월평균기온예보에서 지역기후모형의 륙지표면도식들의 영향평가

 2020.4.8.

경애하는 김정은동지께서는 다음과 같이 말씀하시였다.

《기상수문부문에서 단기예보뿐아니라 중기, 장기기상예보의 과학성과 신속성을 보장하고 농업부문에서 그에 따르는 영농공정과 방법을 적용하도록 하여 하늘농사로부터 과학농사에로의 전환을 다그쳐야 합니다.》

월 및 계절규모에서 기상예보는 국제적으로 중점적인 문제로 되고있으며 우리 나라에서도 농업부문을 비롯하여 인민경제 여러 부문에서 매우 절실한 문제로 나서고있다.

여기서는 지역기후모형에 포함되여있는 2가지 륙지표면도식들이 모형의 월평균기온예보에 주는 영향을 평가하는데 중심을 두고 연구를 진행하였다.

현재 세계적으로 널리 리용하고있는 지역기후모형 RegCM 4.6에는 2개의 륙지표면보조변수화도식 즉 생물-대기전환도식(BATS)과 일반륙지모형(CLM3.5)도식들이 포함되여있다. BATS와 CLM3.5은 모형에서 토양습도와 식물피복층이 노는 역할을 반영하며 지면-대기호상작용과 관계되는 운동량, 에네르기와 수증기교환값들을 계산한다. 이 도식은 1개의 식피층, 토양층과 눈피복층, 20개의 식피형들을 포함하고있다. CLM은 1개의 식피층, 10개의 토양층, 5개의 눈피복층들과 24개의 식피형들을 포함하고있다.

연구를 위하여 초기자료로서 매일 4차 (세계시로 6h간격 즉 6시, 12시, 18시, 24시)의 전지구재분석자료(NCEP-NCAR)를 리용하였다. 이 재분석자료의 분해능은 2.5°x2.5°이다. 모의구역경계조건은 6h마다 바꾸도록 하였다. 바다온도자료로는 NOAA의 최량보간바다표면온도(OISST), 지형자료로서 전지구지형자료(GTOPO_DEM_30s)를 리용하였다.

예보기간은 2010년 1월부터 12월까지, 예보지표로는 월평균지면온도와 2m기온으로 선정하였다. 예보구역의 중심은 39°N, 126°E으로 마디점수는 60x80, 분해능은 60km으로 하고 측면경계도식은 지수완화경계도식, 적운대류도식과 복사수송도식들로는 Grell, CCSM3도식들을 선정하였다.

월평균지면온도와 2m기온예보의 정확도를 비교평가하기 위하여 8개의 대표적인 관측지점(평양, 신의주, 평성, 사리원, 강계, 혜산, 삼지연, 개성)의 월평균지면온도와 2m기온관측값들을 리용하였다.

BATS도식과 CLM3.5도식들을 각각 리용하여 RegCM4.6으로 모의한 월평균지면온도와 2m기온값들을 8개의 관측지점에 보간한 다음 관측값들과 비교평가하였다.

예보값과 관측값들의 두제곱평균오차를 보면 CLM3.5도식이 BATS도식보다 월평균지면온도는 0.2-0.6℃정도, 2m기온은 0.1-0.7℃정도 더 작으며 특히 겨울철에 차이가 더 컸다.

이로부터 연구결과는 RegCM4.6을 리용하여 일정한 수준의 예보능력으로 우리 나라에서 정량적인 기후예보를 얻을수 있으며 CLM3.5도식이 BATS도식보다 더 우월한 도식이라는것을 결론지을수 있다.

앞으로 보다 개선된 CLM도식을 리용한다면 더 정확한 기후값들을 얻을것이다.