멀티프랙탈 기반의 시ㆍ공간 격자강우장 생산기법의 적용성 평가

• 영문명: Hydrological Applications of Multifractal Space-Time Rainfall Downscaling Model
• 발행기관: 한국방재학회
• 저자명: 송호용(Song Ho Yong) 김동균(Kim Dong Kyun) 김병식(Kim Byung Sik) 황석환(Hwang Seok Hwan) 김태웅(Kim Tae Woong)
• 간행물 정보: 『3. 한국방재학회 학술대회논문집』2015년, 279~279쪽, 전체 1쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2015.02.25

국문 초록

기후변화에 대비하기 위해 대기순환모형(GCM)이나 지역순환모형(RCM)을 활용해 가까운 미래에 발생할 다양한 기후변화 시나리오를 작성하여 미래 수문변화에 대비하고 있다. 그러나 GCM은 매우 낮은 해상도를 가지고 있으며, 시간적 규모도 수 십일에서 수개월의 분해능으로 인해 유역의 반응을 예측하는데 있어 부정확성을 초래할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 멀티프랙탈 기법을 이용하여 시ㆍ공간 강우를 생산하고 검증하였다. 이를 위해 기상청에서 제공받은 레이더 자료의 시ㆍ공간 멀티프랙탈 특성을 분석하였으며, 로그 포아송 분포 함수와 3차원 웨이브렛을 적용하여 관측 레이더 자료가 나타내는 멀티프랙탈 특성을 반영한 각 사상별 10개의 격자단위 가상강우장을 생성하였다. 가상강우장의 검증은 각 격자에 나타나는 강우강도의 분포 빈도를 누적분포함수로 비교하였으며, 가상강우장의 강우 시계열을 작성하여 이를 비교하였다. 또한 베리오그램을 활용하여 가상강우장의 공간특성을 비교하였다. 최종적으로 가상강우장과 관측 레이더 강우장, 그리고 저해상도 강우장을 분포형 강우-유출 모형인 S-RAT 모형에 적용하여 가상강우장과 관측 강우장의 강우-유출을 비교하였으며, 이를 정량화하기 위해 RMSE, RRMSE, MAE, SS, NPE, PTE 방법을 적용하였다. 분석결과, 각 격자별 강우강도빈도는 유사하게 나타나지만 강우장의 시계열이나 공간적 특성에서는 뛰어난 모사능은 나타나지 않았다. 그러나 강우-유출 모의를 후, NPE와 PTE 분석 결과 평균적으로 첨두유량은 20.03% 증가하였으며, 첨두시간은 0.81% 감소를 나타내었다. 이는 미래 강우-유출의 정확성을 높일 수 있을 것이다.

키워드

멀티프랙탈 시ㆍ공간 모델링 다운스케일링 베리오그램