Upload
others
View
0
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Atmosphere. Korean Meteorological SocietyVol. 28, No. 2 (2018) pp. 141-151https://doi.org/10.14191/Atmos.2018.28.2.141pISSN 1598-3560 eISSN 2288-3266
141
KIAPS ์ ์ง๊ตฌ ์์น์๋ณด๋ชจ๋ธ ์์คํ ์์ SAPHIR ์๋ฃ๋ํ ํจ๊ณผ
์ด์ํ* ยท ์ ํ์ฑ ยท ์กํจ์ข
(์ฌ) ํ๊ตญํ์๋ณด๋ชจ๋ธ๊ฐ๋ฐ์ฌ์ ๋จ
(์ ์์ผ: 2018๋ 3์ 5์ผ, ์์ ์ผ: 2018๋ 5์ 15์ผ, ๊ฒ์ฌํ์ ์ผ: 2018๋ 5์ 23์ผ)
Impact of SAPHIR Data Assimilation in the KIAPS Global
Numerical Weather Prediction System
Sihye Lee*, Hyoung-Wook Chun, and Hyo-Jong Song
Korea Institute of Atmospheric Prediction Systems, Seoul, Korea
(Manuscript received 5 March 2018; revised 15 May 2018; accepted 23 May 2018)
Abstract The KIAPS global model and data assimilation system were extended to assimilate
brightness temperature from the Sondeur Atmosphรฉrique du Profil dโHumiditรฉ Intertropicale par
Radiomรฉtrie (SAPHIR) passive microwave water vapor sounder on board the Megha-Tropiques
satellite. Quality control procedures were developed to assess the SAPHIR data quality for
assimilating clear-sky observations over the ocean, and to characterize observation biases and
errors. In the global cycle, additional assimilation of SAPHIR observation shows globally signif-
icant benefits for 1.5% reduction of the humidity root-mean-square difference (RMSD) against
European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) Integrated Forecast System
(IFS) analysis. The positive forecast impacts for the humidity and temperature in the experi-
ment assimilating SAPHIR were predominant at later lead times between 96- and 168-hour.
Even though its spatial coverage is confined to lower latitudes of 30oS-30oN and the observable
variable is humidity, the assimilation of SAPHIR has a positive impact on the other variables
over the mid-latitude domain. Verification showed a 3% reduction of the humidity RMSD with
assimilating SAPHIR, and moreover temperature, zonal wind and surface pressure RMSDs were
reduced up to 3%, 5% and 7% near the tropical and mid-latitude regions, respectively.
Key words: SAPHIR, assimilation, humidity, analysis impact, forecast impact
1. ์ ๋ก
์์น์๋ณด๋ชจ๋ธ์์ ์์ฆ๊ธฐ๋ ๊ตฌ๋ฆ, ๊ฐ์, ํํ ๋ฑ์
๋ชจ์ฌํ๋๋ฐ ์ค์ํ ์ญํ ์ ํ๋ ๋๊ธฐ ๋ณ์ ์ค ํ๋์ด
๋ค. ๋ชจ๋ธ์ ์ด๊ธฐ์ฅ์ ๋ง๋๋ ์๋ฃ๋ํ์์คํ ์ ์ ๋ ฅ
์๋ฃ์ ์์ด์ ๋ผ๋์ค์กด๋ฐ(radiosonde), ํญ๊ณต ๋ฑ ์ข ๊ด
๊ด์ธก์ ๋๊ธฐ ์ค ์์ฆ๊ธฐ์ ๋ํ ์ฐ์ง ๋ถํฌ๋ฅผ ์ ๊ณตํ์ง
๋ง, ๋จ๋ฐ๊ตฌ ํด์์ด๋ ๊ทน ์ง์ญ ๋ฑ ์ํ ๋ถํฌ์ ๊ด์ธก์
์๋์ ์ผ๋ก ๋ถ์กฑํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์, ๊ณต๊ฐ ํด์๋๊ฐ ์ข์
์์ฑ์ ์์ฆ๊ธฐ ์ ๋ณด๋ ์์น์๋ณด์ ์ฑ๋ฅ์ ํฅ์์ํค๋
๋ฐ ํฌ๊ฒ ๊ธฐ์ฌํ ์ ์๋ค. ํนํ, ์์ฆ๊ธฐ๋์ด ์๋์ ์ผ
๋ก ๋ง์ ์ ๋์์๋ ์ ์ด์ ๋ฐ๋ฌ์ด ๋งค์ฐ ํ๋ฐํ๋ฉฐ, ์
์ด์ ํ์ฑํ๋ ์์ฆ๊ธฐ์ ์์ถ์ผ๋ก ๋ฐ์ํ ์ ์ด์ ๋
๊ธฐ ์ค ๊ณต๊ธฐ๊ดด(airmass)์ ์ด์์ด ๋์ด ํ์ฅ ํํ๋ก ์ค
์๋๋ก ์ ํ๋ ์ ์์ผ๋ฏ๋ก ์ ๋์ ์์ฆ๊ธฐ ์ ๋ณด๋ ํ
๋ฐ๋๋ฅผ ์ค์ฌ์ผ๋ก ํ ๋์์์ ๊ฐ์์์คํ ์๋ ์๋นํ
์ํฅ์ ๋ผ์น ๊ฒ์ด๋ค(Chang et al., 2000; Hoskins and
Ambrizzi, 1993; Lee et al., 2017; Qu, 2017).
์์ฑ์ ์ํ ์์ฆ๊ธฐ ์ ๋ณด๋ ๊ตฌ๋ฆ์ ๋ฏผ๊ฐํ ์ ์ธํ
์ผ์ ๋ณด๋ค๋ ๊ตฌ๋ฆ์ด ์๋ ์ง์ญ์์๋ ๋น๊ต์ ๊ตฌ๋ฆ์
*Corresponding Author: Sihye Lee, Data Assimilation Team,Development Division, Korea Institute of Atmospheric PredictionSystems (KIAPS), 4F., 35 Boramae-ro 5-gil, Dongjak-gu, Seoul 07071,Korea.Phone: +82-2-6959-1622, Fax: +82-2-6919-2570E-mail: [email protected]
์ฐ ๊ตฌ ๋ ผ ๋ฌธ
(Article)
142 KIAPS ์ ์ง๊ตฌ ์์น์๋ณด๋ชจ๋ธ ์์คํ ์์ SAPHIR ์๋ฃ๋ํ ํจ๊ณผ
ํ๊ตญ๊ธฐ์ํํ ๋๊ธฐ ์ 28๊ถ 2ํธ (2018)
์ํ ์ค์ผ์ด ์ ์ ์๊ทธ๋์ ๊ฐ์งํ๋ ๋ง์ดํฌ๋กํ ์ผ์
๋ฅผ ์ด์ฉํ๋ ๊ฒ์ด ๋ณด๋ค ์ฉ์ดํ๋ค. ๋๋ถ๋ถ์ ํ์ ์์น
์๋ณด์ผํฐ์์๋ ๊ด์ธก ์์ญ์ด ๋์ Microwave Humidity
Sounder (MHS), Advanced Technology Microwave
Sounder (ATMS) ๋ฑ์ ๋ง์ดํฌ๋กํ ์ผ์๋ฅผ ์ฌ์ฉ ์ค์ด
๋ฉฐ, ๋ง์ดํฌ๋กํ ์ผ์์ ์์ฆ๊ธฐ ์ฑ๋ ์๋ฃ๋ํ๋ ์์ฆ
๊ธฐ ๋ถ์์ฅ์ ๊ธ์ ์ ์ธ ์ํฅ์ ๋ผ์ณ ์์ฆ๊ธฐ์ ์๊ด์ฑ
์ด ๋์ ์จ๋ ์๋ณด์ฅ๊ณผ ์์ฆ๊ธฐ์ ์ถ์ ์(tracer) ์ญํ
์ ํ๋ ๋ฐ๋ ์๋ณด์ฅ์ ๊ฐ์ ์ ๊ธฐ์ฌํ๋ค๊ณ ์๋ ค์ ธ ์
๋ค(Andersson et al., 2007; Geer et al., 2014). ์ต๊ทผ์
๋ ์ด๋์๋ ด๋(Intertropical convergence zone; ITCZ)
๋ฅผ ํฌํจํ ์ ๋ ์ง์ญ์ ์์ฆ๊ธฐ๋ฅผ ์ง์ค ๊ด์ธกํ๋ Sondeur
Atmosphรฉrique du Profil dโHumiditรฉ Intertropicale par
Radiomรฉtrie (SAPHIR) ์๋ฃ๋ฅผ ํ๊ตญ ๊ธฐ์์ฒญ์ ๋น๋กฏํ
์ ๋ฝ์ค๊ธฐ์๋ณด์ผํฐ(European Centre for Medium-Range
Weather Forecasts; ECMWF), ์๊ตญ๊ธฐ์์ฒญ(United
Kingdom Met Office; UKMO), ์ผ๋ณธ ๊ธฐ์์ฒญ(Japan
Meteorological Agency; JMA) ๋ฑ์์ ์ด์ฉํ๋ ์ ๊ตฌ
(global) ์์น์๋ณด๋ชจ๋ธ์ ์ฌ์ฉํ๊ธฐ ์์ํ๋ค. SAPHIR
์๋ฃ๋ ๋จ ยท ๋ถ๋ฐ๊ตฌ 30๋ ์ด๋ด์ ์๋ ๋์์ ๊ฐํ
๋๋ฅํ๋์ ๊ด์ธกํ ์ ์๋ 850-250 hPa ๋ ๋ฒจ์ ๋ผ
๋์ค์กด๋ฐ ์๋์ต๋์ ์ข์ ์๊ด์ฑ์ ๋ณด์๋ค(Ratnam
et al., 2013). ๋ฏธ๊ตญ ํด์๋๊ธฐ์ฒญ(National Oceanic and
Atmospheric Administration; NOAA) ์ ๊ตฌ๋ชจ๋ธ๋ก
SAPHIR ์๋ฃ๋ฅผ ๋ํํ ๊ฒฐ๊ณผ ๋ผ๋์ค์กด๋ฐ๋ก ๊ฒ์ฆํ 24
์๊ฐ~96์๊ฐ ์๋ณด์์ ์งํ๋ถํฐ 500 hPa ์ฌ์ด์ ์๋
์ต๋์ ๋ํ ํ๊ท ์ ๊ณฑ๊ทผํธ์ฐจ(root-mean-square difference;
RMSD)๊ฐ 4~6% ๊ฐ์ํ์๊ณ , ์ ๋ ์ง์ญ์ ์จ๋์ ํ์
์ RMSD ์ญ์ ๊ฐ๊ฐ 9%์ 7% ๊ฐ์ํ์๋ค(Jones et
al., 2017). ์ด ๋ฐ์๋ ๋ค์ํ ์์น์๋ณด๋ชจ๋ธ์์ SAPHIR
์๋ฃ๋ํ๋ ๊ธ์ ์ ์ธ ์ํฅ์ ๋ํ๋ด๊ณ ์๋ค(Chambon
et al., 2015; Singh et al., 2013).
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ํ๊ตญํ์์น์๋ณด๋ชจ๋ธ๊ฐ๋ฐ์ฌ์ ๋จ(Korea
Institute of Atmospheric Prediction Systems; KIAPS)
์์ ๊ฐ๋ฐ ์ค์ธ ์ ์ง๊ตฌ ์์น์๋ณด๋ชจ๋ธ ์์คํ ์ ์ ๊ท
๊ด์ธก์ธ SAPHIR๊ฐ ์ ์์ ์ผ๋ก ๋ํ๋๋์ง ์ดํด๋ณด๊ณ ,
์ฌ์ดํด ์ด๊ธฐ ๊ฒฐ๊ณผ ๋ถ์์ ํตํด ๋จ ยท ๋ถ๋ฐ๊ตฌ 30๋ ์ด
๋ด๋ฅผ ์ง์ค ๊ด์ธกํ๋ SAPHIR ์๋ฃ๋ํ๊ฐ ์ ๋๋ฅผ ๋น
๋กฏํ ์ ์๋์ ์ค์๋์ ๊ธฐ์์ฅ ๊ฐ์ ์ ๊ธฐ์ฌํ ์ ์
๋์ง์ ๋ํด ๊ฒ์ฆํด ๋ณด์๋ค.
2. ์ฐ๊ตฌ๋ฐฉ๋ฒ
2.1 SAPHIR ์๋ฃ์ ํน์ฑ
2011๋ 10์ 12์ผ์ ๋ฐ์ฌ๋ Megha-Tropiques ์์ฑ
์ ํ์ฌ๋ ๊ต์ฐจ์ง๋ก ํ์ธก(cross-track scanning) ๋ฐฉ์์
SAPHIR ์์ฆ๊ธฐ ์ฌ์ด๋๋ ์ฝ 50๋์ ์ ์ฌ๊ฐ(incident
angle)์ ๊ฐ์ง๊ณ ์์ผ๋ฉฐ, ๋จ ยท ๋ถ๋ฐ๊ตฌ 30๋ ์ด๋ด์ ์
์๋ ์์ญ์ 1,661 km ๊ด์ธก ํญ(swath width)๊ณผ ์งํ์
(nadir)์์ 10 km ์ํ ํด์๋(spatial resolution)๋ก ๊ด
์ธก์ ์ํํ๋ค(Brogniez et al., 2015; Jones et al.,
2017). SAPHIR๋ Table 1๊ณผ ๊ฐ์ด 183 GHz๋ฅผ ์ค์ฌ์ผ
๋ก ํ 6๊ฐ์ ์ฑ๋(ยฑ 0.20, ยฑ 1.10, ยฑ 2.80, ยฑ 4.20, ยฑ 6.80,
ยฑ 11.0 GHz)๋ก ๋๋ฅ๊ถ์ ์์ฆ๊ธฐ๋ฅผ ๊ด์ธกํ๋ฉฐ, 1~6๋ฒ ์ฑ
๋์์๋ ๊ฐ๊ฐ 50~600 hPa, 100~650 hPa, 200~750 hPa,
250~800 hPa, 300~950 hPa, 350~1000 hPa ๋ ๋ฒจ์ ์
์ฆ๊ธฐ ์ ๋ณด๋ฅผ ์ ๊ณตํ๋ค(Singh et al., 2013). SAPHIR์
์ ์ฑ๋์ ์ํ ํธ๊ด(horizontal polarization)์ด๋ฉฐ, ํ
์ธต ์ฑ๋๋ก ๊ฐ์๋ก ๋ฐด๋ ํญ(bandwidth)์ด ๋์ด์ง๋ค. ๊ธฐ
๊ธฐ์ค์ฐจ์ ํด๋นํ๋ SAPHIR์ ์ก์๋ฑ๊ฐ์จ๋์ฐจ(Noise
Equivalent Differential Temperature; NEDT)๋ ๊ฐ์คํจ
์(weighting function) ์ต๊ณ ์น(peak)๊ฐ ๊ฐ์ฅ ์์ธต์ ์กด
์ฌํ๋ 1๋ฒ ์ฑ๋์์ 2.35 K๋ก ๊ฐ์ฅ ํฌ๊ณ , ๊ฐ ์ฑ๋๋ณ
๋ก 1.03~2.35 K ๋ฒ์์ ์๋ค(Brogniez et al., 2015;
Jones et al., 2017).
2.2 SAPHIR ํ์ง๊ฒ์ฌ ๋ฐ ์ ์ฒ๋ฆฌ
KIAPS Package for Observation Processing (KPOP)
์์คํ ์์๋ SAPHIR ์๋ฃ๋ํ๋ฅผ ์ํ ์ ์ฒ๋ฆฌ ๋ชจ๋
์ Fig. 1๊ณผ ๊ฐ์ ๊ณผ์ ์ผ๋ก ๊ฐ๋ฐํ์๋ค. ๊ณต๊ฐ ์ํํธ
์จ์ด์ธ ์ ๋ฝ์ค๊ธฐ์๋ณด์ผํฐ์ Binary Universal Form for
the Representation of meteorological data (BUFR) ๋
์ฝ๋๋ฅผ ์ค์นํ์ฌ Megha-Tropiques ์์ฑ์ ํ์ฌ๋
SAPHIR์ ์์์๋ฃ(level-1b)๋ฅผ ์ถ์ถํ์์ผ๋ฉฐ, ์ถ์ถํ
์์ ๋ณต์ฌ์๋ฃ๊ฐ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์ธ ์ค์ ํ์ฉ ๋ฒ์์์ ๊ด์ธก
๋์๋์ง ์ ํฉ์ฑ ๊ฒ์ฌ(sanity check)๋ฅผ ์ํํ์๋ค. ๊ธฐ
Table 1. SAPHIR channel specification.
Channel Central frequency (GHz) Polarization Bandwidth (MHz) NEDT1 (K)
1 183.31 ยฑ 0.20 H 0200 2.35
2 183.31 ยฑ 1.10 H 0350 1.45
3 183.31 ยฑ 2.80 H 0500 1.36
4 183.31 ยฑ 4.20 H 0700 1.38
5 183.31 ยฑ 6.80 H 1200 1.03
6 183.31 ยฑ 11.0 H 2000 1.10
1Noise Equivalent Differential Temperature (NEDT).
Atmosphere, Vol. 28, No. 2. (2018)
์ด์ํ ยท ์ ํ์ฑ ยท ์กํจ์ข 143
์๋ณ์๋ก ๋ ๋ชจ๋ธ ๋ฐฐ๊ฒฝ์ฅ ์๋ฃ(์, ์จ๋, ์ต๋, ๋ฐ๋,
์๋ ฅ, ์งํ์จ๋ ๋ฑ)๋ฅผ ๊ด์ธก์ฐ์ฐ์์ธ ๋ณต์ฌ์ ๋ฌ๋ชจ๋ธ
(RTTOV version 10.2)์ ์ ๋ ฅ ์๋ฃ๋ก ์ฌ์ฉํ์ฌ ๋ชจ๋ธ
๋ณ์๋ฅผ ๊ด์ธก๊ณผ ๋์ผํ ๋ฐ๊ธฐ์จ๋(brightness temperatures;
TBs)๋ก ๋ณ์ ๋ณํ์ ์ํํ๋ฉด ๊ด์ธก์ง์ ์์์ ์ด๊ธฐ์ถ
์ ์น ์ฐจ์ด(First-Guess Departure; O-B)๋ฅผ ๊ตฌํ ์ ์
๋ค. ์ด๊ธฐ์ถ์ ์น ์ฐจ์ด์ ๋ชจ๋ํฐ๋ง์ ํตํด ์ด๊ธฐ ํ์ง๊ฒ
์ฌ(initial QC)์ ํ์ํ ๋ค์ํ ์๊ณ๊ฐ์ ๊ฒฐ์ ํ์๋ค.
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ SAPHIR์ ์ฒญ์ฒ ๋ณต์ฌ ๋ํ(clear-sky
radiance assimilation)๋ฅผ ์ํด ๊ตฌ๋ฆ์ ์ํฅ์ ๋ฐ์ ํฝ
์ ์ ์ ๊ฑฐํ์์ผ๋ฉฐ, ์ง๋ฉด ๋ฐฉ์ถ์จ์ ๋ถํ์ค์ฑ ๋๋ฌธ์
์ก์ง ์๋ฃ ์ญ์ ์ ๊ฑฐํ์๋ค. SAPHIR ์๋ฃ๊ฐ ๊ฐ์ง ๊ต
์ฐจ์ง๋ก ํ์ธก ๋ฐฉ์์ ์ํ ์ค์บ ํธํฅ(scan bias)๊ณผ ๋
๊ธฐ์ง๋์ ์ํ ํธํฅ(airmass bias)์ KPOP์์ ์ฒ๋ฆฌ
ํ๋ ๋ค์ํ ๋ง์ดํฌ๋กํ ์์ฑ๋ค๊ณผ ๋์ผํ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ผ
๋ก ๋ณด์ ํ์๋ค(Lee et al., 2014). ํธํฅ๋ณด์ ์ ๋ง์น ํ
๊ฐ์ฐ์์ ๋ถํฌ์์ ์์ชฝ ๋๋ถ๋ถ์ ์กด์ฌํ๋ ์๋ฃ๋ค์
๋ฐฐ๊ฒฝ์ฅ๊ณผ์ ์ฐจ์ด๊ฐ ๋งค์ฐ ์ปค ์ ์ฒ๋ฆฌ ์ดํ ์๋ฃ๋ํ ๊ณผ
์ ์์ ์๋ ดํ๊ธฐ ์ด๋ ค์ธ ์ ์์ผ๋ฏ๋ก ์ด์์น ์ ๊ฑฐ(outlier
removal) ๋ชจ๋์์ ์ ๊ฑฐํ์๋ค. ์ด ๊ณผ์ ์์ ์ด์๋จ์
์๋ฃ๋ค์ ์๋ก ๊ฐ์ ์๊ด์ค์ฐจ ๋ฑ์ ์ต์ํํ๊ธฐ ์ํด
1๋ ๊ฐ๊ฒฉ์ ์์๋ด๊ธฐ๋ฅผ ๊ฑฐ์ณ ์๋ฃ๋ํ์์คํ ์์ ์ฌ
์ฉ ๊ฐ๋ฅํ ํํ๋ก ์ถ๋ ฅํ์๋ค.
2.3 SAPHIR ์๋ฃ๋ํ
SAPHIR ์๋ฃ๋ํ ์ฑ๋ฅ์ ์ดํด๋ณด๊ธฐ ์ํด KIAPS์
์ ๊ฐ๋ฐ ์ค์ธ ์ก๋ฉด์ฒด๊ตฌ ๊ฒฉ์ ๊ธฐ๋ฐ์ ์ ๊ตฌ๋ชจ๋ธ(Korea
Integrated Model, KIM; Choi and Hong, 2016)์ ํฌ
ํจ๋ 3์ฐจ์ ๋ณ๋ถ ์๋ฃ๋ํ์์คํ (three-dimensional
variational data assimilation system; 3DVAR; Song
and Kwon, 2015; Song et al., 2017)์ ์ ๊ท ๊ด์ธก์ธ
SAPHIR๋ฅผ ์ถ๊ฐํ์๋ค. ์ฌ์ดํด ๊ธฐ๊ฐ์ 2017๋ 10์
29์ผ 0000 UTC๋ถํฐ 11์ 6์ผ 1800 UTC๊น์ง์ด๋ฉฐ, ์ด๊ธฐ
4์ผ์ ์คํ์ (spin-up) ๊ธฐ๊ฐ์ ํด๋นํ๋ค. ์ฐธ๊ณ ๋ก ์ฌ์ด
ํด ์คํ์ด ์งง๊ฒ ์งํ๋ ์ด์ ๋ ๊ธฐ์์ฒญ ์์ฑ์ผํฐ์์
SAPHIR BUFR ๊ด์ธก์ด 2017๋ 11์ 7์ผ๋ถํฐ ๊ฐํ์
์ผ๋ก ์์ ๋๋ ๋ฌธ์ ๊ฐ ์์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. ์ปจํธ๋กค(control;
CTL) ์คํ์์๋ ์ข ๊ด ๊ด์ธก์ธ ๋ผ๋์ค์กด๋ฐ, ์๋ํ๋กํ
์ผ๋ฌ, ์ง๋ฉด(surface), ํญ๊ณต๊ธฐ ์๋ฃ์ ์์ฑ ๊ด์ธก์ธ Advanced
Microwave Sounding Unit-A (AMSU-A), ATMS, MHS,
Infrared atmospheric sounding interferometer (IASI),
Cross-track Infrared Sounder (CrIS), Atmospheric Motion
Vector (AMV), Scatwind, GPS Radio Occultation (GPS-
RO) ์๋ฃ๋ฅผ ๋ํํ์๊ณ , SAPHIR ์ฑ๋ฅ ๋ถ์์ ์ํ
๋น๊ต ์คํ(experiment; EXP)์์๋ CTL๊ณผ ๋์ผํ ์ค
ํ ์ธํ ์ SAPHIR ์๋ฃ๋ํ๋ฅผ ํฌํจํ์๋ค.
3. ๊ฒฐ๊ณผ ๋ฐ ํ ์
3.1 ์๋ฃ๋ํ๋ฅผ ์ํ SAPHIR ์ ์ฒ๋ฆฌ
KPOP์ ํฌํจ๋ ์์ฑ์๋ฃ์ ์ ์ฒ๋ฆฌ ๋ชจ๋์์ ํธํฅ
๋ณด์ ์ ๊ฐ์ฅ ์ค์ํ ๊ณผ์ ์ค ํ๋์ด๋ค. Figure 2์์
๋ ํธํฅ๋ณด์ ์ ๊ณผ ํ์ ๋ชจ๋ํฐ๋ง ํ SAPHIR ์๋ฃ์
๊ณต๊ฐ๋ถํฌ ๋ฐ ๊ด์ธก์ฆ๋ถ(innovation)์ ๋ณด์ฌ์ค๋ค. ์ฌ์ดํด
ํ๋ฐ์ธ 2017๋ 11์ 6์ผ 1200 UTC์ SAPHIR 6๋ฒ
์ฑ๋์ ํธํฅ์ โ2.1 K(ํ์คํธ์ฐจ๋ 0.98 K)์ด๊ณ , ํธํฅ
๋ณด์ ์ ์ํํ ํ์ ํธํฅ์ 0.091 K(ํ์คํธ์ฐจ๋ 0.97 K)
๋ก ๊ฐ์ํ ๊ฒ์ ์ ์ ์๋ค. ์ด ๋, ๋ํํ์์ ํ์
ํ โA ์ง์ญโ์ ๋ํด์๋ 3.2์ ์์ ์ค๋ช ํ๊ณ ์ ํ๋ค.
Table 2์์ ์ฌ์ดํด ์ ๊ธฐ๊ฐ์ ํ๊ท ํ SAPHIR ๊ฐ ์ฑ
๋์ ํธํฅ์ โ0.40~2.66 K๋ก ๊ตฌํด์ก์ผ๋ฉฐ, ์ต์์ธต์ธ 1
๋ฒ ์ฑ๋์ ํธํฅ(โ2.66 K)๊ณผ ์ตํ์ธต์ธ 6๋ฒ ์ฑ๋์ ํธ
ํฅ(โ2.13 K)์ด ๋ค๋ฅธ ์ฑ๋์ ๋นํด ์๋์ ์ผ๋ก ํฌ๊ฒ ๋
ํ๋ฌ๋ค. ํธํฅ๋ณด์ ์ ๋ง์น SAPHIR ๊ด์ธก(Corrected TB;
C)๊ณผ ๋ฐฐ๊ฒฝ์ฅ(Background TB; B)์ ์ฐจ์ด์ธ ์์ฐจ ํธ์ฐจ
(residual bias; C-B)๋ ๊ฐ ์ฑ๋๋ณ๋ก โ0.03~0.07 K๋ก ํฌ
๊ฒ ์ค์ด๋ ๊ฒ์ ํ์ธํ ์ ์๊ณ , ์ฌ์ดํด ๊ธฐ๊ฐ ๋์ ์
Fig. 1. Flowchart of SAPHIR pre-processing system in
KPOP.
144 KIAPS ์ ์ง๊ตฌ ์์น์๋ณด๋ชจ๋ธ ์์คํ ์์ SAPHIR ์๋ฃ๋ํ ํจ๊ณผ
ํ๊ตญ๊ธฐ์ํํ ๋๊ธฐ ์ 28๊ถ 2ํธ (2018)
์ฐจ ํธ์ฐจ์ ๋ณํ๋์ 0.02~0.03 K๋ก ๋งค์ฐ ์๊ฒ ๋ํ๋
์๊ฐ์ ์ํ ๋ณํ๊ฐ ๊ฑฐ์ ์๋ค๋ ๊ฒ์ ์ ์ ์๋ค.
ํํธ, C-B์ ํ์คํธ์ฐจ๋ ์ ์ฑ๋์์ 1 K ๋ด์ธ(0.88~
1.04 K)๋ก ๊ตฌํด์ ธ Table 1์ ์ฑ๋๋ณ ๊ธฐ๊ธฐ์ค์ฐจ์ธ ์ก์
๋ฑ๊ฐ์จ๋์ฐจ(1.03~2.35 K) ๋ณด๋ค ์์๋ค. ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก C-
B์ ๋ถ์ฐ์ธ Var(C-B) = Var(C) + Var(B) โ 2 Cov(C,B)
์์ ๋ ๋ณ์์ ์๊ด ์ ๋๋ฅผ ๋ํ๋ด๋ ๊ณต๋ถ์ฐ์ธ
Cov(C,B)๋ 0์ด๋ผ๊ณ ๊ฐ์ ํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๊ด์ธก์ค์ฐจ๋ฅผ ๊ฒฐ
์ ํ๋๋ฐ ์ค์ํ ์ ๋ณด๋ฅผ ์ ๊ณตํ๋ C-B์ ํ์คํธ์ฐจ๊ฐ
์ก์๋ฑ๊ฐ์จ๋์ฐจ ๋ณด๋ค ์๋ค๋ ๊ฒ์ ์ดํดํ๊ธฐ ์ด๋ ค์ด
์ํฉ์ด๋ค. ๊ด์ธก์ ๋ถ์ฐ์ธ Var(C)๋ ๊ธฐ๊ธฐ์ค์ฐจ, ๋ณต์ฌ์
๋ฌ๋ชจ๋ธ ์ค์ฐจ, ํ์ง๊ฒ์ฌ ๊ณผ์ ์์์ ์ค์ฐจ, ๋ด์ฝํ๋ ๊ณผ
์ ์์ ๋ํ๋๋ ๋ํ์ค์ฐจ(representative error) ๋ฑ์
ํฌํจํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ Var(B)๊ฐ ์๋ฌด๋ฆฌ ์๋ค ํ๋๋ผ๋ Var(C-
B)๊ฐ Var(C) ๋ณด๋ค ์ปค์ผ ํ๋๋ฐ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์คํ๋ ค
๊ทธ ๋ฐ๋๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. ์ด๋ ๋ค๋ฅธ ํ์ ์์น์๋ณด๋ชจ๋ธ์
ํฌํจ๋ ์ ์ฒ๋ฆฌ์์คํ ๊ณผ ๋ง์ฐฌ๊ฐ์ง๋ก KPOP๋ ๋ฐฐ๊ฒฝ์ฅ
์ ์์กด์ ์ธ ํ์ง๊ฒ์ฌ๋ฅผ ์ํํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๊ด์ธก๊ณผ ๋ฐฐ
๊ฒฝ์ฅ์ ๊ณต๋ถ์ฐ์ธ Cov(C,B)๊ฐ ๋ ๋ฆฝ์ ์ธ ๊ด๊ณ๋ฅผ ์ ์งํ
์ง ๋ชปํ๊ณ ์์ ์๊ด์ฑ์ ๊ฐ์ง๊ฒ ๋ ๊ฒ์ด ํ๋์ ์
์ธ์ผ๋ก ์ฌ๊ฒจ์ง๋ค. ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์ SAPHIR์ ๊ฐ ์ฑ๋๋ณ
๊ด์ธก์ค์ฐจ๋ ๊ด์ธก๊ณผ ๋ฐฐ๊ฒฝ์ฅ์ ์๊ด์ค์ฐจ, SAPHIR์ ๋
์ผํ ์ ๋ณด๋ฅผ ์ ๊ณตํ๋ ๊ธฐ์กด ๊ด์ธก๊ณผ์ ์๊ด๊ด๊ณ ๋ฑ์
๊ณ ๋ คํ์ฌ C-B์ ํ์คํธ์ฐจ ๋ณด๋ค ํจ์ฌ ํฐ 5 K๋ก ์ฌ์ฉ
ํ์๋ค(Table 1). ๊ด์ธก์ค์ฐจ๋ฅผ ์๊ฒ ์ค์ ํ ๊ฒฝ์ฐ ์๋ฃ
๋ํ์ ์ ์ํฅ์ ์ค ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ด ํฌ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ํ์ ์๋ณด
๋ชจ๋ธ์์ ๊ด์ธก์ค์ฐจ๋ฅผ ํฝ์ฐฝ(inflation)ํ์ฌ ์ฌ์ฉํ๋ ๊ฒฝ
์ฐ๊ฐ ์ข ์ข ์์ผ๋ฉฐ, ์ค์ ๋ก ์ ๋ฝ์ค๊ธฐ์๋ณด์ผํฐ์์๋ ์
๋ฃ๋ํ์ ์์ ์ฑ์ ์ํด Desroziers ๋ฐฉ์์ผ๋ก ๊ด์ธก์ค
์ฐจ๋ฅผ ๊ตฌํด ๋๊ณ ๋ ์ ์ ํ ํฝ์ฐฝ ๊ณ์๋ฅผ ๊ตฌํด ๊ด์ธก์ค์ฐจ
๋ฅผ ์ค์ ๋ณด๋ค ํฌ๊ฒ ์ฌ์ฉํ๋ ์ค์ด๋ค(Bormann et al.,
2016).
3.2 SAPHIR ์๋ฃ๋ํ ์ฑ๋ฅ ๊ฒ์ฆ
CTL๊ณผ EXP์์ ์ฌ์ฉ๋ ๋ฐฐ๊ฒฝ์ฅ๊ณผ ๋ถ์์ฅ์ ํ์ง์
์ฐธ ๊ฐ์ ๋ณด๋ค ๊ทผ์ ํ๋ค๊ณ ์ฌ๊ฒจ์ง๋ IFS ๋ถ์์ฅ
(Andersson and Thรฉpaut, 2008; 1๋ ๊ฐ๊ฒฉ ๋ด์ฝ ์๋ฃ)
์ ๋น๊ตํ์ฌ ๊ณ์ฐํ RMSD๋ก ๊ฒ์ฆํ์๋ค. SAPHIR
์๋ฃ๋ํ ์ฑ๋ฅ์ Fig. 3๊ณผ ๊ฐ์ด ์ฌ์ดํด์ด ์งํ๋๋ ๋
์ ๋ฐฐ๊ฒฝ์ฅ๊ณผ IFS ๋ถ์์ฅ์ ์ฐจ์ด๋ก ๊ณ์ฐํ ์๋ถ RMSD
์ ์์ฒด ๋ถ์์ฅ๊ณผ IFS ๋ถ์์ฅ์ ์ฐจ์ด๋ก ๊ณ์ฐํ ์๋ถ
RMSD๋ฅผ ๊ฐ ์คํ๋ณ๋ก ๋น๊ตํ์ฌ ์ดํด๋ณด์๋ค. CTL๊ณผ
EXP ๋ชจ๋ ๋ฐฐ๊ฒฝ์ฅ ๋ณด๋ค ๋ถ์์ฅ์ ์ ๊ตฌ ํ๊ท ์๋ถ
RMSD๊ฐ ๋ฎ์ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ณด์ ์๋ฃ๋ํ์์คํ ์ด ์ ์
๋ํ๋ ๊ฒ์ ์ ์ ์๋ค. SAPHIR ๊ด์ธก์ ํฌํจํ ์ค
ํ(EXP)์ ๋ฐฐ๊ฒฝ์ฅ๊ณผ ๋ถ์์ฅ์ ์๋ถ RMSD(์ฌ์ดํด ์
Fig. 2. (a) Spatial distributions and their histograms of
innovations before bias correction (O-B) and (b) after bias
correction (C-B) for SAPHIR channel 06 at 1200 UTC on 6
November 2017.
Table 2. Statistical results and used observation errors of SAPHIR channels for cycling period.
Channel Bias (K) Residual bias (K) Standard deviation of C-B (K) Used observation error (K)
1 โ2.66 ยฑ 0.26 โ0.03 ยฑ 0.03 1.04 5.0
2 โ1.16 ยฑ 0.14 โ0.03 ยฑ 0.03 1.01 5.0
3 โ0.40 ยฑ 0.11 โ0.03 ยฑ 0.02 0.91 5.0
4 โ1.20 ยฑ 0.12 โ0.05 ยฑ 0.03 0.88 5.0
5 โ1.43 ยฑ 0.12 โ0.07 ยฑ 0.03 0.88 5.0
6 โ2.13 ยฑ 0.13 โ0.06 ยฑ 0.03 0.92 5.0
Atmosphere, Vol. 28, No. 2. (2018)
์ด์ํ ยท ์ ํ์ฑ ยท ์กํจ์ข 145
๊ธฐ๊ฐ ํ๊ท )๊ฐ CTL ์คํ์ ๋ฐฐ๊ฒฝ์ฅ๊ณผ ๋ถ์์ฅ์ ์๋ถ
RMSD ๋ณด๋ค ๊ฐ๊ฐ 0.007 g kgโ1๊ณผ 0.008 g kgโ1 ์๊ฒ ๊ตฌ
ํด์ ธ SAPHIR ์๋ฃ๊ฐ ๋ชจ๋ธ์ ๋จ๊ธฐ์๋ณด์ ์ด๊ธฐ์ฅ ์ฑ
๋ฅ์ ๊ธ์ ์ ์ธ ์ํฅ์ ๋ผ์น๋ ๊ฒ์ ์ ์ ์๋ค. ์ ๋
๊ทผ์ฒ ์ ์๋์ ์์ฆ๊ธฐ ์ ๋ณด๋ฅผ ์ ๊ณตํ๋ SAPHIR ๊ด
์ธก์ด ์๋ฃ๋ํ์์คํ ์ ํฌํจ๋๋ฉด ์ฌ์ดํด์ด ์งํ๋๋ฉด
์ ๋ฐฐ๊ฒฝ์ฅ๊ณผ ๋ถ์์ฅ์ ์๋ถ RMSD๋ฅผ ์ง์์ ์ผ๋ก ๊ฐ
์์์ผ ์คํ์ ์ด ๋๋ 2017๋ 11์ 2์ผ 0000 UTC ์ด
ํ ์์ฆ๊ธฐ ๋ณ์์ ์ฑ๋ฅ์ ์ ๊ตฌ ํ๊ท ์ฝ 1.5% ๊ฐ์ ๋
์๋ค.
SAPHIR ์๋ฃ๊ฐ ์ ๊ณตํ๋ ์์ฆ๊ธฐ์ ์จ๋ ์ ๋ณด๋ ๋ค
์ํ ๊ธฐ์๋ณ์๋ค๊ณผ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ๊ธฐ์์ ํตํด ์๋ก ์ํฅ์
์ฃผ๊ณ ๋ฐ์ ์ ์์ผ๋ฏ๋ก Fig. 4์์๋ SAPHIR ์๋ฃ๋
ํ์ ์ฑ๋ฅ์ ์์ฆ๊ธฐ ๋ณ์์ ์๊ด์ฑ์ด ๋์ ์จ๋, ๋ฐ
๋ ๋ณ์์ ๋ํด์๋ ํจ๊ป ์ดํด๋ณด์๋ค. ์ด๋ค ๋ณ์์
IFS ๋๋น ์ค์ฐจ ๊ฐ์๋ ์ฐ์ง ๋ ๋ฒจ์ ๋ํ ๊ฐ ๋ณ์์
RMSD๋ฅผ ๊ณ์ฐํ์ฌ ๋์๋ฐฉํฅ(zonal)์ผ๋ก ํ๊ท ํ ํ
CTL๊ณผ EXP์ ์ฐจ์ด๋ก ๋ํ๋๋ค(์ฆ, CTL RMSD-EXP
RMSD). Figure 4์์ ๋ถ์์์ด ๊ฐํ ์๋ก SAPHIR ์
๋ฃ๋ํ์ ๊ธ์ ์ ์ธ ์ํฅ์ด ํฌ๋ค๋ ๊ฒ์ ์๋ฏธํ๋ค. ์ด
๋, ๊ฒ์์ ์ ๋ค์ CTL๊ณผ EXP์ ๋ํด t-test๋ฅผ ์ํ
ํ ํ 95% ์ ๋ขฐ๊ตฌ๊ฐ์ ํฌํจ๋๋ ์์ญ์ ํ์ํ ๊ฒ์ด
๋ค. SAPHIR ๊ด์ธก์ ๊ธ์ ์ ์ธ ์ํฅ์ ์์์ ์ธ๊ธํ
๋ฐ์ ๊ฐ์ด ์์ฆ๊ธฐ ๋ณ์์์ ๊ฐํ๊ฒ ๋ํ๋ฌ๊ณ , ์ ๋์
์ผ๋ก ์์ฆ๊ธฐ๋์ด ๋ง์ 400 hPa ์ดํ์ 30๋ ์ด๋ด ์
์๋์์ ์์ฆ๊ธฐ ์ค์ฐจ๊ฐ ํต๊ณ์ ์ผ๋ก ์ ์ํ๊ฒ ๊ฐ์ํ
๊ฒ์ ์ ์ ์๋ค(Fig. 4c). ํนํ, ์ด๋์๋ ด๋๋ฅผ ํฌํจํ
๋ ๋จ ยท ๋ถ๋ฐ๊ตฌ 5~20๋ ์๋ ๋์์ ์์ฆ๊ธฐ ์ค์ฐจ ๊ฐ
์๊ฐ ๋งค์ฐ ํฌ๊ฒ ๋ํ๋ฌ์ผ๋ฉฐ, ์ด ์ง์ญ์ ๊ตฌ๋ฆ์ด ๋ง๊ธฐ
Fig. 3. Time-series of Q RMSD against IFS analysis for
cycling periods. Black closed circles with solid line and
black open circles with dashed line denote analysis and
background for CTL, respectively. Reds symbols stand for
the same but for EXP.
Fig. 4. Zonal plots of the analysis error reduction of
SAPHIR assimilation for the (a) zonal wind, (b) temperature,
and (c) humidity for cycle periods from 0000 UTC 2
November to 1800 UTC 6 November in 2017. Analysis
error reduction is the difference of CTL RMSD against IFS
and EXP RMSD against IFS, i.e., red and blue colors mean
positive and negative analysis impacts, respectively. The
small black dots show the 95% significant difference, verified
by a t-test, between the CTL and EXP.
๋๋ฌธ์ KPOP์ ๊ตฌ๋ฆ ์ ๊ฑฐ(cloud masking) ๋ชจ๋์ ์
ํด SAPHIR ๊ด์ธก์ ์๋น ๋ถ๋ถ์ด ์ ๊ฑฐ๋์์์๋
SAPHIR์ ๊ธ์ ์ ์ธ ์ํฅ์ด ๊ฐํ๊ฒ ๋ํ๋จ์ ์ ์
146 KIAPS ์ ์ง๊ตฌ ์์น์๋ณด๋ชจ๋ธ ์์คํ ์์ SAPHIR ์๋ฃ๋ํ ํจ๊ณผ
ํ๊ตญ๊ธฐ์ํํ ๋๊ธฐ ์ 28๊ถ 2ํธ (2018)
์์๋ค.
ํ ๊ฐ์ง ํฅ๋ฏธ๋ก์ด ๊ฒ์ SAPHIR ๊ด์ธก์ ์ญํ ์ด ์
๋์ ์ผ๋ก ์์๋ 5oS-5oN ์์ญ์์ CTL ์คํ์ ๋ชจ๋ธ
ํธํฅ(bias)์ ์ฝํ ๊ฑด์กฐ ์ค์ฐจ๊ฐ ์กด์ฌํ๊ฑฐ๋ ๊ฑด์กฐ/์ต์ค
์ค์ฐจ๊ฐ ์์ฌ์ ์กด์ฌํ๋ค๋ ๊ฒ์ด๋ค(Fig. 5a). ์ด๋
SAPHIR ์๋ฃ๋ํ๋ฅผ ์ํํ ์ดํ์๋ ๊ฑฐ์ ์ ์ฌํ ํ
ํ๋ก ๋ชจ๋ธ ํธํฅ์ด ์ง์ญ๋ณ๋ก ์กด์ฌํจ์ ์ ์ ์๋ค(Fig.
5c). ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ SAPHIR ์๋ฃ๋ํ ํจ๊ณผ๊ฐ ์๋์
์ผ๋ก ํฌ๊ฑฐ๋ ์๊ฒ ๋ํ๋๋ ์์ญ์ ๋ชจ๋ธ์ด ๊ฐ์ง ํธํฅ
๊ณผ ์ฐ๊ฒฐ์์ผ ํด์ํด ๋ณด๊ณ ์ ํ์๋ค. Table 2์์ KIM
๋ฐฐ๊ฒฝ์ฅ ๋๋น SAPHIR 6๋ฒ ์ฑ๋์ ํธํฅ์ด ์ฝ โ2.0 K
์ธ๋ฐ, ์ ๋ฝ์ค๊ธฐ์๋ณด์ผํฐ ๋ชจ๋ํฐ๋ง ์ฌ์ดํธ(http://
www.ecmwf.int/en/forecasts/charts/obstat/)์์ ์ถ์ ๋๋
SAPHIR 6๋ฒ ์ฑ๋์ ํธํฅ์ โ1.5 K ์ ๋์ด๋ค. ์ ์ฒ
๋ณต์ฌ ์๋ฃ๋ํ(all-sky radiance assimilation)๋ฅผ ์ํํ
๋ ECMWF์ SAPHIR ์๋ฃ์ ์ฒญ์ฒ ๋ณต์ฌ ์๋ฃ๋ํ
๋ฅผ ์ํํ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ SAPHIR ์๋ฃ๊ฐ ๋์ผํ๋ค๊ณ ๊ฐ
์ ํ๊ธด ์ด๋ ต์ง๋ง, KPOP ์ ์ฒ๋ฆฌ ๊ณผ์ ์ค ๊ตฌ๋ฆ์ ๊ฑฐ ๋ชจ
Fig. 5. Zonal mean biases of humidity (unit: kg/kg) and temperature (unit: K) for CTL (a, b) and EXP (c, d) at 20171106_
1200 UTC. Shaded color and contour denote bias and RMSD, respectively.
Atmosphere, Vol. 28, No. 2. (2018)
์ด์ํ ยท ์ ํ์ฑ ยท ์กํจ์ข 147
๋์์ ์ ๊ฑฐ๋๋ ํฝ์ ์ด ์ฝ 5%์์ ๊ณ ๋ คํ ๋ ํธํฅ
๋ณด์ ์์ ๊ตฌ๋ฆ์ด ์๋ ์ง์ญ์ ์ํฅ์ ๋งค์ฐ ์์ ๊ฒ์ผ
๋ก ์์๋๋ค. ์ฆ, ECMWF ๋ฐฐ๊ฒฝ์ฅ๊ณผ ๋น๊ตํด KIM ๋ฐฐ
๊ฒฝ์ฅ์ด SAPHIR ๊ด์ธก๊ณต๊ฐ์์ ์ฝ 0.5 K์ ํด๋นํ๋
์์ ํธํฅ(warm bias)์ด ์กด์ฌํ๋ค๊ณ ์๊ฐํ ์ ์๋ค.
์ฌ๊ธฐ์ KIM ๋ฐฐ๊ฒฝ์ฅ์ด ๊ฐ์ง ์์ ํธํฅ์ ๋ชจ๋ธ์ด ๊ฐ์ง
์จ๋ ํธํฅ๊ณผ ์๋ถ ํธํฅ์ด ๋ฐ๊ธฐ์จ๋๋ก ํ์ถ๋ ๊ฒ์ด๋ค.
Figure 5a์ Fig. 5c์์ SAPHIR 6๋ฒ ์ฑ๋์ ๋ฏผ๊ฐํ
๊ณ ๋์ธ 500~1000 hPa ๋ ๋ฒจ์ 30oS-30
oN ์ง์ญ์ ์๋ถ
์ ๋ํด ์ ๋ฐ์ ์ผ๋ก ์ต์ค ํธํฅ(humid bias)์ด ์กด์ฌํ
๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์์ฆ๊ธฐ ์ฆ๊ฐ๋ ๊ดํ๋๊ป์ ์์น์ ์ด๋๊ณ ,
์ด๋ ํฌ๊ณผ๋ ๋ณํ๋์ด ํฐ ์ง์ (๋ค์ ๋งํด, ๊ฐ์คํจ์
์ต๊ณ ์น)์ ์์น์์ผ ๋ฐฐ๊ฒฝ์ฅ์ ๋ฐ๊ธฐ์จ๋๋ฅผ ๋ฎ์ถ๋ ์ญ
ํ ์ ํ๋ค. ๋๊ธฐ๊ถ์์๋ ์์ธต์ผ๋ก ์ฌ๋ผ๊ฐ์๋ก ์จ๋
๊ฐ ๋ด๋ ค๊ฐ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋๊ธฐ๊ถ ์์ฆ๊ธฐ์ ๋ฏผ๊ฐํ ์ฑ๋๋ค
์ ์ต์คํด ์ง์๋ก ๋ฐ๊ธฐ์จ๋๊ฐ ๋ฎ์์ง๋ค. ํํธ, Fig. 5b
์ Fig. 5d์์ SAPHIR ๊ด์ธก์ด ํฌํจ๋๋ 30oS-30oN
์ง์ญ์ ์จ๋๋ ์์ ํธํฅ์ ๊ฐ๊ณ ์์ผ๋ฉฐ ์ด๋ ๋ฐฐ๊ฒฝ์ฅ
์ ๋ฐ๊ธฐ์จ๋๋ฅผ ๋์ด๋ ์ญํ ์ ํ๋ค. ์ด์ ๊ฐ์ด KIM
์ด ๊ฐ์ง ์จ๋์ ์ต๋ ํธํฅ์ ๋ฐ๊ธฐ์จ๋๋ฅผ ๋์ด๊ธฐ๋ ํ
๊ณ ๋ฎ์ถ๊ธฐ๋ ํ๋๋ฐ, ์ด๋ฅผ ์ข ํฉ์ ์ผ๋ก ๊ณ ๋ คํ์ฌ ํ์ถ
๋ KIM ๋ฐฐ๊ฒฝ์ฅ์ ๋ฐ๊ธฐ์จ๋ ํธํฅ์ด ์ฝ 0.5 K์ธ ๊ฒ์ด
๋ค. ๊ณผ๋๋ชจ์ ๋ ์์ฆ๊ธฐ๋(๋ฐ๊ธฐ์จ๋ ๊ฐ์์ํค๋ ๊ฒฝํฅ)
์ ๋นํด ๊ณผ๋๋ชจ์ ๋ ์จ๋(๋ฐ๊ธฐ์จ๋๋ฅผ ์์น์ํค๋ ๊ฒฝ
ํฅ)์ ์ํด Fig. 2์ ๊ฐ์ด SAPHIR 6๋ฒ ์ฑ๋์์ O-B
์ ์์ ์ค์ฐจ๋ฅผ ์ผ๊ธฐํ ๊ฒ์ด๋ผ๋ฉด, ๊ฒฐ๊ตญ ๋ชจ๋ธ ์จ๋์
์์ ์ค์ฐจ๋ก ์ธํด ๊ณผ๋๋ชจ์ ๋ ๋ฐ๊ธฐ์จ๋๊ฐ ๊ณผ๋๋ชจ์
๋ ์์ฆ๊ธฐ๋์ ๊ฐ์์ํค๋๋ฐ ์ํฅ์ ์ฃผ์๋ค๊ณ ํด์๋๋ค.
KPOP์์ ์ฒ๋ฆฌ ์ค์ธ ๋ชจ๋ ์์ฑ์๋ฃ์ ํธํฅ๋ณด์ ์
6์๊ฐ ์ฌ์ดํด๋ง๋ค ์ ๋ฐ์ดํธ ๋๋ ๋ฐฐ๊ฒฝ์ฅ์ ์ด์ฉํด ํธ
ํฅ๋ณด์ ๊ณ์๋ฅผ ๊ตฌํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋ฐฐ๊ฒฝ์ฅ์ ํธํฅ์ ์์กดํ
๋ค. ์์ ํธํฅ(์ฝ 0.5 K)์ ๊ฐ์ง KIM ๋ฐฐ๊ฒฝ์ฅ์ ์ด์ฉ
ํด ํธํฅ๋ณด์ ์ ํ SAPHIR์ C-B๋ ๊ณผ๋ํ๊ฒ ํฐ ์
์ ๊ฐ์ ๊ฐ์ง ์ง์ ๋ค์ด ๋ง์์ ธ 3DVAR์์๋ ๋ชจ๋ธ
์์ฆ๊ธฐ๋ฅผ ๊ฐ์์ํค๋ ๋ฐฉํฅ(์ฆ, ๋ถ์์ฅ์ ๋ฐ๊ธฐ์จ๋๊ฐ
๋ฐฐ๊ฒฝ์ฅ์ ๋ฐ๊ธฐ์จ๋ ๋ณด๋ค ์ปค์ง๋ ๋ฐฉํฅ)์ผ๋ก ๋ถ์์ฆ๋ถ
(increment)์ ๋ง๋ ๋ค. ์ด๋ฌํ ๊ธฐ์์ ์ต์ค ์ค์ฐจ๋ฅผ ๊ฐ
์ง ์ ์๋ ๋๋ถ๋ถ์ ์ง์ญ์์๋ ์๋ฃ๋ํ๊ฐ ์ญํ ์
์ ํ ์ ์์ง๋ง, ๊ฑด์กฐ ์ค์ฐจ๋ฅผ ๊ฐ์ง ์ผ๋ถ ์ง์ญ(์๋ฅผ
๋ค์ด, Fig. 4c์ 5oS-5
oN ์์ญ)์์๋ ์์ ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก
ํธํฅ๋ ๊ด์ธก์ด ์ฃผ๋ณ์ ๋ค๋ฅธ ๊ด์ธก๋ค๊ณผ ๋ค๋ฅธ ์ ๋ณด๋ฅผ ์
๊ณตํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์๋ฃ๋ํ๊ฐ ์ ๋๋ก ์ํ๋์ง ๋ชปํ์
๊ฒ์ผ๋ก ์์๋๋ค. ํํธ, Fig. 4b์ ์จ๋์ฅ์ ๋ํด์
SAPHIR ์๋ฃ๋ํ ํจ๊ณผ๋ ๋๋ถ๋ถ ์ค๋ฆฝ์ ๋ณด์ด์ง๋ง,
600~800 hPa ๋ ๋ฒจ์ 0o~30
oS ์ง์ญ์์๋ ์ฝํ๊ฒ ๋ถ์
์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๊ณ ์๋ค. ์ด๋ ์์์ ์ค๋ช ํ ๋ฐ์ ๋ง
์ฐฌ๊ฐ์ง๋ก KIM ๋ฐฐ๊ฒฝ์ฅ์ด ๊ฐ์ง ์์ ํธํฅ์ผ๋ก ์ธํด C-
B > 0์ธ ์ง์ญ์ด ๋ง์ผ๋ฏ๋ก ๊ด์ธก(C)์ด ์์ ๋ฐฉํฅ์ ๋ฐ
Fig. 6. (a) Q increments (upper) and Q error reductions (lower) of 850 hPa against IFS analysis for CTL and (b) EXP at
20171106_1200 UTC (unit; kg/kg). Q error reduction is the difference of absolute value of background error (|background-IFS|-
|analysis-IFS|), i.e., red color means the positive impact of SAPHIR assimilation.
148 KIAPS ์ ์ง๊ตฌ ์์น์๋ณด๋ชจ๋ธ ์์คํ ์์ SAPHIR ์๋ฃ๋ํ ํจ๊ณผ
ํ๊ตญ๊ธฐ์ํํ ๋๊ธฐ ์ 28๊ถ 2ํธ (2018)
๊ธฐ์จ๋๋ฅผ ์ ๋ํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋ชจ๋ธ ์จ๋์ฅ์ ๋์ด๊ธฐ ์
ํ ๋ถ์์ฆ๋ถ์ ๋ง๋ค๊ณ , ์ด๋ ๊ธฐ์กด ์จ๋์ฅ์ด ๊ฐ์ง ์
์ ํธํฅ์ ๊ฐํ์ํจ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ณด์ธ๋ค.
Figure 6์์๋ SAPHIR ์๋ฃ๋ํ๊ฐ ๊ตฌ์ฒด์ ์ผ๋ก ์ด
๋ ์ง์ญ์์ ์ด๋ ํ ์ญํ ์ ํ๋์ง ์ดํด๋ณด๊ธฐ ์ํด ์
์ฆ๊ธฐ๊ฐ ๋ง์ 850 hPa ๋ ๋ฒจ์์์ ์๋ถ ์ ๋ณด๋ฅผ ๊ทธ๋ ค๋ณด
์๋ค. Figure 4c์ ๋ถ์์ค์ฐจ(analysis error) ๊ฐ์ ๋จ๋ฉด
๋์์ SAPHIR ์๋ฃ๋ํ ์ํฅ์ด 95% ์ ๋ขฐ๊ตฌ๊ฐ ๋ด
์ ์๋ ์์ญ์ด 30oS-30
oN์์ผ๋ฏ๋ก ์ด ์ง์ญ์ ์์ฆ๊ธฐ
๋ถ์์ฆ๋ถ๊ณผ ์์ฆ๊ธฐ ์ค์ฐจ ๊ฐ์์ ๊ดํด ์ง์ค์ ์ผ๋ก ์ด
ํด๋ณด์๋ค. CTL๊ณผ EXP์ ๋ถ์์ฆ๋ถ์ โA ์ง์ญโ์ผ๋ก ํ
์ํ 120o~160oW ๋ถ๊ทผ์ ๋ํํ์์์ ๋ฐ๋ ๋ถํธ๋ก
๋ํ๋๋ ๊ฒ์ ์ ์ ์๋ค. โA ์ง์ญโ์ Fig. 2b์์
SAPHIR ๊ด์ธก์ ์ํ C-B์ ๋ถํธ๊ฐ ์์ผ๋ก ๋ํ๋
๋ฐฐ๊ฒฝ์ฅ์ ๋ฐ๊ธฐ์จ๋๊ฐ ๋ฎ์๋ ์ง์ญ์ผ๋ก SAPHIR ์๋ฃ
๋ํ์์ ๋ถ์์ฅ์ ๋ฐ๊ธฐ์จ๋๋ฅผ ๋์ด๋ ๋ฐฉํฅ, ์ฆ, ์์ฆ
๊ธฐ๋ฅผ ๊ฐ์์ํค๋ ๋ฐฉํฅ์ ๋ถ์์ฆ๋ถ์ด ๋ํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก
์์๋๋ ์ง์ญ์ด๋ค. Figure 6b์์ ๋ณด์ฌ์ฃผ๋ฏ์ด โA ์ง
์ญโ์์ EXP์ ๋ถ์์ฆ๋ถ์ CTL๊ณผ ๋ฌ๋ฆฌ ๊ฐํ ์์ ๊ฐ
์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ์ผ๋ฉฐ, IFS ๋ถ์์ฅ์ผ๋ก ๊ฒ์ฆํ ์ด ์ง์ญ์
์๋ถ RMSD๊ฐ EXP์์ ๋ ํฌ๊ฒ ๊ฐ์ํด SAPHIR ์
๋ฃ๋ํ์ ์ํ ๊ธ์ ์ ์ธ ์ํฅ์ด ํฐ ๊ฒ์ ํ์ธํ ์
์์๋ค. ์ด๋ Fig. 5a์ 850 hPa ๋ ๋ฒจ์์ ๋จ ยท ๋ถ๋ฐ๊ตฌ
10~30๋ ์ ์๋์ ์ต์ค ์ค์ฐจ๊ฐ ์กด์ฌํจ์ ์ ์ ์๊ณ ,
SAPHIR ๊ด์ธก์ ํฌํจํ EXP์์ ์ด๋ฌํ ๋ฐฐ๊ฒฝ์ฅ์ ์ต
์ค ์ค์ฐจ๋ฅผ ๊ฐ์์ํค๊ธฐ ์ํด ๋ถ์์ฆ๋ถ์ด ์์ผ๋ก ์์ฉ
ํ์ฌ ๋ถ์์ฅ์ ์ฑ๋ฅ์ ๊ธ์ ์ ์ธ ์ํฅ์ ๋ผ์น ๊ฒ์ผ๋ก
ํด์๋๋ค(Fig. 4c).
3.3 SAPHIR ์๋ฃ์ ์๋ณด ๊ธฐ์ฌ๋
3.2์ ์์ SAPHIR ์๋ฃ๋ํ๊ฐ ๋ชจ๋ธ์ ์ด๊ธฐ์ฅ ์ค
์ต๋ ๋ณ์์ ๊ธ์ ์ ์ธ ์ํฅ์ ์ค๋ค๋ ๊ฒ์ ํ์ธํ์
๋ค. ์ด๋ฒ ์ ์์๋ ์ฌ์ดํด์ด ์งํ๋จ์ ๋ฐ๋ผ ์ต๋ ๋ณ
์๊ฐ ๊ฐ์ ๋์์ ๋ ์๋ณด์ฅ์ ๋ค๋ฅธ ๋๊ธฐ ๋ณ์๋ค์๋
์ด๋ ํ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋์ง ์ดํด๋ณด๊ณ ์ ํ๋ค. SAPHIR
์๋ฃ๊ฐ ์๋ณด์ฅ์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ ๋ถ์ํ๊ธฐ ์ํด CTL
๊ณผ EXP์์ ์ฌ์ดํด ํ๋ฐ์ ๋์ผ ๋ ์ง(2017๋ 11์ 6
์ผ 1200 UTC)๋ฅผ ์ ํํ์ฌ 7์ผ(168์๊ฐ) ์๋ณด๋ฅผ ์ํ
ํ์์ผ๋ฉฐ, ์ด์ ๋ํ ๊ฒ์ฆ์ ๋ถ์์ฅ ๋ถ์๊ณผ ๋ง์ฐฌ๊ฐ์ง
๋ก 1๋ ๊ฐ๊ฒฉ์ผ๋ก ๋ด์ฝ๋ IFS ์๋ฃ๋ฅผ ์ด์ฉํ์๋ค. Figure
7์ ์ ๋๋ฅผ ํฌํจํ ์ ์๋์ ๋จ ยท ๋ถ๋ฐ๊ตฌ 60๋๊น์ง์
์ต๋, ์จ๋, ๋ฐ๋, ์ง๋ฉด๊ธฐ์์ ์๋ณด ์ฑ๋ฅ์ IFS ๋ถ์
Fig. 7. Forecast impacts of humidity, temperature, zonal wind and surface pressure for CTL (without SAPHIR assimilation;
black line) and EXP (with SAPHIR assimilation; red line) verified against IFS analysis over the tropical and mid-latitude
regions (60oS-60oN) at 20171106_1200 UTC. Bar graph is the percentage improvement from SAPHIR assimilation, i.e.,
100 ร (CTL RMSD-EXP RMSD)/CTL RMSD.
Atmosphere, Vol. 28, No. 2. (2018)
์ด์ํ ยท ์ ํ์ฑ ยท ์กํจ์ข 149
์ฅ ์๋ฃ๋ก ๊ฒ์ฆํ ๊ฒฐ๊ณผ์ด๋ค. ์ฐธ๊ณ ๋ก SAPHIR ์๋ฃ๋
ํ๋ฅผ ์ถ๊ฐํ์์ ๋ 60๋ ์ด์ ๊ณ ์๋์์์ ๋ณํ๋
ํฌ์ง ์์์ผ๋ฉฐ(๊ทธ๋ฆผ ์๋ต), ์ด๋ ์ ๋ ์ง์ญ์ ๊ฐ์ ๋ ฅ
(forcing)์ ์ํ ํ๋์ด ๊ฒจ์ธ์ฒ ์ ํธ๊ฐ ๊ฐํ ์ง์ญ ์ด
์์ผ๋ก ์ ํ๋๋ ๊ฒ์ด ์๋์ ์ผ๋ก ์ด๋ ต๊ธฐ ๋๋ฌธ์ธ ๊ฒ
์ผ๋ก ์ฌ๊ฒจ์ง๋ค.
SAPHIR ์๋ฃ๋ํ๋ก ์ต๋ ์ด๊ธฐ์ฅ์ ์ฑ๋ฅ์ด ๊ฐ์ ๋
์๋ค๊ณ ํ๋๋ผ๋ Fig. 7์์ ์ฃผ์ ๋๊ธฐ ๋ณ์๋ค์ ์
๋ณด์ฅ์ 72์๊ฐ ์๋ณด๊น์ง ํฐ ๋ณํ๊ฐ ์๋ค๊ฐ ๊ทธ ์ดํ
์์ํ ์ข์์ง๊ธฐ ์์ํ์ฌ 96์๊ฐ ์๋ณด๋ถํฐ๋ ์ต๋,
์จ๋, ๋ฐ๋ ๋ณ์์์ EXP์ RMSD๊ฐ ๊ฐ์ ๋๊ธฐ ์์
ํ๋ค. Figure 2์ ๊ฐ์ SAPHIR ๊ด์ธก์ ๊ณต๊ฐ๋ถํฌ๋ฅผ ๊ณ
๋ คํ ๋ SAPHIR๋ฅผ ๋์ ํจ์ผ๋ก ์ธํด์ ์ถ๊ฐ์ ์ผ๋ก ๋
ํด์ง๋ ์ง๋(์ต๋์ ๊ธฐ์จ) ๋ถ์ ์ฆ๋ถ์ ์ด๋์ ์์ด
๋ ์ฌ์ด์ ๊ธฐ์ ๊ฒฝ๋๋ ฅ์ ๋ถ๊ท ํ์ ์ ๋ฐํ ์ ์๋ค.
๋ํ, ํด๋น ๊ด์ธก์ ์ ๋ณด๊ฐ ์ฃผ๋ก ์ง๋(์ต๋์ ๊ธฐ์จ)์
๊ธฐ์ฌํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋ชจ๋ธ์ ์ด๋๋ ๋ฐฉ์ ์ ์ ๋ถ์ ์ํ
์ธ์์ ์ธ ๋ฐ๋ ๋ณํ๊ฐ ์ ๋ฐ๋ ์ ์๋ค. ์ด๋ฌํ ๋ชจ๋ธ
์ด๊ธฐํ์ ๊ด๋ จ๋ ๋ฌธ์ ๊ฐ 0~72์๊ฐ ์ฌ์ด์ ์๋ณด ์ ํ
๋ ํฅ์ ๋ถ์ง์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์ณค์ ๊ฒ์ผ๋ก ์ฌ๋ฃ๋๋ค.
Andersson et al. (2007)์ ์ํ๋ฉด ์ต๋ ๋ณ์๋ฅผ ์ ๊ณตํ
๋ ๊ด์ธก์ ์ํ ์ํฅ์ ์๋ณด ์งํ๋ถํฐ ๋ํ๋๊ธฐ ์์
ํ์ผ๋ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์๋ณด ํ๋ฐ์ ๊ธ์ ์ ์ธ ์ํฅ์
๋ณด์๋๋ฐ, ์ด๋ ์ข ๊ด๊ณผ ๋น์ข ๊ด์ ๋ชจ๋ ์ต๋ ์ ๋ณด๋ฅผ ํต
์ ํ Andersson et al. (2007)์ ์ฐ๊ตฌ์ ๋ฌ๋ฆฌ SAPHIR
๊ด์ธก์ด ์ ๊ตฌ๊ฐ ์๋ ํน์ ์์ญ์ธ ์ ์๋์๋ง ์ง์ค๋
์ด ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. SAPHIR์ ์ง์ ์ ์ธ ์ํฅ์ ๋ฐ๋
์ต๋ RMSD๋ 120์๊ฐ~168์๊ฐ ์๋ณด์์ 3% ๊ฐ์
๋์๊ณ , ์จ๋ RMSD๋ 120์๊ฐ ์ดํ ์ฝ 3%์ ์๋ณด
์ฑ๋ฅ ๊ฐ์ ์ ๋ณด์๋ค. ๋์ํ ๋ฐ๋(zonal wind)์ RMSD
๋ ์๋ณด ํ๋ฐ์ ์ฝ 5% ๊ฐ์ ๋์ด SAPHIR ๊ด์ธก์ ๊ธ
์ ์ ์ธ ์ํฅ์ด ์ต๋์ ์จ๋ ๋ณ์ ๋ณด๋ค ๋ ํฌ๊ฒ ๋ํ
๋ฌ๋ค. ํํธ, ์งํ๋ฉด ๊ทผ์ฒ์ ๊ฐ์์์คํ ์ ์ง์ ์ ์ธ ์
ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ ์ง๋ฉด๊ธฐ์์ SAPHIR ๊ด์ธก์ด ํฌํจ๋ ์ค
ํ์์ ๊ฐ์ฅ ํฐ ๊ฐ์ ์ ๋ณด์๋ค. 72์๊ฐ ์ดํ EXP์
์ง๋ฉด๊ธฐ์ ์๋ณด์ฑ๋ฅ์ด ๊ธ๊ฒฉํ ์ข์์ง๊ธฐ ์์ํ์ฌ 168
์๊ฐ ์๋ณด์์๋ CTL์ ์ง๋ฉด๊ธฐ์ RMSD ๋ณด๋ค 11%
๊ฐ์ ๋์๋ค.
Fig. 8. Global forecast impact of humidity at 850 hPa for CTL (without SAPHIR assimilation) and EXP (with SAPHIR
assimilation) verified against IFS analysis at 1200 UTC on 6 November 2017 (unit: kg/kg).
150 KIAPS ์ ์ง๊ตฌ ์์น์๋ณด๋ชจ๋ธ ์์คํ ์์ SAPHIR ์๋ฃ๋ํ ํจ๊ณผ
ํ๊ตญ๊ธฐ์ํํ ๋๊ธฐ ์ 28๊ถ 2ํธ (2018)
ํ์ธต ๊ฐ์์์คํ ์ ํฐ ์ํฅ์ ๋ผ์น๋ ์ง๋ฉด๊ธฐ์์
๊ฐ์ ์ ํ์ธต ์์ฆ๊ธฐ์ ๋ฐ์ ํ ๊ด๊ณ๊ฐ ์์ผ๋ฏ๋ก Fig.
8์์๋ CTL๊ณผ EXP์์ ์์ธกํ 850 hPa์ ์ต๋๋ฅผ
IFS ๋ถ์์ฅ์ ์ต๋ ๋ถํฌ์ ๋น๊ตํด ๋ณด์๋ค. Figure 8์
์ ์ฒซ ๋ฒ์งธ, ๋ ๋ฒ์งธ ์ปฌ๋ผ์ ๊ฐ๊ฐ CTL๊ณผ IFS์ ์ฐจ์ด,
EXP์ IFS์ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๋ํ๋ด๊ณ , ์ธ ๋ฒ์งธ ์ปฌ๋ผ์ CTL
RMSD์ EXP RMSD์ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๋ํ๋ธ๋ค. ์์ธก ์ด๋ฐ
์๋ CTL๊ณผ EXP ๋ชจ๋ ์์ฆ๊ธฐ๊ฐ ๋ง์ ์ ๋์์ ์์
์ค์ฐจ๋ฅผ ๋ณด์ด๋ค๊ฐ ์์ธก ์๊ฐ์ด ๊ธธ์ด์ง์๋ก ์ง์ญ์ ๋ฐ
๋ผ EXP์ ์ค์ฐจ๊ฐ ๊ฐ์ ๋๋ ๊ฒ์ ํ์ธํ ์ ์๋ค. 120
์๊ฐ ์๋ณด์์๋ 30o~60oS ๋์์์ ์กด์ฌํ๋ ์์
์ค์ฐจ๊ฐ SAPHIR๋ฅผ ํฌํจํ ์คํ์ธ EXP์์ ๊ฐ์ ๋์
๊ณ , ์ด ์ง์ญ์ RMSD ์ญ์ ๊ฐ์ ๋๋ ๊ธ์ ์ ์ธ ์ํฅ
์ ๋ณด์๋ค. 168์๊ฐ ์๋ณด์์๋ SAPHIR ๊ด์ธก์ ์ํ
๊ธ์ ์ ์ธ ์ํฅ์ด ๋ถ๋ฐ๊ตฌ ์ค์๋์ ๋์์ ๋ถ์ชฝ์ ์
์นํ ์์ด์ฌ๋๋ ๋ถ๊ทผ๊น์ง ํ์ฐ๋ ๊ฒ ๋ณผ ์ ์๋ค. ๋
ํ, ๋จ๋ฐ๊ตฌ ์ธ๋์์ผ๋ก๋ถํฐ ๋ก์คํด(Ross Sea)๊น์ง ์ด
์ด์ง๋ SAPHIR์ ๊ธ์ ์ ์ธ ํจ๊ณผ๋ ํด์๋ฉด ๊ธฐ์จ์ด ๋
์ ์ธ๋์์ ์ ์ฌ์ ์ด์ ๋ณํ์ ์ํ ํ๋์ ํจ๊ณผ๊ฐ
์ํฅ์ ๋ฏธ์น ๊ฒ์ผ๋ก ํด์๋๋ค(Hoskins and Ambrizzi,
1993). ์ด์ ๋ํ ๋ณด๋ค ์์ธํ ์ฐ๊ตฌ๋ ํฅํ ๋ ๊ธด ๊ธฐ
๊ฐ์ ๊ด์ธก๊ณผ ์๋ณด์ ์ํ์ ํ๋ณดํ์ฌ ์งํํ ๊ณํ์ด๋ค.
4. ๊ฒฐ ๋ก
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ KIAPS์์ ๊ฐ๋ฐ ์ค์ธ 3์ฐจ์ ๋ณ๋ถ
์๋ฃ๋ํ์์คํ ์์ SAPHIR ์๋ฃ๋ํ์ ์ฑ๋ฅ ๋ฐ ์
๋ณด๊ธฐ์ฌ๋๋ฅผ ์ ๋ฝ์ค๊ธฐ์๋ณด์ผํฐ IFS๋ก ๊ฒ์ฆํ์๋ค. ์ฌ
์ดํด์ด ์งํ๋จ์ ๋ฐ๋ผ SAPHIR ์๋ฃ๋ฅผ ํฌํจํ ์คํ
์์ ๋จ ยท ๋ถ๋ฐ๊ตฌ 30๋ ์ดํ์ ์ ์๋์ ์ต์ค ์ค์ฐจ๋ฅผ
๊ฐ์ง ๋๊ธฐ๊ฐ ๊ธฐ์กด CTL ์คํ๋ณด๋ค ๊ฑด์กฐํด์ ธ ๊ธ์ ์ ์ธ
์ํฅ์ ๋ผ์น๋ ๊ฒ์ ์ ์ ์์๋ค. SAPHIR ๊ด์ธก์
์ํ ์ต๋ ์ด๊ธฐ์ฅ์ ๊ธ์ ์ ์ธ ์ํฅ์ ์๋ณด์๊ฐ์ด ๊ธธ
์ด์ง์๋ก ์ง๋ ๋ณ์์ธ ์จ๋๋ฅผ ๊ฐ์ ์์ผฐ๊ณ , ์ด๋ค ๋ณ์
๋ค์ ๋ฐ๋์ ํ๊ณ ์ด๋ํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋ฐ๋ ๋ณ์๊น์ง ๊ฐ
์ ๋๋ ํจ๊ณผ๋ฅผ ๋ํ๋๋ค. ํนํ, SAPHIR ์๋ฃ๋ํ๋
ํ์ธต ๊ฐ์์์คํ ๊ณผ ๋ฐ์ ํ ๊ด๋ จ์ด ์๋ ์ง๋ฉด๊ธฐ์์
ํฌ๊ฒ ๊ฐ์ ์์ผฐ๋๋ฐ, ์ด๋ ๋๋ฅ๊ถ ํ์ธต์ ํ๋ถํ ์๋ถ
์ด ๊ฐ ์ธต์ ๊ณ ๋์ ์ง์๊ณ ๋(geopotential height)๋ฅผ ๊ฐ
์ ์ํฌ ์ ์์ผ๋ฉฐ ์ด๋ก ์ธํด ์ง๋ฉด๊ธฐ์๊น์ง ๊ฐ์ ๋๋
ํจ๊ณผ๋ฅผ ์ด๋์ด ๋ธ ๊ฒ์ผ๋ก ํด์๋๋ค. ๊ณต๊ฐ์ ์ผ๋ก๋ ์
๋ ๋ถ๊ทผ ์ ์๋์์ ์์๋ SAPHIR ๊ด์ธก์ ์ํ ์ต
๋ ์ด๊ธฐ์ฅ์ ๊ธ์ ์ ์ธ ์ํฅ์ด ์ค์๋๊น์ง ํ์ฅ๋ ๊ฒ
์ ์ ์ ์์๋ค.
๊ฑฐ๋ํ ์ ์ง๊ตฌ์์คํ ์์ ์์ฆ๊ธฐ ๋ณ์๊ฐ ๋ณํ์ํฌ
์ ์๋ ์์ ์ง๊ทนํ ์ผ๋ถ๋ถ์ด์ง๋ง, ์ ๋ ์์ฆ๊ธฐ์ ์
ํ ๊ณต๊ธฐ๋ฉ์ด๋ฆฌ์ ๋ฌด๊ฒ๊ฐ ๋ฌ๋ผ์ง๋ค๋ฉด ์๋ณด์ ์ํด ์ง
๋์ ์ํฅ์ ๋ฐ๋ ๋๋ถ๋ถ์ ๊ธฐ์ ๋ณ์์ ์ด๋ค ๋ณ์์
์ด๋๊ณผ ๊ด๋ จ๋ ๊ธฐ์์ธ์์ ํฐ ์ํฅ์ ์ฃผ๊ฒ ๋๋ค.
SAPHIR ๊ด์ธก ์ถ๊ฐ์ ์ํ ์ฌ์ดํด ์คํ ๋ฐ ๋ถ์์ ์
๋์์์ ๊ฐ์ ๋ ฅ ๋ณํ๊ฐ ๋ค๋ฅธ ์๋๋๋ก ์ ํ๋๋ ๊ณผ
์ ์ ๋ชจ๋ํฐ๋ง ํ ์ ์๊ณ , ๋ค์ํ ๊ธฐ์ ๋ณ์๋ค ๊ฐ์
์ํธ ์ํฅ์ ์ดํด๋ณผ ์ ์๋ ์ข์ ์ฐ๊ตฌ ์ฃผ์ ๋ผ๊ณ ์
๊ฐ๋๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์์ฝ๊ฒ๋ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์ SAPHIR ๊ด์ธก
์ถ๊ฐ์ ๋ํ ์ฌ์ดํด ์คํ์ ๊ธฐ์์ฒญ์์ ์ ๊ณต๋ฐ์ BUFR
์๋ฃ์ ๋ถ์กฑ์ผ๋ก 9์ผ์ด๋ผ๋ ์งง์ ๊ธฐ๊ฐ์ ๋ํด์๋ง ์
ํํ ์ ์์๋ค. SAPHIR ์๋ฃ๋ํ์ ๋ํ ์๋ณด์ฑ๋ฅ
์ ๊ฒ์ฆ ์ญ์ ํ ์์ ์ ์ด๋ฃจ์ด์ก๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ํต๊ณ์ ์ผ
๋ก ์ ์ํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์ป๊ธฐ ์ํด์๋ ์ฅ๊ธฐ๊ฐ์ ๊ฑธ์น ์ฌ์ด
ํด ์คํ ๋ฐ ์ฌ๋ฆ๊ณผ ๊ฒจ์ธ ๋ฑ ๊ณ์ ์คํ์ ๋ํ ์๋ณด์ฅ
์ ๊ฒ์ฆ์ด ํ์ํ ๊ฒ์ผ๋ก ์ฌ๋ฃ๋๋ค. ๊ทธ๋ด ๋ ๋น๋ก์
์ค์ ๊ด์ธก์ ์ํ ์ ๋์ ๋ณํ๊ฐ ๋จ๊ธฐ ์๋ณด์์ ์ค์ง
์ ์ผ๋ก ์ค์๋ ๋ฐ ๊ทน์์์ ๊ธฐ์์์คํ ์ ์ด๋ ํ ์
ํฅ์ ๋ฏธ์น๊ฒ ๋๋์ง ๊ตฌ์ฒด์ ์ผ๋ก ์ดํด ๋ณผ ์ ์์ ๊ฒ์ด๋ค.
๊ฐ์ฌ์ ๊ธ
๋ ผ๋ฌธ์ ๊ฐ์ ์ ์ํด ์ข์ ์๊ฒฌ์ ์ ์ํด ์ฃผ์ ๋
๋ถ์ ์ฌ์ฌ์์๋๊ณผ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ๋์์ ์ฃผ์ ํ๊ตญํ์
์น์๋ณด๋ชจ๋ธ๊ฐ๋ฐ์ฌ์ ๋จ์ ํ์งํ ๋ฐ์ฌ, ๊ฐ์ ํธ ๋ฐ์ฌ,
์์์ ์ฐ๊ตฌ์์๊ฒ ๊น์ ๊ฐ์ฌ๋ฅผ ๋๋ฆฝ๋๋ค. ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋
๊ธฐ์์ฒญ์ ์ง์์ ๋ฐ๋ ํ๊ตญํ์์น์๋ณด๋ชจ๋ธ๊ฐ๋ฐ์ฌ์ ๋จ
์ ์ฐ๊ตฌ๊ณผ์ ๋ฅผ ํตํด ์ํ๋์์ต๋๋ค.
REFERENCES
Andersson, E., and J.-N. Thรฉpaut, 2008: ECMWF's 4D-Var
data assimilation system - the genesis and ten years in
operations. ECMWF Newsletter, 115, 8-12.
______, E. Hรณlm, P. Bauer, A. Beljaars, G. A. Kelly, A. P.
McNally, A. J. Simmons, J.-N. Thรฉpaut, and A. M.
Tompkins, 2007: Analysis and forecast impact of the
main humidity observing systems. Quart. J. Roy.
Meteor. Soc., 133, 1473-1485, doi:10.1002/qj.112.
Bormann, N., M. Bonavita, R. Dragani, R. Eresmaa, M.
Matricardi, and A. McNally, 2016: Enhancing the
impact of IASI observations through an updated
observation-error covariance matrix. Quart. J. Roy.
Meteor. Soc., 142, 1767-1780, doi:10.1002/qj.2774.
Brogniez, H., G. Clain, and R. Roca, 2015: Validation of
upper-Tropospheric humidity from SAPHIR on board
Megha-Tropiques using Tropical sounding. J. App.
Met. Clim., 54, 896-908, doi:10.1175/JAMC-D-14-
0096.1.
Chambon, P., L.-F. Meunier, F. Guillaume, J.-M. Piriou, R.
Roca, and J.-F. Mahfouf, 2015: Investigating the
impact of the water-vapour sounding observations
Atmosphere, Vol. 28, No. 2. (2018)
์ด์ํ ยท ์ ํ์ฑ ยท ์กํจ์ข 151
from SAPHIR on board Megha-Tropiques for the
ARPEGE global model. Quart. J. Roy. Meteor. Soc.,
141, 1769-1779, doi:10.1002/qj.2478.
Chang, C.-P., Y. Zhang, and T. Li, 2000: Interannual and
interdecadal variations of the East Asian summer
monsoon and tropical Pacific SSTs. Part I: Roles of
the subtropical ridge. J. Climate, 13, 4310-4325.
Choi, S. J., and S. Y. Hong, 2016: A global non-hydro-
static dynamical core using the spectral element
method on a cubed-sphere grid. Asia-Pac. J. Atmos.
Sci., 52, 291-307, doi:10.1007/s13143-016-0005-0.
Geer, A. J., F. Boardo, N. Bormann, and S. English, 2014:
All-sky assimilation of microwave humidity sound-
ers. ECMWF Tech. Memo 741, 57 pp.
Hoskins, B. J., and T. Ambrizzi, 1993: Rossby wave propa-
gation on a realistic longitudinally varying flow. J.
Atmos. Sci., 50, 1661-1671.
Jones, E., K. Garrett, and S.-A. Boukabara, 2017: Assimi-
lation of Megha-Tropiques SAPHIR observation in
the NOAA global model. Mon. Wea. Rev., 145, 3725-
3744, doi:10.1175/MWR-D-16-0148.1.
Lee, M.-H., S. Lee, H.-J. Song, and C.-H. Ho, 2017: The
recent increase in the occurrence of a boreal summer
teleconnection and its relationship with temperature
extremes. J. Clim., 30, 7493-7504, doi:10.1175/JCLI-
D-16-0094.1.
Lee, S., S. Kim, H.-W. Chun, J.-H. Kim, and J.-H. Kang,
2014: Pre-processing and bias correction for AMSU-
A radiance data based on statistical methods. Atmo-
sphere, 24, 491-502, doi:10.14191/Atmos.2014.24.4.491
(in Korean with English abstract).
Qu, X., 2017: The intermodel diversity of East Asiaโs sum-
mer rainfall among CMIP5 models. J. Climate, 30,
9287-9301, doi:10.1175/JCLI-D-17-0094.1.
Ratnam, M. V., G. Basha, B. V. Krishna Murthy, and A.
Jayaraman, 2013: Relative humidity distribution from
SAPHIR experiment on board Megha-Tropiques sat-
ellite mission: Comparison with global radiosonde
and other satellite and reanalysis data sets. J. Geo-
phys. Res., 118, 9622-9630, doi:10.1002/jgrd.50699.
Singh, R., S. P. Ojha, C. M. Kishtawal, and P. K. Pal, 2013:
Quality assessment and assimilation of Megha-
Tropiques SAPHIR radiances into WRF assimilation
system. J. Geophys. Res., 118, 6957-6969, doi:10.1002/
jgrd.50502.
Song, H.-J., and I.-H. Kwon, 2015: Spectral transforma-
tion using a cubed-sphere grid for a three-dimen-
sional variational data assimilation system. Mon.
Wea. Rev., 143, 2581-2599, doi:10.1175/MWR-D-14-
00089.1.
______, J. Kwun, I.-H. Kwon, J.-H. Ha, J.-H. Kang, S.
Lee, H.-W. Chun, and S. Lim, 2017: The impact of
the nonlinear balance equation on a 3D-Var cycle
during an Australian-winter month as compared with
the regressed windโmass balance. Quart. J. Roy.
Meteor. Soc., 143, 2036-2049, doi:10.1002/qj.3065.