일기예보현업과 대기과정에 대한 연구에서 물리과정도식들의 영향을 정확히 파악하는것이 매우 중요하다. 현재 많은 물리과정도식들이 개발되여 수치모형에서 리용되고있다. 특히 구름미시물리과정의 보조변수화도식들의 특성을 정확히 파악하는것은 해당 지역에서 예측하기 어려운 대류성강수현상들을 정확히 예보하고 그 특성을 연구하는데서 선차적인 문제로 나선다.
우리는 중규모수치일기예보모형(WRF)을 리용하여 우리 나라에서 대류성강수를 모의하는데서 구름미시물리도식들이 미치는 영향에 대하여 평가하였다.
현재 강수과정을 모의하는데서 구름미시물리도식들과 적운대류도식들이 리용되고있다.
적운대류도식들은 분해가능하지 않는 구역에서의 대류강수과정을 묘사하기 위한 도식으로서 성긴분해능(10km이상)의 수치모형에서 리용되며 분해능이 높은 그물구역에서는 대류성강수를 계산하지 않는다.
우리는 대류강수에 미치는 미시물리도식들의 영향을 평가하기 위하여 2017년 6월 13일 강수과정에 대한 수치모의실험을 진행하고 그 결과들을 분석하였다. 00UTC와 09UTC지면기압마당의 분포는 이날의 강수가 저기압계통의 영향에 의한것이 아니라 대류성강수라는것을 보여준다.
이 강수과정에 대한 수치모의에서 모형은 WRFV3.4를 리용하였으며 초기자료는 ECgrib자료(0.25°×0.25°)를 리용하였다.
계산구역은 우리 나라 동해안 중부일대지역의 강수과정을 모의하기 위하여 한방향삽입방식으로 4개 구역을 설정하였으며 매 그물분해능은 각각 27km, 9km, 3km, 1km이다.
경계층도식은 YSU도식, 복사도식은 빠른복사수송도식(RRTM)을 리용하였다. 적운대류도식은 1구역과 2구역에 대하여 카인-흐리치도식을 리용하였으며 3, 4구역에 대해서는 리용하지 않았다. 미시물리도식은 톰프슨도식, 모리슨도식, WDM6도식, 밀리브란트도식을 리용하였다.
모든 모의는 2017년 6월 12일 09UTC부터 6월 14일 12UTC까지 27시간 적분하였다.
이 과정에 대한 강수예보결과를 보면 강수량은 톰프슨도식이 거의 실황에 가까운 값을 모의하였으며 밀리브란트도식과 WDM6도식은 강수가 과소평가되여 나타났다.
수증기응결물들사이의 관계를 보기 위하여 매 도식들에 따르는 시간평균한 수증기응결물들의 최대값을 계산하였다.
총 수증기응결물함량을 보면 톰프슨도식과 모리슨도식이 량적으로 많으며 WDM6도식과 밀리브란트도식은 값이 작았다.
모든 도식들에서 고체상의 수증기응결물(얼음알갱이, 눈)이 액체상의 수증기응결물(물방울, 비방울)보다 량적으로 많다. 그러나 고체상수증기응결물과 액체상수증기응결물의 비률을 보면 톰프슨도식과 모리슨도식은 각각 23배, 21배정도로서 매우 크지만 WDM6도식과 밀리브란트도식은 2배정도로서 작다. 또한 강수모의결과를 보면 WDM6도식과 밀리브란트도식은 적은 량의 강수를 모의하였다.
이것은 강수형성에서 고체상의 수증기응결물이 노는 역할이 매우 중요하다는것을 보여준다.
톰프슨도식과 모리슨도식이 각종 수증기응결물들의 전환과정, 특히 눈전환과정을 다른 도식에 비하여 비교적 정확히 반영하였다는것을 알수 있다.
강수예보의 정확성을 높이려면 각이한 구름미시물리도식들의 특성을 잘 알고 해당한 강수과정에 적합한 도식들을 선택하여 리용해야 한다.
