연세대학교 대기과학과에서 이루어지는 연구는 넓은 스펙트럼을 가지고 있습니다.
12개의 연구실에서 매일의 날씨에 관한 연구 뿐만 아니라 과거에서 미래로 이어지는 지구의 기후에 관한 연구가 동시에 진행되고 있으며,
지역적인 기상 현상에서부터 전 지구의 대기 및 해양 순환에 이르기까지 다양한 시공간에 대한 연구가 이루어지고 있습니다.
이를 위하여 우리들은 물리와 수학을 바탕으로 한 이론과 인공위성을 포함한 다양한 관측, 그리고 슈퍼컴퓨터를 활용하는 연구를 수행하고 있습니다.
대기역학 연구실(전혜영 교수님) (http://atmosdyn.yonsei.ac.kr)
본 연구실에서는 성층권 및 중간권을 포함하는 차세대 일기예보 및 기후예측모형의 개발에 있어 중요한 역학과정인 대기 중력파의 모수화 방안을 이론과 관측 및 수치 모델링을 통합하여 개발하고 있습니다. 기존의 모수화 방안이 갖는 문제점들을 체계적으로 개선하며, 새로운 방법론에 근거한 모수화 방안을 제시, 개발, 검증하고 있습니다. 이를 통해 성층권 및 중간권을 포함하는 기후 모형에서 현재 사용하고 있는 중력파 모수화 방안이 가진 취약점들을 극복하고, 전지구 일기예보 모형 및 기후예측 모형의 예측성 향상을 위해 노력하고 있습니다.
대기복사 연구실(김 준 교수님) (http://atrad.yonsei.ac.kr)
대기복사연구실은 지구-대기-우주 시스템에서의 복사에너지 전달과 이를 활용한 대기환경 관측 및 원격탐사에 관한 기초·응용연구를 수행하고 있습니다. 복사에너지의 지상 및 위성 관측, 이론적 복사전달과정의 해석과 계산을 기반으로 대기오염물질과 온실가스의 정량적 관측 및 대기환경 원격탐사 (remote sensing) 기술을 개발하고 있습니다. 최근에는 인공지능(AI)과 빅데이터를 활용한 위성 원격탐사 알고리즘 개발과 위성관측자료를 이용한 대기오염물질의 하향식 (Top-down) 배출량 산정 등으로 연구 영역을 확장하고 있습니다. 또한 다양한 복사계와 분광광도계를 활용한 지상 관측을 수행하며, NASA를 비롯한 국제 관측 네트워크와의 협력을 통해 대기환경 변화에 대한 정밀한 관측과 과학적 이해를 추구하고 있습니다.
대기예측성 및 자료동화 연구실(김현미 교수님) (http://apdal.yonsei.ac.kr)
대기예측성 및 자료동화연구실 (APDAL)에서는 날씨 예보에 많은 영향을 주는 수치예측의 정확도를 향상시키기 위해 수치모델 및 자료동화시스템에 관련된 연구를 수행하며, 이러한 연구들을 바탕으로 대기의 본질적인 예측성을 이해하고자 합니다. 수치예측의 전반적인 과정을 다루는 연구실로, 중위도 기상과 극지 기상, 탄소 순환, 대기 화합물 (미세먼지) 등 대기과학의 다양한 분야에서 수치 모델링, 자료동화 및 딥러닝을 사용한 예측, 진단 연구를 수행하고 있습니다.
기후이론 연구실(안순일 교수님) (https://ysctl.yonsei.ac.kr/)
기후이론 연구실에서는 과거 고기후로부터 미래 기후까지 지구의 기후변화 메커니즘을 이해하기 위한 연구를 수행하고 있습니다. 또한 계절내 변동부터 장주기 변동까지 다양한 주기를 갖는 자연내 변동성의 역학적 시스템과 이들간의 상호작용을 이해하기 위한 연구도 수행하고 있습니다. 이를 위해 관측 자료 및 모형 결과를 이용하여 현상을 분석하고 있으며, 발견된 새로운 현상 및 이론은 기후 시스템 모형을 이용하여 검증하고 있습니다.
위성관측 연구실(신동빈 교수님) (http://arsl.yonsei.ac.kr)
본 연구실에서는 위성과 지상관측장비를 활용하여 대기와 지표 인자의 관측 및 특성을 연구하고 있습니다. 보다 정확한 구름과 강수 관측을 위한 마이크로파, 가시광선 및 적외선 영역의 다양한 센서들을 이용하여 강수 측정 알고리듬을 개발하고 있으며, 이와 관련된 관측에러 연구도 수행하고 있습니다. 또한 구름 및 강수 시스템의 복사 물리적 특성을 연구하고 있습니다. 수치모사와 위성센서 성능연구 등을 통한 위성의 임무분석과 위성자료의 분석에 의한 기후변화연구도 연구분야 중 하나입니다.
미기상 연구실(홍진규 교수님) (http://eapl.yonsei.ac.kr/ )
미기상 연구실은 생태계와 대기 현상이 어떻게 서로에게 영향을 주는지 연구합니다. 이렇게 생태계와 날씨, 기후, 대기 환경과의 상호 작용을 보다 잘 이해하기 위해서, 이론적, 실험적, 수치 모델링 연구를 수행하고 있습니다. 이를 위해 유체 역학의 난류, 복사에너지 전달, 에너지 교환, 온실가스 교환 및 증발산에 관한 다양한 연구를 통하여 궁극적으로 인간과 동식물이 어울려 보다 쾌적한 환경조건에서 조화로운 삶을 살기위해 필요한 지식을 쌓고자 합니다. 현재 관심을 가지고 연구를 하는 분야는 1) 동아시아 식생-기후 상호 작용, 2) 도시 기후 및 환경 변화, 3) 에너지-기후 상호 작용입니다. 본 연구실에 관한 보다 자세한 정보는 연구실 홈페이지 (http://eapl.yonsei.ac.kr)를 참조해주세요.
대기 모형 연구실(박상훈 교수님) (http://lamor.yonsei.ac.kr/)
대기모형연구실에서는 대기 내 복잡한 역학 과정을 정교하게 구현할 수 있도록 대기 모형의 한계를 극복하고 예측 성능을 개선하는 연구를 수행합니다. 실제 대기의 필수적인 역학적 특성을 정확히 모사하는 것이 핵심 과제인 만큼, 본 연구실은 혁신적인 접근 방식을 다각도로 도입하여 대기 모형 기술의 한계를 지속적으로 넓혀가고 있습니다. 연구실의 목표는 대기 모형의 이론적 한계를 넓힐 뿐만 아니라, 이러한 연구 성과를 바탕으로 대기과학 분야의 발전을 이끌고 사회에 실질적인 이익을 가져다줄 수 있는 실용적인 예보 도구로 구현해 내는 것입니다.
대기 해양 모델링 연구실(송하준 교수님) (https://airsea.yonsei.ac.kr)
대기 해양 모델링 연구실에서는 대기-해양간의 운동량, 열, 담수의 교환 뿐만 아니라 탄소와 같은 기체의 순환에 관심을 가지고 연구를 진행하고 있습니다. 저희는 인공위성과 무인 장비로 부터 관측된 자료와 대기-해양-탄소 접합 모델을 사용하여 대기-해양의 상호작용을 더욱 잘 이해하려고 하며, 이를 바탕으로 현재와 미래의 탄소순환을 좀 더 정확하게 예측하는 것을 목표로 하고 있습니다. 나아가 급속히 변화하는 극지방의 기후를 대기-해양-해빙의 관계를 이용하여 연구하고 있습니다.
대기화학 연구실(구자호 교수님) (https://atmchem.yonsei.ac.kr)
본 연구실에서는 대기 중에 존재하고 있는 화학물질들의 시공간적 변동성을 분석하여 대기환경에 미치는 영향을 살펴보는 연구를 수행하고 있습니다. 최근 심각하게 대두되고 있는 동아시아 대기오염 물질들의 분포 특성 및 수송 경향, 대기 에어로졸 및 전구 기체 물질들 사이의 상관성, 극지 환경 변화에 따른 성층권 및 대류권 오존 화학의 특징 파악 등을 주요 연구주제로 삼고 있습니다. 궁극적으로 기상 현상 및 기후 변동성과의 관계를 통해 대기화학의 특성에 대한 이해도를 높이고자 노력하고 있습니다.
수리대기물리 연구실(송인선 교수님) (https://mapl.yonsei.ac.kr)
대기과학-수학-물리학 지식을 융합하여 대류권-성층권의 저층 대기에서부터 고도 100 km이상의 초고층 대기를 포함하는 전층 대기의 운동과 화학적 현상의 특징을 이해하기 위한 이론 및 모델링 연구를 수행하고 있습니다. 고도 수백 km의 초고층 대기 (근지구 우주환경)로의 인간 활동 영역의 확장에 발맞추어 고층 대기의 환경을 연구하며, 고층 대기에서 중요한 태양 활동 및 우주로 부터의 영향이 극지 및 전지구 기후 변동성에 주는 영향을 고층대기가 포함된 기후 모델을 통해 연구하고 있습니다.
경계층기상/환경 연구실(유영희 교수님) (https://blme.yonsei.ac.kr)
본 연구실에서는 대기경계층의 기상현상과 대기오염의 발생·변화 과정을 규명하고, 예측 정확도를 높이는 연구를 수행합니다. 도시캐노피모형과 건물에너지모형을 포함한 지면모델링, 난류모델링, 중규모 기상모델링, 대기화학수송모델링을 연계하여 도시 및 지역 규모의 대기 현상을 통합적으로 연구합니다. 관측자료와 이론, 고해상도 수치모의 및 인공지능·기계학습을 활용하여 기상·대기질·에너지의 상호작용을 이해하고, 이를 바탕으로 지속가능한 도시 조성과 기후변화 대응을 위한 방안을 제시하고자 합니다.
구름물리 연구실(염재민 교수님) (https://sites.google.com/view/cloud-physics-lab-yonsei)
구름의 생성과 성장을 이해하고, 강수 과정의 개시 여부와 강수량의 정량적 평가를 위해서는 구름 내에서 일어나는 미세물리(cloud microphysics) 과정에 대한 이해가 필수적입니다. 최근의 기후변화 연구에서 주목받고 있는, 구름에 의한 태양복사에너지 반사는 이러한 미세물리 과정에 대한 종합적 이해를 요구합니다. 구름물리연구실에서는 장비의 개발 및 측정, 위성과 레이더 관측 분석, 구름 모형, 난류 모형 그리고 종관 모형 등 다양한 수치모형 연구를 통해 구름 미세물리 과정을 연구하고 있습니다.