 천정 건조 지연 모델 13Ⅲ. 천정 건조 지연 모델별 GPS 가강수량 복원 151. 연구 대상지 152. 모델별 GPS 가강수량 복원 183. 라디오존데 가중 평균 기온 관측값 이용한 GPS 가강수량 19Ⅳ. GPS 가강수량 정확도 평가 211. 라디오존데 가강수량 추정 212. GPS 가강수량의 유효성 평가 251) 과대편차 제거 272) 천정 지연 모델 및 가중평균기온식에 따른 유효성 평가 34Ⅴ. 결론 43참고문헌 45영문초록 49
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