| 초록 |
연구의 목적 및 내용 본 연구 과제의 목적은 앙상블 접합 자료동화 모델을 이용하여 해양 관측망 시뮬레이션 실험 시스템 구축을 통한 최적 해양 기후변화 관측망 산정에 있다. 총 3년의 연구 기간동안, 연차별로 “해양모델 구성 및 동화 모듈 장착”, “동화 모델 검증 및 OSSE 실험 구성”, 및 “OSSE 결과를 통한 해양 관측망 정량 평가 및 미래 관측망 제안”의 연구 결과가 제시되었다. 연구결과 1차년도(2014년)는 CM2 접합 모델을 기반으로 앙상블 칼만 필터를 이용한 자료 동화모듈을 장착하였다. 테스트 기간 동안의 전지구 동화 모델의 시험 성능을 객관적으로 평가하여 제시하였다. 동화 모델의 성능 평가를 통해 2차년도(2015년)에서는 해양 입력 자료를 이용하여 OSSE 실험을 구성하고 평가하였다. 모델 구동의 초기장 검증을 위해 최근 NODC에서 새롭게 개발되어 배포된 고해상도 해양기후 평균장을 검증하여 수온의 연직 및 수평 구배에서도 문제점이 있다는 것을 새롭게 파악하고 보정하였다. 또한 본 연구 과제를 통해 도입된 전산 시스템에 새롭게 포팅된 CM2 자료동화 모델을 평가하기 위해 30년 새롭게 적분된 모델 결과에 대한 PDO, AO 지수 등을 검출하여 평가하였다. 이렇게 검증된 시스템을 기반으로 XBT withholding OSE 실험과 쌍둥이 실험(twin experiment)을 통한 Deep Argo OSSE 실험을 수행하였다. 3차년도(2016)에서는 대표적인 정선 관측 지점의 하나로서 동아시아 해황 변동 분석 용도로 활용도가 높은 일본 기상청에서 제공하는 137°E 관측망을 선정하여 쌍둥이 실험을 수행하였다. 137°E를 기준으로 서쪽 해역에서의 자료 동화 효과가 크게 나타났으며, 이는 자료 동화 효과에 따라 주변 해역과의 밀도 구배 차이로 인한 시계 방향의 유속 편차가 더욱 자료 동화 효과를 가중 시키는 역학적 관계가 있음을 보였다. 같은 빈도 수의 정선 관측 자료를 모델에 적용한다고 가정하였을 때, 동아시아 해역에서는 137°E, OK 라인보다는 165°E 의 자료 동화 효과가 더 우수한 관측망이 될 수 있음을 본 연구를 통해서 제시하였다. 연구결과의 활용계획 방대한 양의 예산이 투입되는 새로운 해양 관측 시스템 구성 및 유지를 위해서는 그 효과 및 영향 평가에 대한 정량적인 분석 조사가 사전에 반드시 필요하다. 본 연구 과제를 통하여 전지구 주요 관측망인 XBT, Deep Argo 및 동아시아 해역의 137°E, OK line, 165°E 관측망 자료가 자료 동화 모델에 미치는 정량적 영향 평가를 실시할 수 있었다. 이는 향후 고해상도 자료동화 모델에 적용되어 한반도 근해의 국지 관측 라인의 정성 평가 연구에 중요한 연구 결과로 활용될 수 있을 것으로 예상된다. 또한 연구 과정에서 기본적으로 사용된 해양 모델 운영, 자료동화 모듈 구성, 해양 입력 자료의 품질관리 및 관측망 시뮬레이션 실험에 관한 기술력 확보는 국내의 관련 학문/기술적 수준을 향상 시킬 수 있는 중요한 연구 분야이다. 본 연구 과제의 결과물들은 향후 다양한 국제 공동 프로젝트에 국내의 자료동화 모델 시스템이 참여할 수 있도록 기여할 수 있는 기초 연구 결과로 활용될 예정이다. (출처 : 요약문 4p) |
