CLM과 VIC 모형을 활용한 지표 에너지 플럭스 산정
Estimation of Land Surface Energy Fluxes using CLM and VIC model
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전 지구 지표 순환 분석을 위하여 지표와 대기 사이의 에너지 교환에 대한 분석이 필수적이다. 이러한 에너지 교환의정량화를 위하여 다양한 지면 모형에 대한 연구가 진행되고 있다. 다양한 모형들 중 Common Land Model(CLM)과Variable Infiltration Capacity(VIC) 모형을 활용한 연구가 활발히 수행되고 있다. CLM은 발전된 지면 모형의 형태로적은 사용자 변수로 현실적인 결과를 산출한다는 장점이 있다. VIC 모형 또한 대표적인 지면 모형 중 하나로 에너지 인자 및 유출량 모의를 위하여 전 세계적으로 다양한 분야에서 활용되고 있다. 본 연구에서는 미국 캘리포니아 주SS-CZO 사이트를 대상으로 CLM과 VIC 모형을 활용하여 주요 에너지 인자 인 순복사량, 현열, 잠열을 모의하였다. 순복사량과 현열 모두 두 모형에서 양호한 결과를 보이나, 강우 발생 시 CLM은 잠열과 현열을 과소모의하는 경향을 나타내었다. 잠열은 CLM의 모의 결과가 잠열을 과소모의 한 VIC 모형에 비하여 관측된 잠열의 경향을 더 잘 모의하는 것으로 나타났다. 이러한 에너지 인자 모의 및 모형의 장단점에 대한 분석을 통하여 CLM과 VIC 모형의 활용가능성 및다양한 모형 활용의 필요성을 확인하였다.
Abstract
Accurate understanding of land surface is essential to analyze energy exchanges between earth surface and atmosphere. For the quantization of energy fluxes, the various researches about Land Surface Model(LSM) have been progressed. Among the various LSMs, the researches using Common Land Model(CLM) and Variable Infiltration Capacity(VIC) model are performed briskly. The CLM which is advanced LSM can calculate realistic results with few user defined parameters. The VIC model which is also typical LSM is widely used for estimation of energy fluxes and runoff in various fields. In this study, the energy fluxes which are net radiation, sensible heat flux, and latent heat flux were estimated using CLM and VIC model at Southern Sierra-Critical Zone Observatory(SS-CZO) site in California, United States. In case of net radiation and sensible heat flux, both models showed good agreement with observations, however, the CLM showed underestimated patterns of net radiation and sensible heat flux during precipitation period. In case of latent heat flux, the CLM represented better estimation of latent heat flux than VIC model which underestimated the latent heat flux. Through the estimation of energy fluxes and analysis of models’ pros and cons, the applicability of CLM and VIC models and need of multi-model application were identified.
참고문헌 (26)
- Abramowitz, G, "Evaluating the performance of land surface models", J. of Climate, 21, pp.5468~5481 (2008)
- Andersen, TK, "Quantifying surface energy fluxes in the vicinity of inland-tracking tropical cyclones", Journal Applied Meteorology and Climatology, 52, pp.2797~2808 (2013)
- Cherkauer, KA, "Simulation of spatial variability in snow and frozen soil", J. of Geophysical Research: Atmospheres, 108, pp.D22~ (2003)
- 최현일, "대규모 육지수문모형에서 사용 가능한 지표면 및 지표하 연계 물흐름 모형의 개발: I. 모형설명", 한국방재학회논문집, 8(2), pp.59~63 (2008), 한국방재학회
- Choi, M, "Understanding of the Common Land Model performance for water and energy fluxes in a farmland during the growing season in korea", Hydrological Processes, 24, pp.1063~1071 (2010)
- Dai, Y, "The common land model", American Meteorological Society, 84(8), pp.1013~1023 (2003)
- Biosphere-atmosphere transfer scheme (BATS) version 1e as coupled to the NCAR community climate model, "Dickinson, RE", ~, pp.NCAR Technical Note NCAR (1993), TN-387+STR
- Goulden, ML, "Evapotranspiration along an elevation gradient in California's Sierra Nevada", J. of Geophysical Research: Biogeosciences, 117, pp.G3~ (2012)
- 홍진규, "FK KoFlux 관측지에서의 지역 규모 열 플럭스의 추정 : 타워 관측에서 MM5 중규모 모형까지", 한국농림기상학회지, 5(2), pp.138~149 (2003), 한국농림기상학회
- Huang, CL, "Assimilation of remote sensing data products into Common Land Model for evapotranspiration forecasting", Proceeding of 8th International Symposium on Spatial Accuracy Assessment in Natural Resources and Environmental Sciences, pp.234~241 (2008), World Academic Union
- Henderson-Sellers, A, "Soil moisture simulation:Achievements of the RICE and PILPS intercomparison workshop and future directions", Global and Planetary, 13, pp.99~115 (1996)
- 장애선, "Noah LSM을 이용한 지표 플럭스 산정 및 한반도에서의 적용성 검토", 한국습지학회지, 15(4), pp.509~518 (2013), 한국습지학회
- 김다은, "플럭스 타워 관측 자료 및 통합수문모형을 이용한 순복사량 산정: 설마천, 청미천 유역을 대상으로", 한국수자원학회 논문집, 46(3), pp.301~314 (2013), 한국수자원학회
- Kim, D, "Land response to atmosphere at different resolutions in the common land model over East Asia", Advances in Atmospheric Sciences, 33(3), pp.391~408 (2016)
- 김다은, "Flux Tower 관측자료와 KLDAS를 이용한 Soil-Vegetation-Atmosphere Transfer 모형의 적용 : 해남 KoFlux 지점의 수문순환 환경분석에 대하여", 대한토목학회 논문집B, 31(3), pp.285~291 (2011), 대한토목학회
- Lawrence, PJ, "Representing a new MODIS consistent land surface in the Community Land Model (CLM 3.0)", J. of Geophysical Research, G1, pp.G01023~ (2007)
- Li, ZC, "Simulation and improvement of common land model on the bare soil of Loess Plateau underlying surface", Environmental Earth Sciences, 66, pp.1091~1097 (2012)
- Liang, X, "A simple hydrologically based model of land surface water and energy fluxes for general circulation models", J. of Geophysical Research: Atmospheres, 99(D7), pp.14415~14428 (1994)
- A two-layer variable infiltration capacity land surface representation for general circulation models, "Liang, X", University of Washington, ~, pp.Water Resour. Ser., TR140 (1994)
- Mizutani, K, "Applicability of the eddy correlation method to measure sensible heat transfer to forest under rainfall conditions", Agricultural and Forest Meteorology, 86, pp.193~203 (1997)
- Johnes, HG, "Plants and Microclimate", pp.4288~ (1992), Cambridge University Press
- Seuffert, G, "The influence of hydrologic modeling on the predicted local weather:two-way coupling of a mesoscale weather prediction model and a land surface hydrologic model", J. of Hydrometeorology, 3, pp.505~523 (2002)
- Wang, A, "Integration of the variable infiltration capacity model soil hydrology scheme into the community land model", J. of geophysical research: Atmosphere, 113(D9) (2008)
- Whitfield, B, "Intercomparison study of the land surface process model and the common land model for a prairie wetland in Florida", J. of Hydrometeorology, 7(6), pp.1247~1258 (2006)
- Wood, EF, "A landsurface hydrology parameterization with subgrid variability for general circulation models", J. of Geophysical Research: Atmospheres, 97(D3), pp.2717~2728 (1992)
- Ye, B,, "Effect of precipitation bias correction on water budget calculation in Upper Yellow River, China", Environmental Research Letters, 7, pp.025201~ (2012)