태풍 루사(RUSA)와 연관된 영동지방의 집중호우에 대한 수치모의-지형 및 종관적 특성의 영향

Abstract

한반도는 복잡한 지형으로 이루어져 있고 이로 인하여 한반도를 통과하는 주요 기상시스템들이 지형의 영향을 받아 지역적인 호우를 내리는데 태풍도 예외는 아니다. 2002년 8월 한반도를 지나간 태풍 루사는 한반도의 남부와 태백산맥의 동쪽사면에 호우를 생성하였고 특히 8월 31일 강릉에 870.5mm라는 일강수량을 기록하여 역대 최고치를 경신하였다. 이에 반해 태백산맥의 서쪽 사면은 상대적으로 적은 강수를 기록하였다. 이것은 루사와 관련된 강우가 태풍의 바깥순환과 종관적인 배경에 의한 영동지방의 유입류에 의해 지형성 강우를 향상시켰다고 볼 수 있다. 그리고 이 때의 종관장은 깊은 대류를 만들기 충분한 환경이었다. 이 연구에서는 MM5와 ARPS 모형을 사용하여 호우와 지형과 종관 바람장의 상관관계의 영향을 보려고 한다. 지형효과를 보기 위한 실험에서는 지형을 포함한 실험에서 태백산맥의 동쪽사면을 따라 남북으로 긴 강우역을 형성하여 국지적인 강한 호우를 잘 모의하였고 지형을 포함하지 않은 실험에서는 한반도의 중부지방에 동서로 넓은 강우역을 모의하여 영동지방의 호우에서 지형의 효과를 볼 수 있었다. 종관 바람장의 효과를 보기 위한 실험에서는 북동풍 실험에서 강릉의 호우를 잘 모의하였고 남동풍의 실험의 연직속도의 약 2배정도 강한 상승류를 형성하였다. 남동풍의 실험에서는 강릉보다 속초에 호우를 모의함으로써 강릉의 호우에서 바람장의 효과를 볼 수 있었다. 종관분석과 수치모의의 결과를 기반으로 하여 다음과 같은 결론을 얻을수 있었다. 1) 상층제트의 직접순환에 의해 상층 제트의 입구부분에 위치하는 영동지방에 하층 수렴이 잘 발달되었다. 2) 북태평양 고기압의 가장자리에서 불어들어오는 저온 다습한 북동풍이 영동지방에 잠재불안정도를 증가시켜 하층 수렴을 향상시켰다. 3) 태풍이 바깥순환에 의해 강화된 하층 수렴과 잠재불안정한 공기가 태백산맥의 동쪽 사면으로 이동해 강한 대류운을 발달시켰다. 4) 강릉지방에 seeder-feeder 기작의 존재에 의해 지형적으로 유도된 강우가 급증할 수 있었다. 5) 태백산맥의 축과 유입되는 바람장의 방향 또한 지형성 대류가 발달하는데 중요하다. 바람이 지형에 수직으로 불어들어 올 때 그렇지 않을 때보다 더 강한 상승류가 형성된다.;An intense tropical cyclone, Typhoon Rusa (2002), passed over the Korean Peninsula in late August 2002. It made landfall on the south coast of the peninsula and crossed over the central-east coast. The coastal areas of the central-eastern peninsula were devastated by this storm, mainly due to heavy rainfall, especially in the area located on the eastern side of the Taebaek Mountains. In August 31, 2002 Kangneung, located in that area, reported a record-breaking 24-hrs accumulated rainfall of 870.5 mm. In contrast, the western side of the mountains had relatively small rainfall totals. This strongly suggests that the rainfall associated with Rusa was enhanced by the orographic convective rain induced inflows due to specific synoptic features by the easterly winds from the storm. And synoptic environment was favorable for deep convection. In this study, the impact of interaction between topography and synoptic winds on this heavy rainfall event is investigated using the MM5 and ARPS. At experiment for orographic effect, a control experiment (with topography) exhibited an excellent forecast of the heavy rainfall highly localized in the eastern coastal area on the foot of the Mountains. An experiment removing the model terrain produced less localized rainfall over a relatively broad area in the central-eastern part of the peninsula. The simulation results confirm that strong easterly flow over the northern part of Rusa resulted in orographically-induced convective rainfall and greatly increased the amount of rainfall that would have occurred over flat terrain. The model predicted rainfall amounts were sufficient to produce flooding over the eastern foothills of the Taebaek Mountains At experiment for synoptic wind field effect, a contral experiment (northeasterly wind) exhibited an exact forcast of location of heavy rainfall at Kangneung. And a control experiment was produced stronger vertical updraft about twice than experiment with southeasterly wind. Based on the synoptic analyses and numerical simulations, it is found that: 1) A low-level convergence was developed at the southern branch of the direct circulation around the entrance of the subtropical jet; 2) Northeasterly winds blowing around the edge of the North Pacific High has enhanced the the low-level convergence and increased the potential(convective) instability over that area; 3) The low-level convergence was further enhanced due to the outer circulation of the typhoon after it made landfall, and the potentially unstable air moved over the eastern slope of the TMR to develop deep convective clouds; 4) The orographically-induced convective rainfall was further increased by the seeder-feeder mechanism linked with pre-existing synoptic clouds over the TMR. 5) The orientation of the mountain range and the inflow wind direction are also important in developing orographic convection. Winds blowing into the terrain with right angle produced much strong updraft than those with an acute or obtuse angle.