레이더 반사도의 거리오차 구조 파악을 위한 VPR 모형 비교

• 영문명: Comparison of VPR (Vertical Profile of Reflectivity) Models to Identify the Range Dependent Error in Radar Reflectivity
• 발행기관: 한국방재학회
• 저자명: 윤정수 유철상 최정호 구정모 Yoon, Jungsoo Yoo, Chulsang Choi, Jeongho Ku, Jungmo
• 간행물 정보: 『2. 한국방재학회 논문집』14권4호, 79~92쪽, 전체 14쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2014.08.31

국문 초록

지구곡률효과로 인해 레이더 빔의 관측 고도는 거리가 멀어질수록 높아지며 이로 인해 레이더로부터 추정된 강우는 지상에 떨어지는 강우와 큰 차이를 보일 수밖에 없다. 이러한 지구곡률효과는 레이더 강우 오차의 중요한 원인이 되고 있으며, 이와 같이 레이더로부터 거리에 따라 발생하는 오차를 거리오차라 정의한다. 본 연구에서는 레이더 반사도의 거리오차 구조를 파악하기 위해 세 가지 형태의 VPR 모형을 적용하였다. 각 VPR 모형으로부터 추정된 1.5 km 고도에서의 반사도와 1.5 km CAPPI 반사도와의 차이를 오차로 가정하였고 이러한 오차는 편의와 평균제곱근오차로 정량화하였다. 아울러 편의와 평균제곱근오차가 거리에 따라 어떻게 나타나는지를 통해 어느 VPR 모형이 거리오차를 반영하기에 적절한지를 확인하였다. 적용한 모형 1은 Fabry(1997)에서 적용한 모형으로 층상형의 밝은 띠를 내포하고 있다. 모형 2는 밝은 띠 부분을 제거하고 아울러 밝은 띠 아래에서 반사도가 일정하게 유지되는 형태이다. 모형 3은 모형 2와 유사한 형태로 반사도가 지수적인 감소 패턴을 보이는 형태이다. 아울러 VPR 모형 추정시 밝은띠 영역의 이하 자료와 이상의 자료를 구분하여 적용하느냐(Method 1) 동시에 적용하느냐(Method 2)에 따라 추정 방법을 구분하였다. 적용 결과 근거리에서 편의가 0을 기준으로 변동하고, 원거리에서는 다소 편의가 크게 발생하는 모형3이 거리오차를 반영하기에 가장 적절한 것으로 확인되었다.

영문 초록

Due to the earth`s curvature effect, the height of the radar beam increases as the distance from the radar increases. So the radar rainfall shows the difference from the ground rainfall. The earth curvature is an important source of error among others, which is defined as the range dependent error. This study applied three VPR (Vertical Profile of Reflectivity) models to identify the range dependent error. The range dependent error were calculated by the difference between the 1.5 km CAPPI reflectivity and the reflectivity at 1.5 km estimated from the VPR, which were quantified separately by the bias and the root mean square error. This study evaluated what model can properly present the range dependent error. Model 1 referred to Fabry (1997) considering the bright band. Model 2 is the same as Fabry (1997) but with the uniform vertical profile below the bright band. Model 3, similar to model 2, has the exponential decreased pattern. Also, two different parameter estimation methods were considered: method 1 is to consider the reflectivity below the bright band and method 2 both below and upper the region. As an application result, the model 3 was found to be the most suitable for identifying the range dependent error.

키워드

지구곡률 거리오차 레이더 반사도 VPR 모형 Earth`s curvature Range dependent error Radar reflectivity VPR model