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ISSN : 1225-6692(Print)
ISSN : 2287-4518(Online)
Journal of the Korean earth science society Vol.41 No.6 pp.575-587
DOI : https://doi.org/10.5467/JKESS.2020.41.6.575

Vertical Measurement and Analysis of Meteorological Factors Over Boseong Region Using Meteorological Drones

Jihyo Chong1,2*, Seungsook Shin3, Sung Eun Hwang3, Seungho Lee4, Seung-Hyeop Lee1, Baek-Jo Kim1, Seungbum Kim1
1High Impact Weather Research Department, National Institute of Meteorological Sciences, Gangwon-do 25457, Korea
2Environmental Management Division, Yeongsan River Basin Environmental Office, Gwangju 61945, Korea
3Operational Systems Development Department, National Institute Meteorological Sciences, Jeju 63568, Korea
4International Climate & Environment Center, Gwangju 61954, Korea
*Corresponding author: u0706@naver.com Tel: +82-70-7820-6739
September 2, 2020 October 16, 2020 December 11, 2020

Abstract


Meteorological phenomena are observed by the Korea Meteorological Administration in a variety of ways (e.g., surface, upper-air, marine, ocean, and aviation). However, there are limits to the meteorological observation of the planetary boundary layer (PBL) that greatly affects human life. In particular, observations using a sonde or aircraft require significant observational costs in economic terms. Therefore, the goal of this study was to measure and analyze the meteorological factors of the vertical distribution of the see-land breeze among local meteorological phenomena using meteorological drones. To investigate the spatial distribution of the see-land breeze, a same integrated meteorological sensor was mounted on each drone at three different points (seaside, bottom of mountain, and mountainside), including the Boseong tall tower (BTT) at the Boseong Standard Weather Observatory (BSWO) in the Boseong region. Vertical profile observations for air temperature, relative humidity, wind direction, wind speed, and air pressure were conducted up to 400 m every 30 minutes from 1100 LST to 1800 LST on August 4, 2018. The spatial characteristics of meteorological phenomena for temperature, relative humidity, and atmospheric pressure were not shown at the four points. Strong winds (~8 m s−1 ) were observed from the midpoint (~100 m) at strong solar radiation hour, and in the afternoon the wind direction changed from the upper layer at the inland area to the west wind. It is expected that the analysis results of the lower atmospheric layer observed using the meteorological drone may help to improve the weather forecast more accurately.



기상드론을 이용한 보성 지역 기상 인자의 연직 측정 및 분석

정 지효1,2*, 신 승숙3, 황 성은3, 이 승호4, 이 승협1, 김 백조1, 김 승범1
1국립기상과학원 재해기상연구, 25457, 강원도 강릉시 죽헌길 7
2영산강유역환경청 환경관리과, 61945, 광주광역시 서구 계수로 31
3국립기상과학원 현업운영개발부, 63568, 제주특별자치도 서귀포시 서호북로 33
4(재)국제기후환경센터 연구개발실, 61954, 광주광역시 서구 천변우하로 181

초록


기상현상관측은 기상청에서 다양한 방법(지상, 고층, 해양, 항공, 등)으로 관측되고 있다. 하지만, 인간생활에 많은 영향을 미치는 대기경계층 관측에는 한계가 있다. 특히, 존데 또는 항공기를 이용한 기상관측은 경제적인 측면에서 상당 한 비용이 필요하다. 따라서 본 연구의 목적은 기상드론을 이용하여 국지기상현상 중 해륙풍 연직분포에 대한 기상 인 자들을 측정하고 분석하는 것이다. 해륙풍의 공간적 분포를 연구하기 위해 보성지역 표준기상관측소의 보성종합기상탑을 포함한 다른 세 지점(해안가, 산기슭, 산중턱)에 동일한 통합기상센서를 각 드론에 탑재하였다. 2018년 8월 4일 1100 LST부터 1800 LST까지 30분 간격으로 최대 400 m 고도까지 기온, 상대 습도, 풍향, 풍속, 기압의 연직 프로파일 관측 이 수행되었다. 기온, 상대 습도, 기압에 대한 기상현상의 공간적 특성은 네 지점에서 보이지 않았다. 강한 일사량 시간 대에 중간지점(~100 m)에서 강한 바람(~8 m s−1 )이 관측되었고, 오후에는 풍향이 내륙지역의 상층부터 서풍으로 바뀌 었다. 기상드론을 이용하여 관측한 하부 대기층의 분석결과는 보다 정확한 기상예보 향상에 도움이 될 것으로 기대된다.



    Korea Meteorological Administration(KMA)
    KMA2018-00121
    1365003081

    서 론

    기상현상관측은 기상청에서 지상, 고층, 해양, 항공 등 다양하게 분류하여 관측을 수행하고 있다. 특히 지상관측은 종관기상관측장비(ASOS)와 방재기상관측 장비(AWS)을 이용하여 이루어지고 있으며, 고층기상 관측은 레윈존데, 연직바람관측장비, 라디오미터를 활 용하여 관측하고, 상당한 고가의 장비를 활용하고 있 다. 나아가 한반도 전체의 기상관측은 위성기상관측 을 통하여 광범위하게 탐지하고 있다(Hyun et al., 2019).

    기상현상중 대기경계층(Planetary Boundary Layer) 은 난류현상으로 인한 대기의 혼합과 운동이 활발한 곳으로 대부분 인간 생활의 크고 작은 영향은 미친 다(Stull 1988;Garratt 1994;Quan et al., 2013;Pan et al., 2019). 대기경계층을 포함한 대기관측에 주로 고층기상관측장비가 이용되고 있고 정확한 기온, 습 도, 바람의 연직분포관측을 위해 라디오존데와 드롭 존데가 사용되고 있다(Ahan et al., 2018). 하지만, 라 디오존데와 드롭존데 사용이 보통 단발성인 점과, 라 디오존데 사용에 있어 추가적으로 기구에 부착하여 날리기 위한 헬륨가스 등 부대장비와 드롭존데 사용 을 위하여 항공기를 이용한다는 점을 고려해 봤을때, 추가적인 관측 비용이 들어가게 된다(Chong et al., 2019). 또한 대기의 연직 프로파일 관측을 위해 여러 지점에서 동시에 관측을 실시하여야 한다. 이에 관련 하여 최근에는 비교적 저렴한 비용으로 국지적 기상 현상 관측수행이 가능한 무인비행기(이하 드론)을 활 용한 관측 및 연구가 국내에서 활발히 진행되고 있 다(KMA, 2016;Kim, 2018;Kim et al., 2018;Ahn et al., 2018;Kim et al., 2019;Chong et al., 2019;Oh et al., 2020).

    기상현상중 해륙풍(Sea-Land breeze)은 육지와 해 수면의 열용량 차이로 발생하는 중규모 현상으로 주 로 맑은 날 지면이 가열됨에 따라 늦은 오전에 해안 가를 따라 발달한다(Simpson, 1987;Abbs and Physick, 1992). 여러 연안지역에는 산업 및 도심지역과 같이 오염농도가 높은 지역이 발달해 있기 때문에 해륙풍 순환은 각종 오염 물질의 수송과 확산에 큰 영향을 끼칠 수 있다(Wagner et al., 2012;Washenfelder et al., 2011). 이러한 해륙풍에 대한 많은 연구사례가 광 범위하게 보고되고 있다(Changnon et al., 1971;Oke 1978;Balling et al., 1990;Dixon and Mote, 2003;Freitas et al., 2007). 해륙풍은 5-16 km h−1 속도의 내 륙순환으로 상대습도의 증가, 기온의 감소, 갑작스런 풍향·풍속의 변화를 동반한다(Nakane and Sasano, 1986;Yoshikado and Kondo, 1989; Abb and Physick, 1992; Miller et al., 2003).

    해륙풍 연구에 관하여 국내에서는 초반에 해륙풍 모델자료로부터 경계층 내의 바람분산 분포연구가 많 이 수행되었다(Park and Yoon, 1989;Park, 1990, 1992;Moon et al., 1990;Kim and Jhun, 1992). 2004-2005년의 지상, 고층관측자료를 이용하여 강릉 지역의 해륙풍과 역전층과의 관련성 조사를 하였으며 (NamGung et al., 2005), 2016년 5월기간의 지상기상 관측자료를 바탕으로 서울지역의 해륙풍 특성을 조사 하였다(Park and Chae, 2018). 2014년 5월부터 2018 년 4월까지의 보성종합기상탑 관측자료를 바탕으로 보성 해안지역의 해풍 특성을 연구하였다(Lim and Lee, 2019). 이처럼 해륙풍은 해안지방의 일기나 대 기질에 큰 영향을 미치는 국지기상 현상으로 이에 대한 연구가 매우 중요하지만, 기존 설치된 관측망으 로는 경계층 내의 뚜렷한 관측 방법이 없어 연구에 대한 한계가 있다. 이러한 연구의 한계점을 극복하고 자 기상센서가 탑재된 드론을 활용하여 지상에서 최 대 400 m 고도까지 동시에 여러 지점에서 기상 인자 특성을 분석하였다. 하지만 주간에만 가능한 드론비 양허가에 따른 제약으로 인하여 국지현상의 주간 일 변화만 확인하였다.

    따라서 본 연구에서는 해륙풍이 발생하는 지점에 기 상관측센서를 탑재한 여러대의 드론을 동시에 관측고 도까지 비양하여 기상 인자(기온, 습도, 풍향, 풍속, 기 압)들의 국지기상 연직 구조 특징을 분석하는 것이다.

    방 법

    관측 지점

    관측지역은 전라남도 보성에 위치한 보성 표준기상 관측소(34.7637 °N 127.2124 °E)에 위치한 보성종합기 상탑(307 m)을 기준으로 남동쪽 약 1.5 km 거리로 득 량만 해안에 인접해 있으며, 북서쪽으로는 초암산(해 발고도 576 m)과 남서쪽에는 오봉산(해발고도 343.5 m)이 위치해 있다. 보성종합기상탑 주변은 논으로 구 성되어 있고 북동쪽으로는 평지가 7 km 정도 뻗어 있다(Lim and Lee, 2019;Kim et al., 2019;Chong et al., 2019). 때문에 종관적인 영향이 약할 경우에 는, 해안으로부터 유입되는 국지적 기상 특성 분석에 좋은 입지 조건을 가지고 있다.

    Fig. 1은 관측지점과 주변의 지형을 보여준다. 관측 지점 1은 해안가 지역으로 보성종합기상탑과 2.52 km 떨어진 위치이고, 관측지점 2는 산기슭(또는 마 을), 관측지점 3은 산중턱으로 각각 보성종합기상탑 과 5.27, 6.37 km 떨어진 지점으로 일직선상에 위치 해 있다.

    관측일은 2018년 7월 30-31일과 8월 4-5일로 총 4 일 동안 다섯 가지 기상 인자(기온, 습도, 풍향, 풍속, 기압)를 관측하였다. 드론을 이용한 세 관측지점 (Site1, Site3, Site4)에 대해 총 4일 관측 수행하였다 (7월 30-31일, 8월 4-5일). 측정 시간은 이른 오전 7 시부터 오후 7시까지 기본 1시간 간격으로 드론비양 이 가능한 시간에 수행하였다(총 177회). 7월 30일의 경우 관측시간은 오전 7시부터 오후 7시까지 13회 관측하였고(총 39회), 7월 31일 경우 오전 7시부터 오후 6시까지 1시간 간격으로 관측하였으며 조밀한 시간간격을 위해서, 오후 2시부터 5시까지는 30분 간 격으로 관측하였다(총 48회). 8월 4일은 오전 11시부 터 오후 6시까지 1시간간격으로 관측하였으며, 오후 1시부터 오후 5시까지는 30분 간격으로 관측 수행하 였다(총 42회). 8월 5일은 오전 8시부터 9시 30분까 지 30분 간격으로 4회 관측하였다(총 48회). Table 1 은 4일 동안 관측한 세 지점에서의 드론관측 현황을 보여준다.

    관측 방법

    관측에 사용한 드론은 ㈜유맥에어에서 제작한 UM-DEMS 2대와 UM-D12 1대이며, UM-DEMS 드 론은 가로 1,520 mm, 세로 1,520 mm, 높이 730 mm 크기로 약 10 kg 적재 가능하며 최대 35분 정도 비 행이 가능하다. UM-D12 드론은 가로 950 mm, 세로 950 mm 높이 1,100 mm 크기로 약 7 kg 적재 가능하 며 최대 25분 정도 비행이 가능하다. 드론에 통합센 서(WS500-UMB, Lufft)를 탑재하여 다섯 가지 기상 인자(기온, 상대습도, 풍향, 풍속, 기압)를 관측하였다 (Fig. 2). 통합센서의 무게는 1.2 kg이며, 기온, 상대습 도, 풍향, 풍속, 기압의 측정 정확도는 각각 ±0.2 °C, ±2.0%, ±5° , ±1.0 m s−1 , ±0.5 hPa이다. 기온, 상대습도, 풍향, 풍속, 기압에 대한 통합센서의 자료 수집 간격 은 1초로 설정하였다. 드론 중앙 상부에 흔들림을 보 정하는 짐벌 위의 50 cm 길이의 기둥 끝단에 통합센 서가 탑재되어 프로펠러의 영향을 최소화하였다. 관 측 세 지점중 해안가의 풍속을 고려하여 안정적으로 비행이 가능한 12개의 프로펠러가 있는 UM-D12 드 론을 사용하였고, 다른 두 지점(산기슭, 산중턱)은 UM-DEMS 드론을 활용하였다. Futaba T16SZ 드론 조종기를 사용하였고, 세 지점(해안가, 산기슭, 산중 턱)의 관측 모니터링 시스템으로 현장에서 각각 노트 북으로 관측값을 확인하였다.

    통합센서를 탑재한 기상드론을 이용하여 세 지점의 지표면에서 동시에 400 m 고도까지 상승 후 하강하 면서 400, 300, 200, 100, 10 m 고도 순으로 총 5개 층에서 180초 정지 관측하였다(Table 1). 기상드론 관측 자료뿐 만 아니라 보성종합기상탑의 300, 180, 100, 40, 10 m 고도의 기본관측자료인 기온, 습도, 풍 향, 풍속의 1분 자료를 비교 활용하였다. 기상드론 관측자료 분석을 위해 보성종합기상탑의 기본관측자 료를 바탕으로 후처리 과정을 통해 모든 고도에서 보정해 주었다. 보성종합기상탑의 11개 층(10, 20, 40, 60, 80, 100, 140, 180, 220, 260, and 300 m)에 온도센서(5628 PRT, Fluke), 습도센서(HMP155, Vaisala), 풍향·풍속센서(05103, RM YOUNG)가 남 쪽방향에 설치되어 있으며(Kim et al., 2019), 설치된 관측기기는 한국기상산업기술원의 검정을 획득하였다 (Chong et al., 2019).

    결과 및 논의

    종관일기도 분석

    관측기간중 7월 30일과 31일은 기상드론 관측을 수행하였지만, 태풍 12호 종다리(7월 23일-8월 3일) 의 간접적인 영향을 고려하여 분석을 제외하였다. 7 월 30일과 31일의 지상 일기도에서 일본 가고시마 지역근처에 태풍위치를 확인할 수 있다. 8월 5일 관 측일은 기상드론의 비양문제로 인하여 오후에 관측을 수행하지 못하였다. Fig. 3은 관측을 수행한 4일간(7 월 30일, 7월 31일, 8월 4일, 8월 5일)의 기상청 0000 UTC (0900 LST)의 일기도 자료로 좌측은 지상 일기도를, 우측은 850 hPa 일기도 자료를 보여준다.

    따라서 관측기간 4일중 8월 4일자의 기상 연직분 포를 조사하였다(Fig. 3e, 3f). 이는 강수량이 없는 날 로 풍향의 변화가 해양과 육지의 차등 가열에 의한 것이 아니라 전선 통과에 기인한 경우를 제외하기 위함이고, 관측한 주간동안에 육풍에서 해풍으로 전 환하는 풍향의 변화가 30° 이상을 만족해야 한다 (Borne et al., 1998;Lim and Lee 2019). 8월 4일에 남해안지역은 고기압의 맑은 날씨를 보이며, 850 hPa 일기도에서는 차가운 지역에 위치하고 있다.

    보성 표준기상관측소에 위치한 보성군 관측지점 (34.7633 °N, 127.2123 °E, 258지점)에서 8월 4일자 풍 향의 변화가 이른 새벽의 북풍계열에서 오전에 동남 풍에서 정오부터 남서풍계열로 바뀌는 현상을 확인할 수 있다(Fig. 4).

    8월 4일자 지상의 방재기상관측장비(AWS) 관측 자료를 좀 더 자세히 보면 Fig. 4에서 보이는 풍향보 다 시간해상도가 높은 Fig. 5에서의 풍향은 9시부터 남풍계열로 바뀌기 시작하였으며, 풍속이 증가함에 따라 기온이 상승하다 17시경부터 풍향은 서풍으로 바뀌며 풍속은 낮아지고 기온도 급격히 하강함을 보 이고 있다.

    지점별 기상드론 연직 분포

    Fig. 6과 Fig. 7은 각 관측지점별(해안가, 보성종합 기상탑, 산기슭, 산중턱) 기상드론 측정자료로 공간적 (수평, 연직) 기상 일변화 그래프이다. 해안가를 기준 으로 산중턱까지 기상 인자의 변화를 나타낸 그래프 로 위부터 기온, 습도, 기압, 풍향·풍속을 나타내고 있다. Fig. 6a의 해안가에 1200-1300 LST 관측 자료 와 Fig. 7b의 산중턱에 1100 LST 관측 자료가 없어 표시하지 않았다. 네 개 관측지점의 각 기상 인자의 변화에서 고도에 따른 기압의 변화는 다른 기상 인 자에 비해 가장 적게 나타났다. 이에 비해 기온은 시 간에 따른 일사량에 증가에 따라 낮시간동안 지상값 이 높게 나타났으며, 온도가 가장 높은 시간대는 1600 LST가 되겠다. 반대로 상대습도는 낮시간동안 지상값이 가장 낮으며, 특히 1330 LST 시간대에 해 안과 가까운 해안가와 보성종합기상탑이 낮은 상대습 도를 보이고 있으며, 보성종합기상탑 관측지점에서는 낮은 상대습도가 두 개층으로 나타난 현상을 보이고 있다(Fig. 6b). 바람의 경우 벡터는 풍향을 표시하고 있으며, 우측범례에서 풍속 기준은 10 m s−1 로 짙은 색일수록 풍속이 높다. 기온, 습도, 기압은 고도와 관 측지점에 따른 뚜렷한 특징을 보이지 않았지만 풍 향·풍속은 고도와 지점에 따라 차이를 보였다. Fig. 6에서 보성종합기상탑(Site2) 관측지점의 1200 LST 시간대의 남풍계열에서 남서풍, 서풍으로 변화하고 있지만, 30분 간격의 시간해상도를 통해 1300 LST 시간대에 순간 남동풍 계열의 변화가 있음을 확인할 수 있었다. 이는 Fig. 7의 1230 LST 시간대의 고도 에 따른 풍향(남풍계열)이 1300 LST 시간대에 지상 10-40 m는 남동풍인 반면 그 이상의 고도에서는 동 일한 남풍계열을 확인할 수 있었다.

    Fig. 8은 8월 4일에 관측한 4개 지점의 풍향·풍속 의 일변화 그래프이다. 위에서부터 해안가(Site1), 보 성종합기상탑(Site2), 산기슭(Site3), 산중턱(Site4)이며, 해안가의 그래프 상위에는 관측지점과 가장 가까운 UM모델 LDAPS 850 hPa 격자점의 풍향·풍속값을 추가하였다. 바람관측값을 고도별 등간격으로 벡터 표시하였으며 풍속을 음영으로 표시하였다. 850 hPa 의 바람 벡터를 보면 주풍이 약하며, 특히 1400 LST 이후 바람이 3 m s−1 이하로 약해져 종관풍의 영향이 적었다. 오전에 해안지역과 산악지역에서 모두 남풍 계열을 뚜렷하게 확인 할 수 있었다. 해안지역의 풍 속이 산악지역보다 크게 나타났으며 지면부터 관측 최고 고도인 300 m 고도까지 전 층에서 국지풍이 뚜 렷하게 나타났다. 또한 일사량이 강한 1400-1500 LST에 40-180 m의 중간층에서 강한 바람이 나타나 며, 100 m 부근에서 8 m s−1의 최대 풍속이 관측되었 다. 1630 LST부터 국지순환이 약해지면서 풍향이 상 층부터 서풍으로 변했다. 이는 상층의 영향을 받아 풍향이 변한 것으로 사료된다. 내륙인 산기슭과 산중 턱은 해안가보다 먼저 서풍으로 바뀌고, 일시적으로 산기슭이 상대적으로 해안가보다 바람이 강해짐을 확 인하였다.

    시간대별 기상드론 연직 분포

    Fig. 910은 해안-간척지-산악 지역의 공간적(수 평, 연직) 기상 일변화 그래프로 1100, 1300, 1500, 1700 LST 시간대를 보여주고 있다. 해안가를 기준으 로 산중턱까지 거리별(8.89 km) 기상 인자의 변화를 나타낸 그래프로 위부터 기온, 습도, 기압, 풍향·풍속 을 나타내고 있다. 각 관측지점의 해발고도를 고려한 드론 관측고도까지의 그래프이며, 바람의 경우 연두 색은 각 관측지점의 고도를 바탕으로 지형을 표시하 였다.

    오전 11시부터 오후 5시까지 모든 관측지점중 보 성종합기상탑의 기온이 다른 지역보다 높게 나타나며 모든 관측지점의 지상부터 300 m 고도까지 기온이 하강하는 현상을 보이고 있다(Fig. 9, 10). 습도는 일 사량이 강한 오후 3시경 100-180 m 고도에서 낮은 현상을 보이며(Fig 10a), 해안가에서부터 일정하게 부 는 남풍과 보성종합기상탑 지점에서 남서풍으로 인해 오후 5시경에는 산기슭 지점에서 낮은 상대 습도를 보인다(Fig 10b). 기압은 고도와 관측 지점에 따른 뚜렷한 특징을 보이지 않았지만 풍향·풍속은 고도와 지점에 따라 차이를 보였다. 특히 11시, 13시, 15시 까지 모든 관측지점에서 일정한 남풍 계열의 풍향을 확인할 수 있지만, 17시경에는 산기슭 지점의 풍향 변화가 상층부터 바뀌어 점차 지상에서는 서풍 계열 로 바뀌는 것을 확인할 수 있다. 바람의 속도는 관측 네 지점중 해안가와 산악지역의 중간지점인 보성종합 기상탑 지점에서 상대적으로 낮게 나타났다.

    요약 및 결론

    본 연구에서는 2018년 7월 30, 31일과 8월 4일, 5 일 보성지역의 해안가에서 산중턱까지 일직선상 대략 9 km 거리상의 세 지점에서 동시에 드론에 기상관측 통합센서(기온, 습도, 풍향, 풍속, 기압)를 탑재후 지 상관측자료와 비교를 통해 해륙풍의 기상 요소를 확 인하였다. 총 4일 관측 기간중 해륙풍의 특성을 볼 수 있는 8월 4일자 관측 자료를 조사한 결과, 기상드 론 비양은 세 지점에 대해 42회 수행하였고, 그 중 3 번의 관측실패가 있었다. 회전날개 기상드론은 해안 가의 풍속을 고려하여 프로펠러가 12개 있는 안정적 인 기체를 사용하였고, 산기슭과 산중턱은 4개 프로 펠러가 있는 기체를 활용하여 기체 상단에 통합센서 를 탑재하였다.

    해륙풍의 특성을 파악하기 위해 해안가부터 산정상 까지 관측계획을 수립하였지만, 사전관측비행일(2018 년 7월 27일)에 산정상에서 돌풍으로 인해 드론이 추락하는 사고가 발생하였다. 이 사고를 통해 돌풍 시 에 드론 자세 제어를 위한 PID (Proportional, Integral, Differential) 제어에 대한 기술도 필요하겠다.

    기상드론 관측 세 지점과 보성종합기상탑 관측자료 를 포함한 총 네 관측지점(해안가-보성종합기상탑-산 기슭-산중턱)의 수평, 연직적 기상 일변화를 확인하였 다. 기온, 습도, 기압은 고도와 지점 위치에 따라 뚜 렷한 특징을 보이지 않으며, 풍향·풍속은 고도와 지 점에 따라 차이를 보였다. 일출이후 관측한 1100 LST 오전시간대에 모든 관측지점에서 남풍 계열이 뚜렷하게 보이며 이는 해안가에서 육지로 바람이 부 는 해풍을 확인할 수 있으며, 일사량이 강한 시간대 (1400-1500 LST)에 보성종합기상탑 관측지점의 중간 층인 100 m 고도에서 강한 바람의 특징을 보였다. 해륙풍의 발생원인으로 육지와 바다의 비열차이의 특 징을 보이는 곳은 내륙의 보성종합기상탑 관측지점으 로 해안가에서 대략 2.5 km 거리이며, 산기슭과 산중 턱의 관측지점 정상은 해발고도 576 m의 초암산이 위치하여 주간에는 해풍의 영향과 더불어 곡풍으로까 지 영향을 미치는 것으로 보인다. 오후시간대에는 국 지순환이 약해지면서 풍향이 상층부터 서풍으로 변하 기 시작했으며 이는 상층의 영향을 받아 변한 것으 로 보인다. 내륙지역인 산기슭과 산중턱은 해안가보 다 먼저 서풍으로 변화하고, 일시적으로 산기슭이 해 안가보다 강한 바람이 부는 것을 확인하였다. 일출이 후에는 서풍이 점차 북풍으로 바뀌어 낮시간과 반대 로 내륙에서 해안가로 바람이 부는 육풍의 특징을 예측할 수 있겠다.

    국지기상 관측과 기상드론의 활용도를 보다 구체적 으로 앞으로 연구되어야 할 부분이다. 기상드론이 비 양할 수 있는 시간적, 공간적 범위에 따라 해륙풍의 특성을 보다 정확하게 조사하기 위하여 주간관측뿐만 아니라 야간관측을 대기경계층(PBL) 고도까지 관측 함으로써 일변화의 특성을 보다 정확하게 파악하여 해안지역의 일기나 대기질 영향 규명하는데 활용되기 를 기대한다.

    사 사

    본 연구는 기상청 국립기상과학원 위험기상에 대 한 분석·예보의 융합기술 고도화(KMA2018-00121, 1365003081)의 지원으로 수행되었습니다. 논문에 대 해 많은 조언을 해주신 심사위원님들께 감사를 드립 니다.

    Figure

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    A satellite image showing the drone observation points near Boseong Tall Tower (BTT; star) in Boseong (Orange circle: Drone observation site, Red star: Boseong tall tower).

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    Rotary-wing drone (a) quad-copter at mountainside, (b) quad-copter at bottom of mountain (c) dodeca-copter at seaside and equipped (d) meteorological sensor (temperature, relative humidity, wind speed, and wind direction, and pressure).

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    Surface chart (left) and 850 hPa Chart (right) of KMA at 0000 UTC ((a)-(b): on 30 July 2018 (c)-(d): on 31 July 2018 (e)-(f): on 4 August 2018 (g)-(f) on 4 August 2018).

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    Diurnal variation of AWS at Boseong observation site (Upper panel: air temperature, rain amount, Bottom panel: humidity, wind direction, wind speed, and sea level pressure).

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    Time variation of AWS at Boseong observation site (temperature: red solid line, wind speed: green solid line, wind direction: green arrow, relative humidity: blue solid line, pressure: pink solid line).

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    Vertical variations of temperature, relative humidity, pressure and wind vectors on August 4, 2018 at Coast (a) and BTT (b). The wind vector represents the motion of the airmass, that is described by wind speed and the inverse of wind direction.

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    Vertical variations of temperature, relative humidity, pressure and wind vectors on 4 August 2018 at bottom of mountain (a) and mountainside (b).

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    Wind vectors and contours of wind speed at four sites (Coast, BTT, Bottom of mountain and the mountainside) on 4 August 2018.

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    Spatial variations of temperature, relative humidity, pressure and wind vectors at 1100 (a) and 1300 LST (b) on August 4, 2018 in coastal-mountainous areas.

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    Same as Fig. 11 except 1500 (a) and 1700 LST (b) on August 4, 2018 in coastal-mountainous areas.

    Table

    Summary of drone observation information at three sites

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