KR101424613B1 - Calculation system of surface temperature and method thereof - Google Patents

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KR101424613B1
KR101424613B1 KR1020120125043A KR20120125043A KR101424613B1 KR 101424613 B1 KR101424613 B1 KR 101424613B1 KR 1020120125043 A KR1020120125043 A KR 1020120125043A KR 20120125043 A KR20120125043 A KR 20120125043A KR 101424613 B1 KR101424613 B1 KR 101424613B1
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오재호
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Abstract

본 발명은 지상기온 산출 시스템 및 그 방법에 대한 것으로서, 특히 전지구 모형의 지상기온 예측결과에 고해상도 지형에 따른 기온감률을 고려하여 한반도를 대상으로 상세한 지상기온 예측자료를 생산하는 지상기온 산출 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명은 전지구 모형에서 고해상도 소규모모형으로 규모를 축소하더라도 정량적인 상세 지상기온을 산출할 수 있는 지상기온 산출 시스템 및 그 방법을 제공할 수 있다.The present invention relates to a system and a method for calculating a ground air temperature, and more particularly, to a ground air temperature calculation system for producing detailed ground air temperature prediction data on the Korean peninsula considering the temperature decrease rate according to a high- ≪ / RTI > The present invention can provide a ground air temperature calculation system and a method thereof capable of calculating a quantitative detailed ground air temperature even if the scale is reduced from a global model to a high resolution small scale model.

Description

지상기온 산출 시스템 및 그 방법{CALCULATION SYSTEM OF SURFACE TEMPERATURE AND METHOD THEREOF}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a system and method for calculating a surface temperature,

본 발명은 지상기온 산출 시스템 및 그 방법에 대한 것으로서, 특히 전지구 모형의 지상기온 예측결과에 고해상도 지형에 따른 기온감률을 고려하여 한반도를 대상으로 상세한 지상기온 예측자료를 생산하는 지상기온 산출 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and a method for calculating a ground air temperature, and more particularly, to a ground air temperature calculation system for producing detailed ground air temperature prediction data on the Korean peninsula considering the temperature decrease rate according to a high- ≪ / RTI >

일반적으로 전지구 모형은 저해상도 격자로 지상기온을 산출한다. 하지만, 정량적인 상세 지상기온을 산출하기 위해 전지구 모형에서 고해상도 소규모 모형으로 규모를 축소하는 경우, 예를 들어, 저해상도인 40km 격자로 산출된 지상기온은 실측된 지상기온과 차이가 큰 문제점이 있다. 이에 따라 전지구 모형에서 고해상도 소규모 모형으로 규모를 축소하는 경우에는 고해상도 지형에 의한 기온 상승 또는 하강을 고려해야 한다. 특히, 복잡한 산악지형으로 이루어진 한반도의 경우 고해상도 지형의 영향을 간과할 수 없다.Generally, global models produce ground temperature with low resolution grid. However, when the scale is reduced from a global model to a high-resolution small-scale model in order to calculate the quantitative detailed ground temperature, for example, the ground temperature calculated by a low-resolution 40 km grid has a great difference from the measured ground temperature. Therefore, when scaling down from a global model to a high-resolution small-scale model, the rise or fall of the temperature due to the high-resolution topography must be considered. In particular, the effect of high resolution topography can not be overlooked in the case of the Korean peninsula with complex mountainous terrain.

따라서, 기존의 저해상도 격자 규모를 고해상도 격자 규모로 축소하더라도 신뢰도 있는 지상기온을 산출할 수 있는 시스템 및 방법에 대한 기술이 요구되고 있다.Therefore, there is a demand for a system and a method for calculating reliable ground temperature even if the existing low resolution grid size is reduced to a high resolution grid size.

본 발명의 목적은 전지구 모형에서 고해상도 소규모모형으로 규모를 축소하더라도 고해상도의 정량적 지상기온을 신뢰도 있게 산출할 수 있는 지상기온 산출 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a ground air temperature calculation system and method which can reliably calculate a high-resolution quantitative ground air temperature even if the scale is reduced from a global model to a high-resolution small-scale model.

상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 전지구 모형의 지형 고도에 따른 월평균 기온감률을 산출하는 월평균 기온감률 산출 모듈과, 상기 월평균 기온감률을 상기 전지구 모형의 지상기온 자료에 적용하여 해면기압에서의 온도로 산출하는 해면기압 온도 산출 모듈과, 상기 해면기압에서의 온도를 지형 정보에 내삽하는 격자 내삽 모듈과, 상기 격자 내삽 모듈에 의해 내삽된 해면기압에서의 온도를 변환하는 해면기압 온도 변환 모듈, 및 상기 격자 내삽 모듈에 의해 내삽된 지형 정보를 토대로 상기 월평균 기온감률 산출 모듈에서 산출된 월평균 기온감률을 적용하여 지상기온을 산출하는 지상기온 산출 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 지상기온 산출 시스템을 제공한다.In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a method for estimating the temperature of a surface model of a global model, the method comprising: calculating a monthly average temperature decrease rate for calculating a monthly average temperature decrease rate according to a topographic altitude of a global model; A lattice interpolation module for interpolating the temperature at the sea surface pressure into the terrain information; a sea surface pressure temperature conversion module for converting the temperature at the sea surface pressure interpolated by the lattice interpolation module; and And a ground temperature calculation module for calculating a ground temperature using a monthly average temperature rate calculated by the monthly average temperature rate calculation module on the basis of the terrain information interpolated by the grid interpolation module .

상기 해면기압 온도 산출 모듈이 산출하는 해면기압에서의 온도(

Figure 112012091169711-pat00001
)는,
Figure 112012091169711-pat00002
이며, 상기
Figure 112012091169711-pat00003
는 전지구모형 지상기온 예측값이고, 상기
Figure 112012091169711-pat00004
는 전지구 모형 지형고도이다.The temperature at the sea surface pressure calculated by the sea surface pressure temperature calculating module
Figure 112012091169711-pat00001
),
Figure 112012091169711-pat00002
, And
Figure 112012091169711-pat00003
Is the global model ground air temperature predicted value,
Figure 112012091169711-pat00004
Is a global model terrain elevation.

상기 월평균 기온감률(

Figure 112012091169711-pat00005
)은,
Figure 112012091169711-pat00006
이며, 상기
Figure 112012091169711-pat00007
는 기온이고, 상기
Figure 112012091169711-pat00008
는 지위고도값이다.The monthly average temperature decrease rate
Figure 112012091169711-pat00005
)silver,
Figure 112012091169711-pat00006
, And
Figure 112012091169711-pat00007
Is the temperature,
Figure 112012091169711-pat00008
Is the position altitude value.

상기 월평균 기온감률은, 1월에는 0.55℃/100m, 2월에는 0.52℃/100m, 3월에는 0.52℃/100m, 4월에는 0.45℃/100m, 5월에는 0.40℃/100m, 6월에는 0.40℃/100m, 7월에는 0.42℃/100m, 8월에는 0.49℃/100m, 9월에는 0.50℃/100m, 10월에는 0.54℃/100m, 11월에는 0.56℃/100m, 12월에는 0.55℃/100m이다.The average monthly temperature decrease rate was 0.55 ° C / 100m in January, 0.52 ° C / 100m in February, 0.52 ° C / 100m in March, 0.45 ° C / 100m in April, 0.40 ° C / 100m in May and 0.40 ° / 100m in October, 0.42 ° C / 100m in July, 0.49 ° C / 100m in August, 0.50 ° C / 100m in September, 0.54 ° C / 100m in October, 0.56 ° C / 100 m.

상기 격자 내삽 모듈은 상기 해면기압 온도 산출 모듈에서 산출된 해면기압에서의 온도를 1km 격자로 내삽한다. 상기 해면기압 온도 변환 모듈은 상기 격자 내삽 모듈에서 1km 격자로 내삽된 해면기압에서의 온도에 상기 월평균 기온감률을 적용하여 Tintp(i)로 변환한다.The lattice interpolation module interpolates the temperature at the sea surface pressure calculated by the sea surface pressure temperature calculation module into a 1 km lattice. The sea surface pressure temperature conversion module converts the monthly average temperature reduction rate to the temperature at the sea surface pressure interpolated into the 1 km lattice in the grid interpolation module and converts it to T intp (i).

상기 해면기압 온도 필터링 모듈은,The barometric pressure temperature filtering module comprises:

Figure 112012091169711-pat00009
에 의해 필터링을 수행하며, 상기
Figure 112012091169711-pat00010
는 x축 좌표이고, 상기
Figure 112012091169711-pat00011
는 y축 좌표이며, 상기
Figure 112012091169711-pat00012
와 상기
Figure 112012091169711-pat00013
는 2 이상이다.
Figure 112012091169711-pat00009
, And the filtering
Figure 112012091169711-pat00010
Is the x-axis coordinate,
Figure 112012091169711-pat00011
Is the y-axis coordinate,
Figure 112012091169711-pat00012
And
Figure 112012091169711-pat00013
Is 2 or more.

상기 지상기온 산출 모듈은 1km 지형 정보를 토대로 고도에 따른 기온감률을 적용하여 1km 격자의 3시간 간격의 지상기온을 산출하며, 상기 지상기온(

Figure 112012091169711-pat00014
)은,
Figure 112012091169711-pat00015
이고, 상기
Figure 112012091169711-pat00016
는 1km의 해면기압 온도 예측값이며, 상기
Figure 112012091169711-pat00017
은 지형고도이다.The above ground temperature calculation module calculates the ground temperature at intervals of 3 hours in a 1-km grid by applying a temperature decrease rate according to the altitude based on 1 km of terrain information,
Figure 112012091169711-pat00014
)silver,
Figure 112012091169711-pat00015
, And
Figure 112012091169711-pat00016
Is a predicted sea surface pressure temperature value of 1 km,
Figure 112012091169711-pat00017
Is a terrain elevation.

상기 해면기압 온도 변환 모듈에 의해 변환된 해면기압에서의 온도를 필터링하여 노이즈를 제거하는 해면기압 온도 필터링 모듈을 더 포함할 수 있다.And a sea surface pressure temperature filtering module for filtering the temperature at the sea surface pressure converted by the sea surface pressure temperature conversion module to remove noise.

또한, 본 발명은 전지구 모형의 지형 고도에 따른 월평균 기온감률을 월평균 기온감률 산출 모듈로 고층기상관측자료를 바탕으로 산출하는 단계와, 상기 월평균 기온감률을 해면기압 온도 산출 모듈로 전지구 모형의 지상기온 자료에 적용하여 해면기압에서의 온도로 산출하는 단계와, 상기 해면기압에서의 온도를 격자 내삽 모듈로 1km 격자로 내삽하는 단계와, 상기 1km 격자로 내삽된 해면기압에서의 온도에 상기 월평균 기온감률을 적용하여 Tintp(i)로 변환하는 단계와, 상기 고도에 따른 월평균 기온감률을 지상기온 산출 모듈로 1km 지형 정보에 적용하여 1km 격자의 3시간 간격의 지상기온을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지상기온 산출 방법을 제공한다.According to the present invention, there is also provided a method of calculating a monthly average temperature reduction rate according to a topographic altitude of a global model based on high-rise meteorological data using monthly average temperature decrease rate calculation module, Calculating a temperature at the sea surface pressure by interpolating the temperature at the sea surface pressure with a lattice interpolation module into a 1 km lattice; apply in that it comprises a step of calculating the surface temperature of the third time interval 1km grid applied to 1km terrain information for converting a T intp (i), and a monthly average temperature lapse rate according to the height to the surface temperature calculating module Thereby providing a ground temperature calculation method.

상기 해면기압 온도 산출 모듈로 전지구 모형의 지상기온 자료를 해면기압에서의 온도로 산출하는 단계에서, 상기 해면기압에서의 온도(

Figure 112012091169711-pat00018
)는,
Figure 112012091169711-pat00019
이며, 상기
Figure 112012091169711-pat00020
는 전지구모형 지상기온 예측값이고, 상기
Figure 112012091169711-pat00021
는 전지구 모형 지형고도이다.Wherein the step of calculating the ground surface temperature data of the global model with the sea surface pressure temperature calculating module as the temperature at the sea surface pressure includes:
Figure 112012091169711-pat00018
),
Figure 112012091169711-pat00019
, And
Figure 112012091169711-pat00020
Is the global model ground air temperature predicted value,
Figure 112012091169711-pat00021
Is a global model terrain elevation.

상기 월평균 기온감률(

Figure 112012091169711-pat00022
)은,
Figure 112012091169711-pat00023
이며, 상기
Figure 112012091169711-pat00024
는 기온이고, 상기
Figure 112012091169711-pat00025
는 지위고도값이다.The monthly average temperature decrease rate
Figure 112012091169711-pat00022
)silver,
Figure 112012091169711-pat00023
, And
Figure 112012091169711-pat00024
Is the temperature,
Figure 112012091169711-pat00025
Is the position altitude value.

상기 월평균 기온감률은, 1월에는 0.55℃/100m, 2월에는 0.52℃/100m, 3월에는 0.52℃/100m, 4월에는 0.45℃/100m, 5월에는 0.40℃/100m, 6월에는 0.40℃/100m, 7월에는 0.42℃/100m, 8월에는 0.49℃/100m, 9월에는 0.50℃/100m, 10월에는 0.54℃/100m, 11월에는 0.56℃/100m, 12월에는 0.55℃/100m이다.The average monthly temperature decrease rate was 0.55 ° C / 100m in January, 0.52 ° C / 100m in February, 0.52 ° C / 100m in March, 0.45 ° C / 100m in April, 0.40 ° C / 100m in May and 0.40 ° / 100m in October, 0.42 ° C / 100m in July, 0.49 ° C / 100m in August, 0.50 ° C / 100m in September, 0.54 ° C / 100m in October, 0.56 ° C / 100 m.

상기 Tintp(i)로 변환된 해면기압에서의 온도를 해면기압 온도 필터링 모듈로 nine point binomial filter 방법에 의해 필터링하는 단계는,

Figure 112012091169711-pat00026
에 의해 필터링을 수행하며, 상기
Figure 112012091169711-pat00027
는 x축 좌표이고, 상기
Figure 112012091169711-pat00028
는 y축 좌표이며, 상기
Figure 112012091169711-pat00029
와 상기
Figure 112012091169711-pat00030
는 2 이상이다.The step of filtering the temperature at the sea surface pressure converted into T intp (i) by the nine point binomial filter method to the sea surface pressure temperature filtering module,
Figure 112012091169711-pat00026
, And the filtering
Figure 112012091169711-pat00027
Is the x-axis coordinate,
Figure 112012091169711-pat00028
Is the y-axis coordinate,
Figure 112012091169711-pat00029
And
Figure 112012091169711-pat00030
Is 2 or more.

상기 지상기온(

Figure 112012091169711-pat00031
)은,
Figure 112012091169711-pat00032
이고, 상기
Figure 112012091169711-pat00033
는 1km의 해면기압 온도 예측값이며, 상기
Figure 112012091169711-pat00034
은 지형고도이다.The above ground temperature (
Figure 112012091169711-pat00031
)silver,
Figure 112012091169711-pat00032
, And
Figure 112012091169711-pat00033
Is a predicted sea surface pressure temperature value of 1 km,
Figure 112012091169711-pat00034
Is a terrain elevation.

상기 Tintp(i)로 변환된 해면기압에서의 온도를 해면기압 온도 필터링 모듈로 nine point binomial filter 방법에 의해 필터링하는 단계를 더 포함할 수 있다.Filtering the temperature at the sea surface pressure converted into T intp (i) by the nine point binomial filter method to the sea surface pressure temperature filtering module.

본 발명은 전지구 모형에서 고해상도 소규모모형으로 규모를 축소하더라도 정량적인 상세 지상기온을 산출할 수 있는 지상기온 산출 시스템 및 그 방법을 제공할 수 있다.The present invention can provide a ground air temperature calculation system and a method thereof capable of calculating a quantitative detailed ground air temperature even if the scale is reduced from a global model to a high resolution small scale model.

도 1은 본 발명에 따른 지상기온 산출 시스템의 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 지상기온 산출 시스템을 이용한 지상기온 비교 결과 그래프.
도 3은 본 발명에 따른 지상기온 산출 방법의 순서도. 1 is a conceptual diagram of a ground air temperature calculation system according to the present invention.
FIG. 2 is a graph showing a comparison result of the ground air temperature using the ground air temperature calculation system according to the present invention.
3 is a flowchart of a method for calculating a ground air temperature according to the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know. Like reference numerals refer to like elements throughout.

도 1은 본 발명에 따른 지상기온 산출 시스템의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a ground air temperature calculation system according to the present invention.

본 발명에 따른 지상기온 산출 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 전지구 모형의 지형 고도에 따른 월평균 기온감률을 산출하는 월평균 기온감률 산출 모듈(100)과, 전지구 모형의 지상기온 자료를 해면기압에서의 온도로 산출하는 해면기압 온도 산출 모듈(200)과, 해면기압에서의 온도를 내삽하는 격자 내삽 모듈(300), 해면기압에서의 온도를 변환하는 해면기압 온도 변환 모듈(400), 해면기압에서의 온도를 필터링하는 해면기압 온도 필터링 모듈(500), 및 지상기온을 산출하는 지상기온 산출 모듈(600)을 포함한다.As shown in FIG. 1, the system for calculating the ground air temperature according to the present invention includes a monthly average temperature decrease rate calculating module 100 for calculating a monthly average temperature decrease rate according to a topographic altitude of a global model, , A lattice interpolation module (300) for interpolating the temperature at the sea surface pressure, a sea surface pressure temperature conversion module (400) for converting the temperature at sea surface pressure, a sea surface pressure temperature conversion module A sunburst pressure temperature filtering module 500 for filtering the temperature of the air, and a ground air temperature calculation module 600 for calculating the ground air temperature.

월평균 기온감률 산출 모듈(100)은 전지구 모형의 지형 고도에 따른 월평균 기온감률(

Figure 112012091169711-pat00035
)을 산출한다. 이때, 전지구 모형의 지형 고도에 따른 기온감률은 실제 고층기상관측자료를 바탕으로 월별로 산출한 값을 적용한다. 평균적으로 대류권 내에서 100m당 약 섭씨 0.5도 ~ 섭씨 0.6도의 기온감률을 가지나, 실제 대기 기온감률은 다른 외부요소의 영향에 따라 변화하므로 실제 관측 기온과 고도값을 이용하여 직접 산출한다. 속초, 오산, 포항, 광주, 고산, 흑산도, 백령도 7개 지점의 실제 850hPa, 1000hPa 기온과 지위고도값(geopotential meter, gpm)을 이용하여 아래의 수학식 1의 방법으로 월평균 기온감률을 구한다.The monthly average temperature reduction rate calculation module 100 calculates the monthly average temperature decrease rate
Figure 112012091169711-pat00035
). At this time, the rate of temperature decrease according to the topographic altitude of the global model is calculated based on the actual high-rise meteorological data. On average, there is a temperature decrease of about 0.5 ° C to 0.6 ° C per 100m in the troposphere, but the actual atmospheric temperature decrease depends on the influence of other external factors, so it is calculated directly using the actual temperature and altitude. The average monthly temperature decrease rate is obtained by the following equation (1) using actual 850hPa, 1000hPa temperature and geopotential meter (gpm) of Sokcho, Osan, Pohang, Gwangju,

Figure 112012091169711-pat00036
Figure 112012091169711-pat00036

또한, 고층기상관측자료를 이용하여 산출한 월별 기온감률은 아래의 표 1과 같다.In addition, monthly temperature decrease rate calculated using high-rise meteorological data is shown in Table 1 below.

구분division 기온감률 [℃/100m]Temperature decrease rate [℃ / 100m] 1월January 0.55 0.55 2월February 0.52 0.52 3월In March 0.52 0.52 4월April 0.45 0.45 5월In May 0.40 0.40 6월June 0.40 0.40 7월In July 0.42 0.42 8월August 0.49 0.49 9월September 0.50 0.50 10월October 0.54 0.54 11월November 0.56 0.56 12월December 0.55 0.55

해면기압 온도 산출 모듈(200)은 전지구 규모의 저해상도 지형 영향을 제외한 후 1km 격자로 내삽하기 위해서, 전지구 모형에서 예측된 지상기온 자료를 해면 기압(sea-level pressure)에서의 온도로 산출한다. 이는 전지구 모형에서 예측된 지상기온 자료를 해면기압에서의 온도로 산출하기 위해 전지구 모형의 지형 고도에 따른 월평균 기온감률을 적용한다. 이때, 월평균 기온감률은 월평균 기온감률 산출 모듈(100)에서 구해진 월평균 기온감률이다. 또한, 이러한 해면기압에서의 온도는 아래의 수학식 2와 같이 수행된다.The sea surface pressure temperature calculation module 200 calculates the ground temperature data predicted from the global model as the temperature at the sea-level pressure, so as to interpolate into a 1-km grid except for global low-resolution terrain effects. It applies the monthly average temperature reduction according to the topographic elevation of the global model to calculate the ground temperature data predicted from the global model as the temperature at the barometric pressure. In this case, the monthly average temperature decrease rate is the monthly average temperature decrease rate obtained from the monthly average temperature decrease rate calculation module 100. In addition, the temperature at the sea surface pressure is performed according to the following equation (2).

Figure 112012091169711-pat00037
Figure 112012091169711-pat00037

수학식 2에서,

Figure 112012091169711-pat00038
는 해면기압(sea-level pressure)에서의 온도를 의미하고,
Figure 112012091169711-pat00039
는 전지구모형 지상기온 예측값을 의미한다. 또한,
Figure 112012091169711-pat00040
는 전지구 모형 지형고도를 의미하며,
Figure 112012091169711-pat00041
는 기온감률을 의미한다. 또한, i는 전구모형의 x축 좌표,
Figure 112012091169711-pat00042
는 전구모형의 y축 좌표를 의미한다.In Equation (2)
Figure 112012091169711-pat00038
Means the temperature at sea-level pressure,
Figure 112012091169711-pat00039
Means the predicted global surface temperature. Also,
Figure 112012091169711-pat00040
Means the global topographic elevation,
Figure 112012091169711-pat00041
Means the rate of temperature decrease. I is the x-axis coordinate of the bulb model,
Figure 112012091169711-pat00042
Means the y-axis coordinate of the light bulb model.

격자 내삽 모듈(300)은 해면기압 온도 산출 모듈에서 산출된 해면기압에서의 온도를 1km 격자로 내삽한다. 이는 Bilinear 내삽 방법을 적용하여 구현할 수 있다.The lattice interpolation module 300 interpolates the temperature at the sea surface pressure calculated in the sea surface pressure temperature calculation module into a 1 km lattice. This can be implemented by applying the Bilinear interpolation method.

해면기압 온도 변환 모듈(400)은 격자 내삽 모듈(300)에서 1km 격자로 내삽된 해면기압에서의 온도를 Tintp로 표기한다. 이는 격자 내삽 모듈(300)에서와 같이, 40 km 격자로 이루어진 전구 모형의 예측값을 Bilinear 내삽방법을 적용하여 1 km 격자의 예측값인 Tintp로 재생산하는 것이다.The sea surface pressure temperature conversion module 400 marks the temperature at the sea surface pressure interpolated into the 1 km grid in the grid interpolation module 300 as T intp . As in the grid interpolation module 300, the predicted value of the global model consisting of 40 km grid is reproduced by T intp , which is a predicted value of 1 km grid by applying Bilinear interpolation method.

해면기압 온도 필터링 모듈(500)은 해면기압 온도 변환 모듈(400)에서 변환된 해면기압에서의 온도를 필터링한다. 이는 불필요하게 튀는 값을 제거해주기 위한 필터링으로서, 이러한 필터링은 nine point binomial filter 방법을 이용하여 수행할 수 있다. 또한, nine point binomial filter 방법은 아래의 수학식 3과 같이 표현할 수 있다.The sea surface pressure temperature filtering module 500 filters the temperature at the sea surface pressure converted at the sea surface pressure temperature conversion module 400. This is filtering to remove unnecessary bouncing values, and this filtering can be performed using the nine point binomial filter method. Also, the nine point binomial filter method can be expressed as Equation 3 below.

Figure 112012091169711-pat00043
Figure 112012091169711-pat00043

수학식 3에서,

Figure 112012091169711-pat00044
는 x축 좌표를 의미하고,
Figure 112012091169711-pat00045
는 y축 좌표를 의미한다. 또한, p와 q는 2 이상이다.In Equation (3)
Figure 112012091169711-pat00044
Denotes the x-axis coordinate,
Figure 112012091169711-pat00045
Means the y-axis coordinate. P and q are two or more.

지상기온 산출 모듈(600)은 1km 지형 정보를 토대로 고도에 따른 기온감률을 적용하여 최종 1km 격자의 3시간 간격의 지상기온을 산출한다. 이때, 지형자료의 경우 1km 격자의 수치 표고 모델(digital elevation model, DEM) 자료로 사용한다. 최종 고해상도 정량적 지상기온의 산출식은 아래의 수학식 4와 같다.The ground temperature calculation module 600 calculates the ground temperature at intervals of three hours in the last 1 km grid based on the 1 km terrain information. In this case, the terrain data is used as digital elevation model (DEM) data of 1km grid. The calculation formula of the final high-resolution quantitative ground air temperature is shown in Equation (4) below.

Figure 112012091169711-pat00046
Figure 112012091169711-pat00046

수학식 4에서,

Figure 112012091169711-pat00047
은 본 발명에 따른 지상기온 산출 시스템인 QTM(Quantitative Temperature Model) 지상기온을 의미하며,
Figure 112012091169711-pat00048
는 1km의 해면기압(sea-level pressure) 온도 예측값을 의미한다. 또한,
Figure 112012091169711-pat00049
은 QTM 지형고도를 의미한다. 이때, QTM 지형 고도에 따른 기온감률은 첫 번째 과정과 동일하게 실제 고층기상관측자료를 토대로 산출된 월평균 기온감률을 적용한다.In Equation (4)
Figure 112012091169711-pat00047
Means the QTM (Quantitative Temperature Model), which is the ground air temperature calculation system according to the present invention,
Figure 112012091169711-pat00048
Means the predicted sea level pressure of 1 km. Also,
Figure 112012091169711-pat00049
Means QTM terrain elevation. At this time, the rate of temperature decrease according to the QTM terrain elevation is applied to the monthly average temperature reduction rate calculated based on actual high-rise meteorological data as in the first step.

도 2는 본 발명에 따른 지상기온 산출 시스템을 이용한 지상기온 비교 결과 그래프이다. 도 3은 춘천지점을 대상으로 2011년 1월 1일부터 2011년 1월 31일까지 15시 기온을 비교한 것이다. 도 2에서 적색바(좌측, QTM)는 본 발명에 따른 지상기온 산출 시스템을 이용한 지상기온 예측값과 실측값의 차이값이며, 회색바(우측, Global Model)는 40km 해상도를 가지는 전지구모형의 지상기온 예측값과 실측값과의 차이값이다.2 is a graph showing a result of a comparison of ground air temperature using the ground air temperature calculation system according to the present invention. FIG. 3 compares the temperature at 15:00 from January 1, 2011 to January 31, 2011 for the Chuncheon branch. In FIG. 2, the red bar (left, QTM) is a difference value between the predicted value and the measured value of the ground air temperature using the ground air temperature calculation system according to the present invention. The gray bar (right, Global Model) This is the difference between the predicted value and the measured value.

도 2에 도시된 바와 같이, 예측값과 실측값의 차이가 적을수록, 즉, 바의 값이 0으로 갈수록 예측의 신뢰도가 높은 것이며, 1월 한달 동안 전지구모형 예측결과에 비해 본 발명에 따른 지상기온 산출 시스템의 예측결과가 최대 2배 이상의 향상된 결과를 보여주는 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 2, the lower the difference between the predicted value and the measured value, that is, the higher the value of the bar is, the higher the reliability of prediction is. As compared with the global model prediction result for one month in January, It can be seen that the prediction results of the calculation system shows an improvement of up to 2 times or more.

상술한 바와 같이, 본 발명은 전지구 모형에서 고해상도 소규모모형으로 규모를 축소하더라도 정량적인 상세 지상기온을 산출할 수 있는 지상기온 산출 시스템을 제공할 수 있다.
As described above, the present invention can provide a ground air temperature calculation system capable of calculating quantitative detailed ground air temperature even when the scale is reduced from a global model to a high-resolution small-scale model.

다음은 본 발명에 따른 지상기온 산출 방법에 대해 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 후술할 내용 중 전술된 본 발명에 따른 지상기온 산출 시스템의 설명과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of calculating the ground air temperature according to the present invention will be described with reference to the drawings. Hereinafter, a detailed description of the ground air temperature calculation system according to the present invention will be omitted or briefly described.

도 3은 본 발명에 따른 지상기온 산출 방법의 순서도이다.3 is a flowchart of a method for calculating the ground air temperature according to the present invention.

본 발명에 따른 지상기온 산출 방법은 도 3에 도시된 바와 같이, 월평균 기온감률을 산출하는 단계(S1)와, 해면기압 온도를 산출하는 단계(S2)와, 해면기압 온도를 1km 격자로 내삽하는 단계(S3)와, 해면기압 온도를 변환하는 단계(S4)와, 해면기압 온도를 필터링하는 단계(S5), 및 지상기온을 산출하는 단계(S6)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the method for calculating the ground air temperature according to the present invention includes the steps of calculating a monthly average temperature decrease rate (S1), calculating a sea surface pressure temperature (S2), interpolating the sea surface pressure temperature with a 1 km grid A step S4 of converting the sea surface pressure temperature, a step S5 of filtering the sea surface pressure temperature, and a step S6 of calculating the ground air temperature.

월평균 기온감률을 산출하는 단계(S1)는 월평균 기온감률 산출 모듈을 이용하여 실제 고층기상관측자료를 바탕으로 전지구 모형의 지형 고도에 따른 월평균 기온감률을 산출한다. 이는 속초, 오산, 포항, 광주, 고산, 흑산도, 백령도를 포함하는 7개 지점의 실제 850hPa, 1000hPa 기온과 지위고도값을 이용하여 전술된 수학식 1과 같이 도출할 수 있다.The step of calculating the average monthly temperature decrease rate (S1) calculates the average monthly temperature decrease rate according to the topographic altitude of the global model based on actual high-rise meteorological data using the monthly average temperature decrease rate calculation module. It can be derived as shown in Equation (1) using the actual altitude values of 850 hPa and 1000 hPa at seven points including Sokcho, Osan, Pohang, Gwangju, Gosan, Heuksando and Baekryeongdo.

해면기압 온도를 산출하는 단계(S2)는 해면기압 온도 산출 모듈로 전지구 모형의 지상기온 자료를 해면기압에서의 온도로 산출한다. 이는 전술된 수학식 2와 같이 수행된다.The step S2 of calculating the surface pressure temperature calculates the ground surface temperature data of the global model to the temperature at the sea surface pressure with the surface pressure temperature calculation module. This is performed in accordance with Equation (2).

해면기압 온도를 1km 격자로 내삽하는 단계(S3)는 격자 내삽 모듈로 해면기압 온도를 산출하는 단계(S1)에서 산출된 해면기압에서의 온도를 1km 격자로 내삽한다.The step of interpolating the sea surface pressure temperature with a 1 km lattice interpolates the temperature at the sea surface pressure calculated in the step S1 of calculating the sea surface pressure temperature with the lattice interpolation module into a 1 km lattice.

해면기압 온도를 변환하는 단계(S4)는 해면기압 온도 변환 모듈을 이용하여 해면기압 온도를 1km 격자로 내삽하는 단계(S3)에서 1km 격자로 내삽된 해면기압에서의 온도를 Tintp(i)로 표기한다.Step S4 of converting the sea surface pressure temperature is a step of interpolating the sea surface pressure temperature with a 1 km lattice using the sea surface pressure temperature conversion module to set the temperature at the sea surface pressure interpolated into the 1 km lattice as T intp It should be noted.

해면기압 온도를 필터링하는 단계(S5)는 해면기압 온도를 변환하는 단계(S4)에서 변환된 해면기압에서의 온도를 해면기압 온도 필터링 모듈로 필터링한다. 이때, 필터링은 전술된 바와 같이 nine point binomial filter 방법으로 수행하며, 이는 전술된 수학식 3과 같다.The step S5 of filtering the surface pressure of the surface pressure filters the temperature of the surface pressure of the surface converted in the step S4 of converting the surface pressure of the surface pressure into the surface pressure of the surface pressure filtering module. At this time, the filtering is performed by the nine point binomial filter method as described above, which is expressed by Equation (3).

지상기온을 산출하는 단계(S6)는 지상기온 산출 모듈로 1km 지형 정보를 토대로 고도에 따른 기온감률을 적용하여 최종 1km 격자의 3시간 간격의 지상기온을 산출한다. 이는 전술된 수학식 4와 같다.In the step S6 of calculating the ground temperature, the ground temperature calculating module calculates the ground temperature at intervals of 3 hours in the last 1 km grid by applying the altitude dependent temperature reduction based on 1 km of the terrain information. This is shown in Equation (4).

상술한 바와 같이, 본 발명은 전지구 모형에서 고해상도 소규모모형으로 규모를 축소하더라도 정량적인 상세 지상기온을 산출할 수 있는 지상기온 산출 방법을 제공할 수 있다.As described above, the present invention can provide a method of calculating the ground air temperature that can quantitatively calculate the detailed ground air temperature even if the scale is reduced from the global model to the high-resolution small-scale model.

이상에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the appended claims. You will understand.

100: 해면기압 온도 산출 모듈 200: 월평균 기온감률 산출 모듈
300: 격자 내삽 모듈 400: 해면기압 온도 변환 모듈
500: 해면기압 온도 필터링 모듈 600: 지상기온 산출 모듈100: Surface pressure temperature calculation module 200: Monthly average temperature rate calculation module
300: grid interpolation module 400: surface pressure temperature conversion module
500: Surface pressure pressure temperature filtering module 600: Ground temperature temperature calculation module

Claims (16)

전지구 모형의 지형 고도에 따른 월평균 기온감률을 산출하는 월평균 기온감률 산출 모듈과,
상기 월평균 기온감률을 상기 전지구 모형의 지상기온 자료에 적용하여 해면기압에서의 온도로 산출하는 해면기압 온도 산출 모듈과,
상기 해면기압에서의 온도를 지형 정보에 내삽하는 격자 내삽 모듈과,
상기 격자 내삽 모듈에 의해 내삽된 해면기압에서의 온도에 상기 월평균 기온감률을 적용하여 Tintp(i)로 변환하는 해면기압 온도 변환 모듈, 및
상기 격자 내삽 모듈에 의해 내삽된 지형 정보를 토대로 상기 월평균 기온감률 산출 모듈에서 산출된 월평균 기온감률을 적용하여 지상기온을 산출하는 지상기온 산출 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 지상기온 산출 시스템.A monthly average temperature reduction rate calculating module for calculating the monthly average temperature decrease rate according to the altitude of the global model,
A sea surface pressure temperature calculating module for calculating the sea level temperature rate by applying the monthly average temperature rate to the ground surface temperature data of the global model,
A lattice interpolation module for interpolating the temperature at the surface pressure into terrain information,
A sunspot pressure temperature conversion module for converting the temperature at the sea surface pressure interpolated by the grid interpolation module to T intp (i) by applying the monthly average temperature reduction rate, and
And a ground temperature calculation module for calculating a ground temperature using the average monthly temperature decrease rate calculated by the monthly average temperature decrease rate calculation module on the basis of the terrain information interpolated by the grid interpolation module. 청구항 1에 있어서,
상기 해면기압 온도 산출 모듈이 산출하는 해면기압에서의 온도(
Figure 112012091169711-pat00050
)는,
Figure 112012091169711-pat00051
이며,
상기
Figure 112012091169711-pat00052
는 전지구모형 지상기온 예측값이고,
상기
Figure 112012091169711-pat00053
는 전지구 모형 지형고도인 것을 특징으로 하는 지상기온 산출 시스템.The method according to claim 1,
The temperature at the sea surface pressure calculated by the sea surface pressure temperature calculating module
Figure 112012091169711-pat00050
),
Figure 112012091169711-pat00051
Lt;
remind
Figure 112012091169711-pat00052
Is the global model ground temperature forecast,
remind
Figure 112012091169711-pat00053
Is a global terrain elevation altitude. 청구항 2에 있어서,
상기 월평균 기온감률(
Figure 112012091169711-pat00054
)은,
Figure 112012091169711-pat00055
이며,
상기
Figure 112012091169711-pat00056
는 기온이고,
상기
Figure 112012091169711-pat00057
는 지위고도값인 것을 특징으로 하는 지상기온 산출 시스템.The method of claim 2,
The monthly average temperature decrease rate
Figure 112012091169711-pat00054
)silver,
Figure 112012091169711-pat00055
Lt;
remind
Figure 112012091169711-pat00056
Is the temperature,
remind
Figure 112012091169711-pat00057
Is a position altitude value. 청구항 3에 있어서,
상기 월평균 기온감률은, 1월에는 0.55℃/100m, 2월에는 0.52℃/100m, 3월에는 0.52℃/100m, 4월에는 0.45℃/100m, 5월에는 0.40℃/100m, 6월에는 0.40℃/100m, 7월에는 0.42℃/100m, 8월에는 0.49℃/100m, 9월에는 0.50℃/100m, 10월에는 0.54℃/100m, 11월에는 0.56℃/100m, 12월에는 0.55℃/100m인 것을 특징으로 하는 지상기온 산출 시스템.The method of claim 3,
The average monthly temperature decrease rate was 0.55 ° C / 100m in January, 0.52 ° C / 100m in February, 0.52 ° C / 100m in March, 0.45 ° C / 100m in April, 0.40 ° C / 100m in May and 0.40 ° / 100m in October, 0.42 ° C / 100m in July, 0.49 ° C / 100m in August, 0.50 ° C / 100m in September, 0.54 ° C / 100m in October, 0.56 ° C / 100 m. ≪ / RTI > 청구항 1에 있어서,
상기 격자 내삽 모듈은 상기 해면기압 온도 산출 모듈에서 산출된 해면기압에서의 온도를 1km 격자로 내삽하는 것을 특징으로 하는 지상기온 산출 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the lattice interpolation module interpolates the temperature at the sea surface pressure calculated by the sea surface pressure temperature calculation module into a 1 km lattice. 청구항 5에 있어서,
상기 해면기압 온도 변환 모듈은 상기 격자 내삽 모듈에서 1km 격자로 내삽된 해면기압에서의 온도에 상기 월평균 기온감률을 적용하여 Tintp(i)로 변환하는 것을 특징으로 하는 지상기온 산출 시스템.The method of claim 5,
Wherein the sea surface pressure temperature conversion module converts the monthly average temperature reduction rate to a temperature at a sea surface pressure interpolated into a 1 km grid in the grid interpolation module to T intp (i). 청구항 1에 있어서,
상기 해면기압 온도 변환 모듈에 의해 변환된 해면기압에서의 온도를 필터링하여 노이즈를 제거하는 해면기압 온도 필터링 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지상기온 산출 시스템.The method according to claim 1,
Further comprising a surface pressure temperature filtering module for filtering the temperature at the sea surface pressure converted by the sea surface pressure temperature conversion module to remove noise. 청구항 7에 있어서,
상기 해면기압 온도 필터링 모듈은,
Figure 112014040825378-pat00087
에 의해 필터링을 수행하며,
상기
Figure 112014040825378-pat00088
는 x축 좌표이고,
상기
Figure 112014040825378-pat00089
는 y축 좌표인 것을 특징으로 하는 지상기온 산출 시스템.The method of claim 7,
The barometric pressure temperature filtering module comprises:
Figure 112014040825378-pat00087
Lt; RTI ID = 0.0 >
remind
Figure 112014040825378-pat00088
Is an x-axis coordinate,
remind
Figure 112014040825378-pat00089
Is a y-axis coordinate. 청구항 8에 있어서,
상기 지상기온 산출 모듈은 1km 지형 정보를 토대로 고도에 따른 기온감률을 적용하여 1km 격자의 3시간 간격의 지상기온을 산출하며,
상기 지상기온(
Figure 112014040825378-pat00090
)은,
Figure 112014040825378-pat00091
이고,
상기
Figure 112014040825378-pat00092
는 1km의 해면기압 온도 예측값이며,
상기
Figure 112014040825378-pat00093
은 지형고도인 것을 특징으로 하는 지상기온 산출 시스템.The method of claim 8,
The ground temperature calculation module calculates the ground temperature at intervals of 3 hours in a 1-km grid by applying a temperature reduction rate according to the altitude based on 1 km of terrain information,
The above ground temperature (
Figure 112014040825378-pat00090
)silver,
Figure 112014040825378-pat00091
ego,
remind
Figure 112014040825378-pat00092
Is a predicted sea surface pressure temperature of 1 km,
remind
Figure 112014040825378-pat00093
Is a terrain altitude. 전지구 모형의 지형 고도에 따른 월평균 기온감률을 월평균 기온감률 산출 모듈로 고층기상관측자료를 바탕으로 산출하는 단계와,
상기 월평균 기온감률을 해면기압 온도 산출 모듈로 전지구 모형의 지상기온 자료에 적용하여 해면기압에서의 온도로 산출하는 단계와,
상기 해면기압에서의 온도를 격자 내삽 모듈로 1km 격자로 내삽하는 단계와,
상기 1km 격자로 내삽된 해면기압에서의 온도에 상기 월평균 기온감률을 적용하여 Tintp(i)로 변환하는 단계와,
상기 고도에 따른 월평균 기온감률을 지상기온 산출 모듈로 1km 지형 정보에 적용하여 1km 격자의 3시간 간격의 지상기온을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지상기온 산출 방법.Calculating the monthly average temperature decrease rate according to the topographic altitude of the global model based on the meteorological observation data using the monthly average temperature decrease rate calculation module,
Calculating the monthly average temperature decrease rate as a temperature at the sea surface pressure by applying the sea surface pressure temperature calculation module to the ground surface temperature data of the global model;
Interpolating the temperature at the sea surface pressure into a 1 km lattice with a lattice interpolation module,
Converting the temperature at the sea surface pressure interpolated into the 1 km grid into T intp (i) by applying the monthly average temperature reduction rate to the temperature at the sea surface pressure interpolated by the 1 km grid,
And calculating the ground surface temperature at intervals of 3 hours in the 1 km grid by applying the monthly average temperature decrease rate according to the altitude to the 1 km topographical information with the ground temperature calculating module. 청구항 10에 있어서,
상기 해면기압 온도 산출 모듈로 전지구 모형의 지상기온 자료를 해면기압에서의 온도로 산출하는 단계에서,
상기 해면기압에서의 온도(
Figure 112012091169711-pat00067
)는,
Figure 112012091169711-pat00068
이며,
상기
Figure 112012091169711-pat00069
는 전지구모형 지상기온 예측값이고,
상기
Figure 112012091169711-pat00070
는 전지구 모형 지형고도인 것을 특징으로 하는 지상기온 산출 방법.The method of claim 10,
In the step of calculating the ground surface temperature data of the global model by the sea surface pressure temperature calculating module to the temperature at the sea surface pressure,
The temperature at the sea surface pressure (
Figure 112012091169711-pat00067
),
Figure 112012091169711-pat00068
Lt;
remind
Figure 112012091169711-pat00069
Is the global model ground temperature forecast,
remind
Figure 112012091169711-pat00070
Is a global model terrain elevation. 청구항 11에 있어서,
상기 월평균 기온감률(
Figure 112012091169711-pat00071
)은,
Figure 112012091169711-pat00072
이며,
상기
Figure 112012091169711-pat00073
는 기온이고,
상기
Figure 112012091169711-pat00074
는 지위고도값인 것을 특징으로 하는 지상기온 산출 방법.The method of claim 11,
The monthly average temperature decrease rate
Figure 112012091169711-pat00071
)silver,
Figure 112012091169711-pat00072
Lt;
remind
Figure 112012091169711-pat00073
Is the temperature,
remind
Figure 112012091169711-pat00074
Is a position altitude value. 청구항 12에 있어서,
상기 월평균 기온감률은, 1월에는 0.55℃/100m, 2월에는 0.52℃/100m, 3월에는 0.52℃/100m, 4월에는 0.45℃/100m, 5월에는 0.40℃/100m, 6월에는 0.40℃/100m, 7월에는 0.42℃/100m, 8월에는 0.49℃/100m, 9월에는 0.50℃/100m, 10월에는 0.54℃/100m, 11월에는 0.56℃/100m, 12월에는 0.55℃/100m인 것을 특징으로 하는 지상기온 산출 방법.The method of claim 12,
The average monthly temperature decrease rate was 0.55 ° C / 100m in January, 0.52 ° C / 100m in February, 0.52 ° C / 100m in March, 0.45 ° C / 100m in April, 0.40 ° C / 100m in May and 0.40 ° / 100m in October, 0.42 ° C / 100m in July, 0.49 ° C / 100m in August, 0.50 ° C / 100m in September, 0.54 ° C / 100m in October, 0.56 ° C / 100m. ≪ / RTI > 청구항 10에 있어서,
상기 Tintp(i)로 변환된 해면기압에서의 온도를 해면기압 온도 필터링 모듈로 nine point binomial filter 방법에 의해 필터링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지상기온 산출 방법.The method of claim 10,
Filtering the temperature at the sea surface pressure converted into T intp (i) by the nine point binomial filter method to the sea surface pressure temperature filtering module. 청구항 14에 있어서,
상기 Tintp(i)로 변환된 해면기압에서의 온도를 해면기압 온도 필터링 모듈로 nine point binomial filter 방법에 의해 필터링하는 단계는,
Figure 112014040825378-pat00094
에 의해 필터링을 수행하며,
상기
Figure 112014040825378-pat00095
는 x축 좌표이고,
상기
Figure 112014040825378-pat00096
는 y축 좌표인 것을 특징으로 하는 지상기온 산출 방법.15. The method of claim 14,
The step of filtering the temperature at the sea surface pressure converted into T intp (i) by the nine point binomial filter method to the sea surface pressure temperature filtering module,
Figure 112014040825378-pat00094
Lt; RTI ID = 0.0 >
remind
Figure 112014040825378-pat00095
Is an x-axis coordinate,
remind
Figure 112014040825378-pat00096
Is a y-axis coordinate. 청구항 15에 있어서,
상기 지상기온(
Figure 112014040825378-pat00097
)은,
Figure 112014040825378-pat00098
이고,
상기
Figure 112014040825378-pat00099
는 1km의 해면기압 온도 예측값이며,
상기
Figure 112014040825378-pat00100
은 지형고도인 것을 특징으로 하는 지상기온 산출 방법.16. The method of claim 15,
The above ground temperature (
Figure 112014040825378-pat00097
)silver,
Figure 112014040825378-pat00098
ego,
remind
Figure 112014040825378-pat00099
Is a predicted sea surface pressure temperature of 1 km,
remind
Figure 112014040825378-pat00100
Is a terrain altitude.
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