초단기 레이더 강우 예측 초기장 고도화 시스템 검증

• 영문명: Verification of Initial Field of Very Short-Term Radar Rainfall Forecasts using Advanced System: A Case Study of Typhoon CHABA in 2016
• 발행기관: 한국방재학회
• 저자명: 장상민(Jang Sangmin) 윤선권(Yoon Sunkwon) 박경원(Park Kyungwon)
• 간행물 정보: 『2. 한국방재학회 논문집』 18권3호, 57~71쪽, 전체 15쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2018.04.30

국문 초록

본 연구에서는 집중호우에 대한 레이더기반 초단기 강우 예측 시스템의 정확도를 향상시키기 위해 초기장 개선 연구를 수행하였다. 집중호우에 적합한 강우를 추정하기 위해 층운형, 대류형, 열대형의 Z-R관계식과 반사도 조건에 따라 층운형과 대류형을 구분하여 Z-R 관계식을 적용하였으며, 이를 초단기 강우 예측 시스템의 초기장으로 활용하였다. 또한 2016년 10월 5일 태풍 차바(Chaba)에 의한 집중호우 사례에 대해 지상관측 강우자료와 레이더 추정 및 예측 강우자료와의 비교를 통해 정확도를 정성적ㆍ정량적으로 평가하였다. 레이더 강우 추정에 대한 분석 결과, 복합형 타입의 Z-R 관계식의 상관계수와 평균제곱근오차가 비슬산레이더의 경우 각각 0.8207, 9.22 mm/hr, 면봉산 레이더의 경우 각각 0.8001, 10.53 mm/hr로 가장 좋은 성능을 보였다. 강우 예측에 대한 분석 결과, 집중호우 사례에 대해 강우강도 공간분포 및 이동 패턴은 평균적으로 잘 모의하였으며, 초단기 강우 예측 결과의 평균적으로 POD는 0.97 이상, FAR는 0.21 이하로 다소 정확하게 예측하는 것으로 분석되었다. 정량적 평가 결과, 비슬산 레이더의 경우 상관계수가 예측시간 60분까지 0.545 이상, 면봉산 레이더의 경우 0.379 이상으로 비교적 좋은 상관성을 보였으며, Z-R 관계식 유형에 따른 차이는 작은 것으로 확인되었다. 평균제곱근오차의 경우 열대형과 복합형의 Z-R관계식이 높은 정확도를 가지는 것으로 확인되었다. 본 연구 결과, 초기장 정확도의 개선을 통한 레이더 기반 초단기 강우 예측 모형의 정확도 개선 가능성을 확인할 수 있었으며, 향후 지속적인 사례연구 및 검증을 통하여 강우 추정 및 강우 예측 알고리즘 개선의 노력이 필요하다.

영문 초록

In this study, initial field improvement study was conducted to improve the accuracy of radar-based very short-term forecasting systems for heavy rainfall. We estimated the radar rainfall using stratiform, convection, tropical and classified Z-R relationship and it was used as initial field of very short term forecasting systems. The accuracy of estimated and forecasted rain was also evaluated qualitative and quantitative by comparison of the observed rain on the case of torrential rain by Typhoon Chaba on October 5, 2016. The correlation coefficient (CORR) and the root mean square error (RMSE) of the composite type Z-R relationship were greatest at 0.8207, 9.22, and 0.8001, 10.53 for Biseulsan radar (BSL) and Myeonbongsan radar (MYN), respectively. As a result of the analysis of rainfall forecasts, the distribution of rainfall intensity and the pattern of movement for the severe rainfall cases were generally well simulated, with 0.97 or higher in POD and 0.21 or less than in FAR. Quantitative assessment has shown a relatively good correlation, with CORR greater than 0.545 for BSL and greater than 0.379 within 60 minute and differences of CORR in Z-R relational types were found to be small. For RMSE, it was confirmed that the tropical and classified Z-R relationship was highly accurate. The results of this study identified the potential for improvement in radar-based very short-term forecasting systems by improving the initial field accuracy, and efforts are needed to improve the rainfall estimation and forecasting algorithms through ongoing case studies and verification in the future.

목차

Abstract

요지

1. 서론

2. 대상 사례 및 방법

3. 분석 결과

4. 결론 및 토의

References

키워드

레이더 강우 추정 Z-R 관계식 초기장 초단기 강우 예측 Radar Rainfall Estimate Z-R Relationship Initial Field Very Short-Term Forecast