표제지
제출문
참여연구진
목차
1. 서론 12
1.1. 연구 개요 13
1.1-1. 연구의 배경 및 목표 13
1.1-2. 연구의 범위 및 내용 16
1.1-2. 연구의 세부 내용 17
2. 강우레이더 관측변수 산정 기술개선 21
2.1. 이중편파레이더 정량적 강수추정 알고리즘의 수문학적 검토 23
2.1-1. 레이더 강수추정 알고리즘 검토 23
2.1-2. 레이더 강수추정 정확도 분석 연구 25
2.1-3. 국내 레이더 강수추정 정확도 수준 분석 28
2.1-4. 향후 강수추정 알고리즘의 수문학적 검토 추진 방향 37
2.1-5. 강우레이더 별 레이더강우의 정량적 평가 38
2.2. 이중편파레이더 변수의 상관관계 검토 및 분석 49
2.2-1. 이중편파레이더 변수의 상관관계 49
2.2-2. 이중편파변수의 상관관계 및 강수추정 민감도 검토 59
2.2-3. 결과 및 시사점 70
3. 강우레이더의 수문학적 평가 기술 71
3.1. 강우레이더 관측의 수문학적 평가요소 선정 및 검토 73
3.1-1. 강우레이더 관측의 수문학적 평가요소 선정 73
3.1-2. 강우레이더 관측의 수문학적 평가요소별 분석 74
3.1-3. 「강우레이더 관측의 수문학적 평가요소 선정 및 검토」 향후 추진 방향 80
3.2. 강우레이더 관측의 수문학적 평가요소별 오차함수 개발 81
3.2-1. 강우레이더 관측의 수문학적 평가요소별 불확실도 분석 81
4. 부처별 레이더 자료 정확도 분석 및 관측전략 개선방안 수립 129
4.1. 강우레이더 관측전략 수립 및 검토 131
4.1-1. 서대산, 가리산 강우레이더 관측전략 수립 131
4.1-2. 강우레이더 시험 관측 개요 142
4.1-3. 비슬산 강우레이더 시험 관측 143
4.1-4. 소백산 강우레이더 시험 관측 150
4.1-5. 소백산 강우레이더 시험관측 전략 검토 결과 151
4.1-6. 관측전략 평가결과 및 개선방안 156
5. 결론 161
5.1. 결론 163
5.2. 참고문헌 171
부록 1. 강우레이더 QPE 분석 173
부록 1.1. QPE 알고리즘 별 강우량 상관특성 분석 173
부록 1.2. 관측 고도각 별 강우량 상관특성 분석 197
부록 1.3. 관측 고도각 및 고도에 따른 알고리즘 별 QPE 분포 221
부록 1.4. 알고리즘 별 최대 QPE 발생 고도각 분포 245
부록 1.5. 알고리즘 별 지역적 QPE 정합성 분석 269
부록 1.6. 저고도 감쇠 보정법(Vertical Profile Method) 적용 293
부록 1.7. 관측 거리에 따른 오차 분석 317
서지자료 340
〈표 2.1〉 미국의 레이더 강수추정 정확도 분석 27
〈표 2.2〉 미국의 레이더 강수추정 정확도 분석 27
〈표 2.3〉 강수추정 정확도 분석을 위한 강우사상(비슬산, 15개 사상) 29
〈표 2.4〉 강우사상별 레이더강우 정확도 검증 통계값(비슬산, 2012~2014년 전체) 34
〈표 2.5〉 미국 레이더강우와 국내 레이더강우 정확도 분석 결과 비교 35
〈표 2.6〉 강수추정 알고리즘의 정합성 평가를 위한 대상 자료 46
〈표 3.1〉 거리 및 거리구간 별 레이더강수추정 정확도 검증 통계값... 75
〈표 3.2〉 홍수예보 관측환경 개선 방안(강우레이더 기본계획 일부 보완, 2015) 119
〈표 3.3〉 분석대상 강우사상별 정확도 검증 통계값 127
〈표 4.1〉 범부처 레이더 공동활용 관측전략 수립을 위한 가이드라인 131
〈표 4.2〉 단일 PRF를 이용하는 강우레이더 관측전략(안)(서대산) 134
〈표 4.3〉 범부처 레이더 공동활용 관측전략(안)(서대산) 134
〈표 4.4〉 단일 PRF를 이용하는 강우레이더 관측전략(안)(가리산) 138
〈표 4.5〉 범부처 레이더 공동활용 관측전략(안)(가리산) 139
〈그림 1.1〉 강우레이더 기본계획 일부보완('15) 국토교통부 강우레이더 관측망(안) 13
〈그림 1.2〉 연구의 배경 및 목표 15
〈그림 1.3〉 연구의 범위 및 내용 20
〈그림 2.1〉 CSU-ICE 및 JPOLE 알고리즘 모식도 24
〈그림 2.2〉 미국의 레이더 강수추정 정확도 분석 연구 대상지역 26
〈그림 2.3〉 비슬산레이더 관측반경 및 지상강우관측소 28
〈그림 2.4〉 레이더강우량과 지상강우량의 비교(비슬산, 2012년 사상) 30
〈그림 2.5〉 레이더강우량과 지상강우량의 비교(비슬산, 2013년 사상) 31
〈그림 2.6〉 레이더강우량과 지상강우량의 비교(비슬산, 2014년 사상) 31
〈그림 2.7〉 레이더강우량과 지상강우량의 비교(비슬산, 2012~2014년 전체) 32
〈그림 2.8〉 강우강도 구간별 레이더강우량과 지상강우량 비교... 32
〈그림 2.9〉 레이더강우 정확도 검증 통계값(G/R비) 35
〈그림 2.10〉 레이더강우 정확도 검증 통계값(G/R비 변동, 상대편차,... 36
〈그림 2.11〉 강수추정 알고리즘 간 레이더강우량 비교(서대산, 2016.07.16.) 39
〈그림 2.12〉 강수추정 알고리즘 간 레이더강우량 비교(소백산, 2016.07.16.) 39
〈그림 2.13〉 강수추정 알고리즘 간 레이더강우량 비교(비슬산, 2016.10.05.) 39
〈그림 2.14〉 강수추정 알고리즘 간 레이더강우량 비교(모후산, 2016.07.03) 40
〈그림 2.15〉 강수추정 알고리즘 간 레이더강우량 비교(가리산, 2016.07.05.) 40
〈그림 2.16〉 관측 고도각 별 지상강우량과 레이더강우량 비교(서대산, 2016.07.04.) 42
〈그림 2.17〉 관측 고도각 별 지상강우량과 레이더강우량 비교(소백산, 2016.07.04.) 42
〈그림 2.18〉 관측 고도각 별 지상강우량과 레이더강우량 비교(비슬산, 2016.07.06.) 43
〈그림 2.19〉 관측 고도각 별 지상강우량과 레이더강우량 비교(모후산, 2016.07.03.) 43
〈그림 2.20〉 관측 고도각 별 지상강우량과 레이더강우량 비교(가리산, 2016.07.05.) 44
〈그림 2.21〉 강수추정 알고리즘 및 관측고도각에 따른 정합도(모든 레이더, 22개 사상) 47
〈그림 2.22〉 주 관측고도각(3번째 고도각)익 강수추정 알고리즘 별 정합도(모든... 48
〈그림 2.23〉 연직지향관측(VPS) 분석 결과(비슬산, 2016.07.06.) 49
〈그림 2.24〉 이중편파변수의 상관관계(비슬산, 0.5°, 2016.07.06. 22:12:33) 50
〈그림 2.25〉 이중편파변수의 상관관계(소백산, 0.3°, 2016.07.04. 09:15:04) 51
〈그림 2.26〉 이중편파변수 영상 및 상관관계(소백산, 0.7°, 2016.07.06.) 53
〈그림 2.27〉 이중편파변수 영상 및 상관관계(소백산, 1.0° 및 1.3°) 54
〈그림 2.28〉 연직지향관측(VPS) 분석 결과(모후산, 2016.09.17.) 55
〈그림 2.29〉 이중편파변수 영상 및 상관관계(모후산, 0.0° 및 0.5°, 2016.09.17 00:22:30) 56
〈그림 2.30〉 연직지향관측(VPS) 분석 결과(서대산, 2016.09.17.) 57
〈그림 2.31〉 이중편파변수 상관관계(서대산, 0.7°, 2016.07.03. 21:45:05) 57
〈그림 2.32〉 이중편파변수 상관관계(가리산, 0.5°, 2016.07.06. 00:45:04) 58
〈그림 2.33〉 이중편파레이더강우량과 지상강우량의 비교(기상레이더센터, 2015) 60
〈그림 2.34〉 소백산 레이더의 Z-ZDR 이변량 확률분포 60
〈그림 2.35〉 Z-ZDR 및 Z-KDP 관계 61
〈그림 2.36〉 경험적 방법을 이용하여 보정한 레이더강우량과 지상강우량... 62
〈그림 2.37〉 반사도 조절에 따른 레이더강우량의 정확도 변화(비슬산, 2016.10.05.) 64
〈그림 2.38〉 우량계 강우량과 레이더강우량의 산점도(비슬산, 2016.10.05., 60분 누적) 65
〈그림 2.39〉 차등반사도 조절에 따른 레이더강우의 정확도(비슬산, 2016.10.05.) 66
〈그림 2.40〉 차등반사도 조절(-0.5dB) 시 레이더강우의 정확도(비슬산, 2016.10.05,... 67
〈그림 2.41〉 이중편파변수 조절 정도에 따른 레이더강우의 정확도(비슬산, 2016.10.05.) 68
〈그림 2.42〉 이중편파변수 조절 시 레이더강우의 정확도(비슬산 2016.10.05., 60분... 69
〈그림 2.43〉 강우레이더의 반사도 및 차등반사도 오차(비슬산 및 소백산, 2015년) 70
〈그림 3.1〉 거리 및 거리구간에 따른 편의(비슬산, 2012~2014년 15개 사상) 74
〈그림 3.2〉 관측 거리에 따른 편의, 평균절대오차, 평균제곱근오차... 74
〈그림 3.3〉 거리 및 거리구간 별 레이더와 지상우량계의 누적강우량... 75
〈그림 3.4〉 레이더 빔 고도각과 지상관측소와의 고도차이(강우낙하거리) 개념도 76
〈그림 3.5〉 레이더와 지상관측소 고도차이에 따른 편의, 평균절대오차,... 77
〈그림 3.6〉 고도각별 보정반사도 자료 누적값(비슬산, 2012.09.08., 24시간 누적) 78
〈그림 3.7〉 고도각별 보정반사도 자료 누적값(비슬산, 2013.09.13., 24시간 누적) 79
〈그림 3.8〉 고도각별 보정반사도 자료 누적값(비슬산, 2014.09.24., 24시간 누적) 79
〈그림 3.9〉 고도각별 보정반사도 자료 누적값(비슬산, 2016.07.09., 24시간 누적) 80
〈그림 3.10〉 거리와 고도에 따른 오차 발생 개념도 82
〈그림 3.11〉 고도각에 따른 강수추정 알고리즘 별 정합도(2016년 22개 호우사상 평균) 84
〈그림 3.12〉 고도에 의한 레이더 강수추정 불확실도(가리산, 2016.07.01.) 85
〈그림 3.13〉 고도에 의한 레이더 강수추정 불확실도(가리산, 2016.07.05) 86
〈그림 3.14〉 레이더 자료의 취득 방식 87
〈그림 3.15〉 레이더 자료의 취득 방식에 따른 정합도 88
〈그림 3.16〉 레이더 자료의 취득 방식 및 강수추정 알고리즘에 따른 정합도 89
〈그림 3.17〉 수직 프로파일을 이용한 저고도 레이더강우 보정 방법 91
〈그림 3.18〉 저고도 감쇠 보정법 적용 결과(서대산, 2016.07.01; 소백산, 2016.07.04) 92
〈그림 3.19〉 저고도 감쇠 보정법 적용 후 레이더강우 정합도 93
〈그림 3.20〉 호우 형태에 따른 강수의 수직 프로파일의 예 94
〈그림 3.21〉 거리에 따른 상대 오차 및 표준 오차(모든 레이더, 22개 사상, R(JPL)) 96
〈그림 3.22〉 고도각 별 거리에 따른 상대 오차 및 표준 오차(모든 레이더, 22개 사상,... 97
〈그림 3.23〉 거리에 따른 상대 오차 및 표준 오차(모든 레이더, 22개 사상, R(Z)) 99
〈그림 3.24〉 고도각 별 거리에 따른 상대 오차 및 표준 오차(모든 레이더, 22개 사상,... 100
〈그림 3.25〉 거리에 따른 상대 오차 및 표준 오차(모든 레이더, 22개 사상, R(KDP)) 102
〈그림 3.26〉 고도각 별 거리에 따른 상대 오차 및 표준 오차(모든 레이더, 22개 사상,... 103
〈그림 3.27〉 관측 거리와 고도각에 따른 상대 오차 분포 105
〈그림 3.28〉 관측 거리와 고도각에 따른 상대 오차 분포(기준값 조정) 106
〈그림 3.29〉 관측 거리와 고도각에 따른 절대 오차(NE) 분포 108
〈그림 3.30〉 관측 거리와 고도각에 따른 절대 오차(NE) 분포(기준값 조정) 109
〈그림 3.31〉 관측 거리에 따른 표준 절대 오차 분포(고도각에 의한 오차 성분 제거) 110
〈그림 3.32〉 관측 고도각에 따른 표준 절대 오차 분포(관측 거리에 의한 오차 성분 제거) 111
〈그림 3.33〉 지역적 레이더강우 정합성 분석 예(서대산, 2016.07.16.) 114
〈그림 3.34〉 거리에 따른 레이더강우 정합성 분석 예(소백산, 2016.07.16.) 114
〈그림 3.35〉 거리에 따른 레이더강우 정합성 분석 예(소백산, 2016.07.04) 115
〈그림 3.36〉 레이더강우 최댓값 발생 고도각 분포(서대산, 2016.07.16.) 115
〈그림 3.37〉 관측 취약성 평가를 위한 레이더강우 정합성 분석 결과 117
〈그림 3.38〉 홍수예보 지역적 취약성 분석결과와 개선방안(강우레이더 기본계획... 118
〈그림 3.39〉 표준유역별 강우레이더 관측 최소 빔높이(예봉산, 감악산 포함)... 120
〈그림 3.40〉 강우레이더 검정관측소 구성(안)(강우레이더 기본계획 일부 보완, 2015) 121
〈그림 3.41〉 표준유역별 우량계 개수 및 평균 홍수도달시간(강우레이더 기본계획... 122
〈그림 3.42〉 우량계 개수를 고려한 레이더강우 정합성 분석 결과 123
〈그림 3.43〉 우량계 개수 및 도달시간을 고려한 레이더강우 정합성 분석 결과 124
〈그림 3.44〉 레이더강우 합성 자료(2016.10.5. 02:00~13:00) 126
〈그림 4.1〉 최저 관측고도각 지도(서대산) 132
〈그림 4.2〉 최저 관측고도각 설정을 위한(부분)차폐 분석(서대산) 133
〈그림 4.3〉 주관측고도각 설정을 위한 (부분)차폐 분석(서대산) 133
〈그림 4.4〉 단일 PRF를 이용하는 관측전략(안) 고도각 분포(서대산) 135
〈그림 4.5〉 범부처 레이더 공동활용 관측전략(안) 고도각 분포(서대산) 136
〈그림 4.6〉 최저관측고도각 지도(가리산) 137
〈그림 4.7〉 최저관측고도각 및 주관측고도각 설정을 위한 (부분)차폐 분석(가리산) 138
〈그림 4.8〉 단일 PRF를 이용하는 관측전략(안) 고도각 분포(가리산) 140
〈그림 4.9〉 범부처 레이더 공동활용 관측전략(안) 고도각 분포(가리산) 141
〈그림 4.10〉 연직지향관측 모식도 143
〈그림 4.11〉 저고도 단일 PRF로 인한 속도 접힘(비슬산, 2016.07.04) 144
〈그림 4.12〉 방위각에 따른 관측 고도각 변위(비슬산, 4.8°, 2016.07.04) 145
〈그림 4.13〉 관측고도각 별 설정 고도각과 실제 고도각 차의 발생빈도(비슬산,... 146
〈그림 4.14〉 스펙트럼 폭 분포(비슬산) 147
〈그림 4.15〉 이중편파변수 상관 및 편의 검토(비슬산, 0.1°) 148
〈그림 4.16〉 연직지향관측자료를 이용한 차등반사도 편의 추정(비슬산) 148
〈그림 4.17〉 이중편파변수의 공간적 균질성 분석 결과(비슬산) 149
〈그림 4.18〉 단일 및 이중 PRF 사용시 시선속도의 변학(소백산, 2016.07.27.) 151
〈그림 4.19〉 방위각에 따른 관측 고도각 변위(소백산, 0.0°, 2016.07.27) 152
〈그림 4.20〉 관측고도각 별 설정 고도각과 실제 고도각 차의 발생빈도(소백산,... 153
〈그림 4.21〉 이중편파변수 상관 및 편의 검토(소백산, 0.1°, 2016.07.27.) 154
〈그림 4.22〉 이중편파변수 공간적 변동의 균질성 분석 결과(소백산, 0.0°, 2016.07.27) 155