한국 연안의 장주기 조석성분이 총 수위 예측에 미치는 영향에 관한 연구
A Study on The Effects of Long-Term Tidal Constituents on Surge Forecasting Along The Coasts of Korean Peninsula
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초록
우리나라 연안의 30개 조위관측소에서 관측된 조위자료를 조화분해하여 2021년에 대한 해역별 장주기 조석성분의 특성 및 장주기 조석성분이 총 수위 예측에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 먼저 관측조위의 조화분해 결과, 우리나라 연안에서 장주기 조석성분은 연주조(Sa)와 반년주조(Ssa)가 우세하였으며, 해역별로는 서해안에서 약17.8 cm의 상대적으로 큰 진폭을 보였다. 계속해서 총 수위 예측에 대한 영향을 살펴보고자, 2021년을 연구 기간으로 장주기 조석성분이 포함된 예측조위와 포함되지 않은 예측조위를 생산하였고, 각각의 예측조위를 폭풍해일 모델의 해일고 예측결과에 더하여 총 수위를 생산하였다. 장주기 조석성분을 고려하지 않은 총 수위와 고려한 총 수위의오차를 비교한 결과, 전반적으로 뚜렷한 계절적 차이가 나타났다. 장주기 조석성분을 고려하지 않은 총 수위에 비해서, 장주기 성분이 고려된 총 수위는 여름철에는 오차가 큰 폭으로 감소하였고, 겨울철에는 강한 음의 편차를 보이며 오차가 증가하는 경향이 나타났다. 이는 우리나라 겨울철의 강한 고기압과 같은 기상현상에 의한 영향이 예측조위와 해일고 예측결과에 이중으로 반영되어 나타난 결과로 해석되었다. 해일고 예측결과를 조화분해하였을 때, 연주기 성분이 우세하였고 이를 장주기 조석성분이 고려된 총 수위에서 제거하였을 때, 특히 겨울철에 나타난 강한 음의편차가 사라지고 연평균 RMSE도 감소하는 것으로 나타났다.
Abstract
In this study we investigated the characteristics of long-term tidal constituents based on 30 tidal gauge data along the coasts of Korea and its the effects on total water level (TWL) forecasts. The results show that the solar annual (S<sub>a</sub>) and semiannual (S<sub>sa</sub>) tides were dominant among long-term tidal constituents, and they are relatively large in western coast of Korea peninsula. To investigate the effect of long-term tidal constituents on TWL forecasts, we produced predicted tides in 2021 with and without long-term tidal constituents. The TWL forecasts with and without long-term tidal constituents are then calculated by adding surge forecasts into predicted tides. Comparing with the TWL without long-term tidal constituents, the results with long-term tidal constituents reveals small bias in summer and relatively large negative bias in winter. It is concluded that the large error found in winter generally caused by double-counting of meteorological factors in predicted tides and surge forecasts. The predicted surge for 2021 based on the harmonic analysis shows seasonality, and it reduces the large negative bias shown in winter when it subtracted from the TWL forecasts with long-term tidal constituents.
참고문헌 (17)
- Becker, J. J., "SRTM30_PLUS: SRTM30, coastal & ridge multibeam, estimated topography", Electronic Journal (2006)[DOI]
- Bell, C., "POL", PSMSL Tidal Analysis Software Kit 2000 (TASK-2000), 2000
- 변도성, "서해안과 남해안에서 1999년부터 2017년까지 최저와 최고 천문조위 계산", 바다, 24(4), pp.495~508 (2019), 한국해양학회[DOI]
- 변도성, "한국 연안에서 1999년부터 2017년까지 해수물성과 대기압 변화에 따른 계절 비천문조와 월평균 해수면 변화", 바다, 26(1), pp.11~36 (2021), 한국해양학회[DOI]
- Unified Tidal Analysis and Prediction Using the UTide Matlab Functions, "Codiga, D.L.", University of Rhode Island Graduate School of Oceanography, ~ (2011)
- 정신택, "조화상수를 이용한 조위 발생확률분포 분석", 대한토목학회 논문집B, 25(1B), pp.51~57 (2005), 대한토목학회
- Kang, S. K., "Spatial variability in annual sea level variations around the Korean peninsula", Geophysical Research Letters, 35(3), pp.1~7 (2008)
- 강주환, "설계조위와 관련된 약최고고조위의 시·공간적 편차", 한국해안·해양공학회논문집, 26(2), pp.72~80 (2014), 한국해안,해양공학회[DOI]
- 김아정, "하계 해수면 상승이 폭풍해일고 분석에 미치는 영향", 한국해안·해양공학회논문집, 33(6), pp.298~307 (2021), 한국해안,해양공학회[DOI]
- 고동휘, "한국 연안의 노출 및 침수 양상 분석", 한국해안·해양공학회논문집, 28(5), pp.312~317 (2016), 한국해안,해양공학회
- 라나리, "NEMO 모델을 이용한 지역 폭풍해일예측시스템 개발 및 검증", 한국해안·해양공학회논문집, 32(6), pp.373~383 (2020), 한국해안,해양공학회[DOI]
- NEMO reference manual 3_6_STABLE: NEMO ocean engine, "Madec, G.", Note du Pôle de modélisation, Institute Pierre-Simon Laplace, ~ (2016)
- Tidal Analysis and Prediction, "National Oceanic and Atmospheric Administration", National Ocean Service, Center for Operational Oceanographic Products and Services, ~ (2007)
- 박영현, "태풍의 이동속도에 따른 한국 남해안 폭풍해일고의 특성", 한국해안·해양공학회논문집, 33(5), pp.187~194 (2021), 한국해안,해양공학회[DOI]
- Pugh, D.T., "Tides, surges and mean sea level" (1987), John Wiley &Sons
- Williams, J., "Radiational tides : their double-counting in storm surge forecasts and contribution to the Highest Astronomical Tide", Ocean Science, 14(5), pp.1057~1068 (2018)
- A reassessment of the UK operational surge forecasting procedure, "Williams, J.", National Oceanography Centre, ~ (2018)