[세미나] 김수현 박사님

Application of a convective gravity-wave drag parameterization to development of near-cloud turbulence diagnostics

항공난류는 주요 항행 위험 요소로, 항공기에 직접 영향을 끼치는 약 10-1,000 m 규모의 대기 중 요란으로 정의된다. 상층 전선과 제트류, 산악이 유도한 대기 흐름, 대류운 등을 원인으로 발생하는 항공난류는 승객과 승무원의 부상, 비행 연착, 연료 손실 및 기체 손상 등 항공 운항에 부정적 영향을 미치고, 그로 인한 경제적 손실은 매년 수십억 원에 달한다. 이 같은 피해를 최소화하기 위해서는 난류 발생 과정을 이해하고, 이를 정확히 예측하는 것이 항공 분야의 중요한 과제라 할 수 있다. 이러한 노력의 일환으로 한국, 미국, 영국은 민·학·관의 상호 협력을 바탕으로 현업 수치 예보 모델과 항공난류 관측 자료를 활용하여 항공난류 예측 시스템을 개발하였고, 이 시스템은 각국의 기상청에서 현업 운용되고 있다. 그러나 이 시스템은 상층 전선 및 제트류와 관련한 난류 진단 지수들로 구성되어 있으므로, 대류가 유도한 난류 발생의 진단 능력은 상당히 떨어지는 실정이다. 대류가 유도한 난류는 구름 내부에서 발생하는 난류와 구름 외부에서 발생하는 난류(Near cloud turbulence, 이하 NCT)로 분류된다. 구름 내부 난류는 위성 사진과 비행기 탑재 레이더로 구름 경계를 사전에 파악할 수 있어, 이로 인한 피해가 작은 편이다. 반면, NCT는 청천 대기에서 발생하기 때문에 육안으로 식별하기 어려워 구름 내부 난류와 비교하면 그로 인한 피해가 큰 편이다. 그렇기 때문에 NCT에 대한 연구의 필요성이 강조되어 왔고, 관측 및 수치 실험을 활용한 여러 NCT 발생 메커니즘 분석 연구가 선행되었다. 그 결과 NCT가 대류 중력파의 전파와 깨짐, 대류에 의해 유도된 바람 시어의 강화, 대기 흐름 변형 등 다양한 요인으로 발생하며, 특히 대류 중력파가 NCT 발생과 긴밀한 연계성을 가지고 있음이 확인되었다. 이와 관련하여 본 세미나에서는 Chun and Baik (1998)이 제안한 대류 중력파 항력 모수화 방안을 바탕으로 한 NCT 지수의 개발, 고해상도 수치 실험 결과를 이용한 NCT 지수의 효용성 평가, 1년(2016년 12월 – 2017년 11월) 기간의 기상청 전지구 예보 모델 자료와 전지구 항공난류 관측 자료를 이용한 NCT 지수의 예보 성능 검증에 관한 결과를 발표할 것이다.