태풍 크로반(KROVANH)의 전향점에 기여하는 미세 물리 방안에 대한 고찰

Abstract

The typhoon that affects the Korea mostly occurs in summer from July to October. Usually the frequency of typhoon occurred in the Korean Peninsula is three in a year. The most peak months where there is likeliness of typhoons hitting the country are August, July and September. The typhoon KROVANH was occurred in August 28th 2009 at 2100 KST from the north Pacific Ocean sea of 22 °N and 149 °E. And the typhoon disappeared from the sea near Japan , east of Sapporo about 640 km on September 1st at 2100 KST. The origin of typhoon corresponds to that of the meteorological variables. The atmospheric pressure was 975 hPa, and the wind speed was 30 m/s (Japan Meteorological Agency). The recurvature of typhoon defined that the tropical cyclone advance toward the west with the point which changes a direction to the north or the east. So the recurvature of typhoon is important for weather forcasting. In this study, it is possible to apply 5 microphysics options in WRF V2..2.1 for the typhoon KROVANH. 5 microphysics options are Kessler, Lin et., WSM 3-class simple ice, WSM 5-class and Ferrier (new Eta). This research shows the effectiveness microphysics options for recurvature of the typhoon. It differs in various microphysics options such as similarity of path length, accuracy of the whole and mid term of the typhoon, similarity of recurvature angle, accuracy of coordinate values (latitude, longitude), accuracy of forecast speed, accuracy of dangerous radius and accuracy of early stage, mid term and final period. It was observed that the wind blows forward towards the center of low pressure system in 850 hPa geopotential height. The North Pacific anticyclone was located in the Japanese archipelago in the easterly and the high pressure system was ranged widely in Korean Peninsula, China and entire Southeast Asia. Also the typhoon was in induced movement of the North Pacific anticyclone in recurvature. The fact which appeared commonly was from the point that the time of maximum accumulation rainfall in microphysics options was in August 30th 2009 at 1200 UTC. The result from cloud water and mixing ratio in various microphysics options were also shown. It showed that cloud water mixing ratio and water mixing ratio appeared in the northeast part of Japan in the 850 hPa level. And it was different in the 500 hPa level. In this study, it was possible to apply 5 microphysics options for the recurvatuue of the typhoon KROVANH. This effective microphysics scheme can be also applied to the other case study of typhoon.;한반도에 접근하는 열대 저기압의 경우 보통 위도 5∼15 °N 사이에서 가장 많이 발생하여 북상하는데, 평균하여 위도 26∼32 °N 에서 전향하게 된다. 태풍은 대표적인 악기상 중의 하나로서 세력이 약화되어 소멸되기까지 여러 가지 양상으로 전개되어지는데 특히 태풍에 있어서 전향점을 파악하는 일은 예보의 정확성과 직결되는 매우 중요한 사안이라 할 수 있겠다. 흔히 태풍의 전향점은 열대 저기압이 서쪽을 향하여 진행하다가 북쪽이나 동쪽으로 방향을 바꾸는 지점으로 정의되며 편동풍대를 벗어나 편서풍대에 들어서면서 방향을 바꾸는데, 방향을 바꾸기 이전의 이동속도는 시속 20 km 정도이나 방향을 바꿀 무렵에는 상당이 느려지고 방향을 바꾼 후에는 시속 40 km 이상으로 빨라지게 된며 열대 저기압의 발생에서부터 소멸까지 그 진로 및 형태는 참으로 다양하다. 본 연구에서 선정된 사례는 2009년 발생한 태풍 중에서 비교적 전향의 양상이 분명히 관찰되는 제11호 태풍 크로반으로서 사례를 통한 전향점에서의 거동을 살펴보고자 한다. 특히 이 연구에서는 전향점에 적용되어질 수 있는 가장 효과적인 미세 물리 방안에 대한 고찰을 하고자 하며 연구에 사용되어진 미세 물리 방안에는 Kessler, Lin et al., WSM 3-class simple ice, WSM 5-class, Ferrier (new Eta) 방안이 있다. 이 방안들은 현재 WRF V2.2.1에서 운용되고 있는 방안이다. 태풍 크로반은 2009년 8월 28일 2100 KST 에 (22 °N, 149 °E) 근처의 북태 평양 해상에서 태풍으로 형성되어 9월 1일 2100 KST 에 일본 삿포로 동쪽 약 640 km 부근 해상에서 소멸되었다. 9월 1일 2100 KST 현재 기준으로 (43.3 °N, 149.2 °E)의 위치에서 중심 기압 996 hPa 인 상태에서 동북동 방향 46 km/h 의 속도로 온대 저기압으로 변질되었다. 태풍 크로반의 경로 추이를 통하여 태풍의 경로길이(최성기 관련)의 유사성, 전 체/중기 경로 모형의 유사성, 전향좌표(위,경도)의 정확성, 전향각도의 정확성(북태 평양 고기압 북상 관련), 예보속도의 정확성(선전향 후예보), 위험반경의 정확성, 경 로 초기/중기/말기의 정확성에 대해 고찰해 볼 수 있었다. 그 결과 다양한 경우에 서 각각의 미세 물리 방안마다의 특이성이 나타남을 확인할 수 있었다. 850 hPa 지위 고도에서 관측된 바람장을 통해 저기압 중심부로 불어 들어가며 수렴되는 태풍의 모습을 확인할 수 있었다. 또한 북태평양 고기압이 일본 열도 동쪽에 위치하며 그와 연계된 고기압대가 한반도, 중국 전역 및 동남아시아 전역에 광범위하게 분포하고 있다. 태풍이 발달하면서 북상함에 따라 연해주 부근의 저기압대와 연계되어 골을 형성하면서 북태평양 고기압과 아시아의 고압대가 분리되는 듯한 현상을 보이며 이후로 12시간 간격으로 북태평양 고기압의 지위고도가 약화되는 양상을 보이고 있다. 또한 전향기를 거치면서 태풍의 세력이 북태평양 고기압의 북상을 유도하고 있는 것을 살펴볼 수 있다. 태풍 크로반의 영향권역 하에 있는 위도 20∼50°N와 경도 120∼149°E 범위에서의 5가지 미세 물리 방안에 대한 누적 강수량에서 공통적으로 나타나는 사항은 2009년 8월 30일 1200 UTC 경에 최대 누적 격자 범위 강수량을 보이고 있는 점이며 이것은 실제 관측값과 대비되어 전향점이 12시간 일찍 모의된 결과와도 연관성이 있는 것으로 사료된다. 구름물 및 빗물 혼합비를 통해 나타난 비교적 공통된 결과는 다음과 같다. 하층 고도에 해당하는 850 hPa 고도에서는 일본 동북부 지역에서 구름물 및 빗물 혼합비가 나타나고 있으며 500 hPa 고도에서는 각 방안에 따라 차이가 발생함을 확인할 수 있었다. 이와 같은 연구를 통해 태풍 크로반의 전향점에 기여하는 효과적인 미세 물리 방안에 대한 고찰이 가능하였으며 각 방안에서 나타나는 특이성에 맞추어 태풍이 전향점에 도달했을 때에 가장 적합한 방안을 선택적으로 운용할 수 있으리라 기대한다. 차후에 연구의 범위를 더욱 확대시켜 다양한 태풍의 사례에 대한 통계적 분석을 통해 정확한 수치 모의가 가능할 것으로 생각한다.