기상청 동네예보의 영농활용도 증진을 위한 방안: I. 기온역전조건의 국지기온 보정

Abstract

기상청 동네예보의 공간규모를 농촌현실에 맞게 상세화 하는 일은 농업기상정보의 가치를 높이기 위한 전제조건이다. 이 연구에서는 기온역전조건에서 기상청의 중규모 기온예보를 집수역 내 지형특성이 반영된 국지기온예보로 상세화 할 수 있는 간단한 기법을 제시하였다. 지리산 남사면에 위치한 전형적인 복잡지형의 농촌 집수역(<TEX>$50km^2$</TEX>)을 대상지역으로 선정하고, 2011년 10월부터 2012년 4월 기간 중 기온역전에 의한 냉기집적이 의심되는 62일에 대해 동네예보 0600기온자료(<TEX>$5km{\times}5km$</TEX> 격자)를 수집하였다. 여기에 단일집수역의 냉기호 및 온난대효과를 모의할 수 있는 소기후모형을 적용하여 상세격자(<TEX>$30m{\times}30m$</TEX>) 단위로 표출하였다. 연구대상지역에 설치된 무인기상관측기 12지점 자료를 이용, 보정된 0600 기온예보값을 검증한 결과, 기온역전일의 평균 ME는 <TEX>${\pm}1^{\circ}C$</TEX>, RMSE는 <TEX>$1.6^{\circ}C$</TEX>를 보였다. 이 결과는 동네예보 경우(ME <TEX>${\pm}2^{\circ}C$</TEX>, RMSE <TEX>$1.9^{\circ}C$</TEX>)에 비하여 지역적 편기성이 크게 개선된 것으로서, 찬 공기가 집적되는 저지대에서 더욱 개선효과가 컸다. 보정된 예보기온의 추정오차가 <TEX>$2^{\circ}C$</TEX> 미만인 경우는 전체 기온역전일 중 80%에 해당하였으며, 절반 정도는 추정오차가 <TEX>$1^{\circ}C$</TEX> 이내였다. 동상해 위험이 큰 기상조건에서 소기후모형에 의해 보정된 동네예보를 지역 내 각 농장에 제공할 경우 무보정 동네예보를 제공하는 것에 비해 신뢰도를 크게 높일 수 있어 동상해 위험의 조기경보시스템 실용화에 기여할 것으로 기대된다. An adequate downscaling of the official forecasts of Korea Meteorological Administration (KMA) is a prerequisite to improving the value and utility of agrometeorological information in rural areas, where complex terrain and small farms constitute major features of the landscape. In this study, we suggest a simple correction scheme for scaling down the KMA temperature forecasts from mesoscale (5 km by 5 km) to the local scale (30 m by 30 m) across a rural catchment, especially under temperature inversion conditions. The study area is a rural catchment of <TEX>$50km^2$</TEX> area with complex terrain and located on a southern slope of Mountain Jiri National Park. Temperature forecasts for 0600 LST on 62 days with temperature inversion were selected from the fall 2011-spring 2012 KMA data archive. A geospatial correction scheme which can simulate both cold air drainage and the so-called 'thermal belt' was used to derive the site-specific temperature deviation across the study area at a 30 m by 30 m resolution from the original 5 km by 5 km forecast grids. The observed temperature data at 12 validation sites within the study area showed a substantial reduction in forecast error: from <TEX>${\pm}2^{\circ}C$</TEX> to <TEX>${\pm}1^{\circ}C$</TEX> in the mean error range and from <TEX>$1.9^{\circ}C$</TEX> to <TEX>$1.6^{\circ}C$</TEX> in the root mean square error. Improvement was most remarkable at low lying locations showing frequent cold pooling events. Temperature prediction error was less than <TEX>$2^{\circ}C$</TEX> for more than 80% of the observed inversion cases and less than <TEX>$1^{\circ}C$</TEX> for half of the cases. Temperature forecasts corrected by this scheme may accelerate implementation of the freeze and frost early warning service for major fruits growing regions in Korea.