KR102489288B1 - Meteorological prediction apparatus and method capable of adjusting the parameters of cloud microphysics, and recorded media recording program to perform the same - Google Patents

Meteorological prediction apparatus and method capable of adjusting the parameters of cloud microphysics, and recorded media recording program to perform the same Download PDF

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KR102489288B1 KR1020200122845A KR20200122845A KR102489288B1 KR 102489288 B1 KR102489288 B1 KR 102489288B1 KR 1020200122845 A KR1020200122845 A KR 1020200122845A KR 20200122845 A KR20200122845 A KR 20200122845A KR 102489288 B1 KR102489288 B1 KR 102489288B1
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Abstract

미세물리과정에 기초하여 수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상의 혼합비 또는 구름상, 비상 및 구름 응결핵의 수 농도를 예단하고, 수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상의 혼합비와 구름상, 비상 및 구름 응결핵의 수 농도를 이용하여 기상 예측을 수행하는, 기상 예측 방법을 제공한다.Based on the microphysical process, the mixing ratio of vapor phase, cloud phase, ice phase, hail phase, flight and snow phase or the number concentration of cloud phase, flight and cloud condensation nuclei is predicted, and the water vapor phase, cloud phase, ice phase, hail phase, Provided is a weather forecasting method that performs weather forecasting using the mixture ratio of emergency and snow phases and the number concentrations of cloud phase, emergency, and cloud condensation nuclei.

Description

구름 미세물리의 모수를 조정 가능한 기상 예측 장치, 방법 및 이를 수행하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체{METEOROLOGICAL PREDICTION APPARATUS AND METHOD CAPABLE OF ADJUSTING THE PARAMETERS OF CLOUD MICROPHYSICS, AND RECORDED MEDIA RECORDING PROGRAM TO PERFORM THE SAME}Meteorological forecasting device and method capable of adjusting parameters of cloud microphysics, and a recording medium recording a program for performing the same

본 발명은 구름 미세물리의 모수를 조정 가능한 기상 예측 장치, 방법 및 이를 수행하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 구름 미세물리과정을 이용하여 기상을 예측하는 기상 예측 장치, 방법 및 이를 수행하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체에 관한 것이다.The present invention relates to a weather forecasting device and method capable of adjusting parameters of cloud microphysics, and to a recording medium recording a program for performing the same, and more particularly, to a weather forecasting device that predicts weather using a cloud microphysical process, It relates to a recording medium recording a method and a program for performing the same.

날씨 및 기후예측을 위한 수치 모델링에 있어 자료의 정확한 정보화 및 예측의 정확도 향상은 중요한 요인이다. 이에 따라, 정확도 향상을 위한 수많은 연구들이 이어져 오고 있으며 한국 또한 예외는 아니다. 특히 한국의 경우, 지형이 복잡하고 3면이 바다로 이루어져 해륙풍에 의해 해안지역에서 다양한 기상변화가 나타나기 때문에 정확한 기상장을 예측하기에 많은 어려움이 있다.Accurate informatization of data and improved accuracy of prediction are important factors in numerical modeling for weather and climate forecasting. Accordingly, numerous studies have been conducted to improve accuracy, and Korea is no exception. In particular, in the case of Korea, it is difficult to accurately predict the meteorological field because the topography is complicated and three sides are made up of sea, and various meteorological changes appear in coastal areas due to sea and land winds.

수치모델은 구름 미세물리를 통해 지표에서 예단 되는 대기수상의 합을 강수량의 단위로 환산하여 격자 규모의 강수량을 예측한다. 이때, 대기수상은 구름 방울, 빗방울, 얼음, 눈송이, 싸락눈, 그리고 우박 등을 말한다. 대기수상의 특성은 수상의 밀도, 수상의 크기와 질량 간의 관계, 수상의 크기와 연직 속도 간의 관계, 그리고 수상의 수 농도 크기 분포로 결정되며, 구름 미세물리에서 미리 규정된 대기수상의 특성은 구름 미세물리 내의 세부 강수 물리과정에 영향을 미칠 뿐 아니라 지표 강수에 직접적인 영향을 주므로, 올바른 대기수상의 특성 규정은 지표 강수 예측에 중요하다.The numerical model predicts grid-scale precipitation by converting the sum of atmospheric water levels predicted at the surface through cloud microphysics into a unit of precipitation. At this time, the atmospheric water phase refers to cloud droplets, raindrops, ice, snowflakes, hailstones, and the like. The properties of the atmospheric water phase are determined by the density of the water phase, the relationship between the size and mass of the water column, the relationship between the size and vertical velocity of the water column, and the number concentration size distribution of the water phase. Since it not only affects detailed precipitation physics in microphysics, but also directly affects surface precipitation, the correct characterization of atmospheric water is important for predicting surface precipitation.

이와 관련하여, 구름 응결핵, 구름상, 그리고 비상의 수 농도 예단과 함께, 현실적인 대기수상의 크기분포를 갖는 방안인 이중모멘트 방안을 기반으로 하는 WDM6(Weather Research and Forecasting Double-Moment 6-Class)과 같은, 구름 미세물리는 전 세계적으로 많이 이용되고 있으며, 한반도의 중규모 집중 호우 시스템 모의 및 지역 규모 강수 시스템 모의에 폭넓게 활용되고 있다.In this regard, WDM6 (Weather Research and Forecasting Double-Moment 6-Class) and Likewise, cloud microphysics is widely used around the world, and is widely used for simulating meso-scale torrential rain systems and regional-scale precipitation systems in the Korean Peninsula.

그러나, 종래의 WDM6 모듈은 대기수상의 특성(대기수상의 크기와 질량 간의 관계, 크기와 연직 속도 간의 관계, 수 농도 크기 분포)을 결정하는 모수나, 충돌/병합 등과 같은 상세 미세물리 과정에서의 효율을 나타내는 모수 등이 생략되거나, 실제 물리 현상을 반영하지 못하는 값으로 설정되어 있어, 각 모수가 지표 강수에 미치는 영향을 분석하기에 최적화되어 있지 않으며, 오차 및 불확실성을 유발하는 등의 문제가 발생하기도 한다.However, the conventional WDM6 module has parameters that determine the characteristics of atmospheric water phase (relationship between size and mass of atmospheric water phase, relationship between size and vertical velocity, number concentration and size distribution), and detailed microphysical processes such as collision/merging. Parameters representing efficiency are omitted or set to values that do not reflect actual physical phenomena, so the effect of each parameter on surface precipitation is not optimized for analysis, causing errors and uncertainties. do it too

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 구름 미세물리과정의 결착, 녹음, 응결, 자가 전환, 침착, 승화, 증발, 얼음 생성, 활성화 및 침강과 관련되어, 요구되는 다양한 모수들을 조정 가능한 기상 예측 장치, 방법 및 이를 수행하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체를 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is related to the consolidation, recording, condensation, self-conversion, deposition, sublimation, evaporation, ice formation, activation, and sedimentation of cloud microphysical processes, a weather forecasting device capable of adjusting various parameters required, It is to provide a recording medium recording a method and a program for performing the method.

본 발명의 일측면은, 구름 미세물리의 모수화를 수행하는 기상 예측 장치를 이용한 기상 예측 방법에 있어서, 제 1 미세물리과정에 기초하여 수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상의 혼합비를 예단하는 단계; 제 2 미세물리과정에 기초하여 구름상, 비상 및 구름 응결핵의 수 농도를 예단하는 단계; 및 상기 수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상의 혼합비와 상기 구름상, 비상 및 구름 응결핵의 수 농도를 이용하여 기상 예측을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.One aspect of the present invention is a weather forecasting method using a weather forecasting device that performs parameterization of cloud microphysics, based on a first microphysical process of vapor phase, cloud phase, ice phase, hail phase, flight and snow phase. Prediction of the mixing ratio; predicting the number concentrations of cloud phase, flight and cloud condensation nuclei based on the second microphysical process; and predicting the weather using the mixture ratio of the water vapor phase, cloud phase, ice phase, hail phase, flight phase, and snow phase, and the number concentrations of the cloud phase, flight phase, and cloud condensation nuclei.

또한, 상기 제 1 미세물리과정은, 상기 수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상 사이에서, 결착, 녹음, 응결, 자가 전환, 침착, 승화, 증발, 얼음 생성, 활성화 및 침강으로 나타나는 물리과정에 의해 생성되는 혼합비를 예단하도록 마련될 수 있다.In addition, the first microphysical process includes consolidation, melting, condensation, self-conversion, deposition, sublimation, evaporation, ice formation, activation, and precipitation between the vapor phase, cloud phase, ice phase, hail phase, flight and snow phase. It may be provided to predict the mixing ratio generated by the physical process represented by

또한, 상기 제 2 미세물리과정은, 상기 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상, 눈상 및 구름 응결핵 사이에서, 결착, 녹음, 응결, 자가 전환, 증발, 활성화 및 침강으로 나타나는 물리과정에 의해 생성되는 수 농도를 예단하도록 마련될 수 있다.In addition, the second microphysical process is generated by physical processes such as adhesion, melting, condensation, self-conversion, evaporation, activation, and sedimentation between the cloud phase, ice phase, hail phase, flight, snow phase, and cloud condensation nuclei. It may be provided to predict the number concentration to be.

또한, 상기 기상 예측을 수행하는 단계는, 상기 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상의 혼합비를 강수의 단위로 변환하여 지표 강수를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the performing of weather forecasting may include calculating surface precipitation by converting a mixture ratio of the ice phase, hail phase, hail phase, and snow phase into a unit of precipitation.

또한, 상기 기상 예측을 수행하는 단계는, 상기 제 1 미세물리과정과 상기 제 2 미세물리과정에서 나타나는 대기수상의 상변화에 기초하여 대기의 온도 변화를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.Also, the performing of weather forecasting may include calculating a temperature change of the atmosphere based on a phase change of the atmospheric water phase appearing in the first microphysical process and the second microphysical process.

본 발명의 다른 일측면은, 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 따른 기상 예측 방법을 수행하기 위한, 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체.Another aspect of the present invention is a computer-readable recording medium on which a computer program is recorded for performing the weather prediction method according to any one of claims 1 to 5.

본 발명의 또 다른 일측면은, 제 1 미세물리과정에 기초하여 수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상의 혼합비를 예단하는 혼합비 산출부; 제 2 미세물리과정에 기초하여 구름상, 비상 및 구름 응결핵의 수 농도를 예단하는 수 농도 산출부; 및 상기 수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상의 혼합비와 상기 구름상, 비상 및 구름 응결핵의 수 농도를 이용하여 기상 예측을 수행하는 기상 예측부를 포함할 수 있다.Another aspect of the present invention includes a mixing ratio calculator for predicting a mixing ratio of water vapor phase, cloud phase, ice phase, hail phase, flight phase and snow phase based on the first microphysical process; a number concentration calculator for predicting the number concentrations of cloud phase, flight and cloud condensation nuclei based on the second microphysical process; and a weather forecasting unit that performs weather forecasting using the mixture ratio of the water vapor phase, cloud phase, ice phase, hail phase, flight and snow phases and the number concentrations of the cloud phase, flight and cloud condensation nuclei.

상술한 본 발명의 일측면에 따르면, 구름 미세물리의 모수를 조정 가능한 기상 예측 장치, 방법 및 이를 수행하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체를 제공함으로써, 구름 미세물리과정의 결착, 녹음, 응결, 자가 전환, 침착, 승화, 증발, 얼음 생성, 활성화 및 침강과 관련되어, 요구되는 다양한 모수들을 조정할 수 있다.According to one aspect of the present invention described above, by providing a weather forecasting device and method capable of adjusting parameters of cloud microphysics and a recording medium recording a program for performing the cloud microphysics, consolidation, recording, condensation, and self-conversion of cloud microphysical processes. , deposition, sublimation, evaporation, ice formation, activation and sedimentation, the various parameters required can be tuned.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기상 예측 장치의 제어블록도이다.
도2는 도1의 혼합비 산출부에서 이용되는 제 1 미세물리과정을 나타낸 개략도이다.
도3은 도1의 수 농도 산출부에서 이용되는 제 2 미세물리과정을 나타낸 개략도이다.
도4는 도2의 제 1 미세물리과정에서 온도가 영상인 경우에만 활성화되는 과정을 나타낸 개략도이다.
도5는 도2의 제 1 미세물리과정에서 온도가 영하인 경우에만 활성화되는 과정을 나타낸 개략도이다.
도6은 도3의 제 2 미세물리과정에서 온도가 영상인 경우에만 활성화되는 과정을 나타낸 개략도이다.
도7은 도3의 제 2 미세물리과정에서 온도가 영하인 경우에만 활성화되는 과정을 나타낸 개략도이다.
도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기상 예측 방법의 순서도이다.
1 is a control block diagram of a weather prediction device according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram showing a first microphysical process used in the mixing ratio calculation unit of FIG. 1;
3 is a schematic diagram showing a second microphysical process used in the number concentration calculation unit of FIG. 1;
FIG. 4 is a schematic diagram showing a process activated only when the temperature is zero in the first microphysical process of FIG. 2 .
FIG. 5 is a schematic diagram showing a process activated only when the temperature is below zero in the first microphysical process of FIG. 2 .
6 is a schematic diagram showing a process activated only when the temperature is zero in the second microphysical process of FIG. 3 .
FIG. 7 is a schematic diagram showing a process activated only when the temperature is below zero in the second microphysical process of FIG. 3 .
8 is a flowchart of a weather prediction method according to an embodiment of the present invention.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The detailed description of the present invention which follows refers to the accompanying drawings which illustrate, by way of illustration, specific embodiments in which the present invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable one skilled in the art to practice the present invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different from each other but are not necessarily mutually exclusive. For example, specific shapes, structures, and characteristics described herein may be implemented in another embodiment without departing from the spirit and scope of the invention in connection with one embodiment. Additionally, it should be understood that the location or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the detailed description set forth below is not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if properly described, is limited only by the appended claims, along with all equivalents as claimed by those claims. Like reference numbers in the drawings indicate the same or similar function throughout the various aspects.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기상 예측 장치의 제어블록도이다.1 is a control block diagram of a weather prediction device according to an embodiment of the present invention.

기상 예측 장치(100)는 WDM6(Weather Research and Forecasting model Double Momentum) 등의 기상 예측 모델에 이용되는 구름 미세물리 과정을 수행하도록 마련되는 장치일 수 있다.The weather prediction device 100 may be a device provided to perform a cloud microphysics process used in a weather prediction model such as WDM6 (Weather Research and Forecasting model Double Momentum).

이를 위해, 기상 예측 장치(100)는 구름 미세물리의 모수를 이용하여 수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상의 혼합비 또는 구름상, 비상 및 구름 응결핵의 수 농도를 산출할 수 있다.To this end, the weather forecasting apparatus 100 may calculate the mixture ratio of water vapor phase, cloud phase, ice phase, hail phase, rain and snow phase, or the number concentration of cloud phase, flight and cloud condensation nuclei using parameters of cloud microphysics. there is.

이때, 구름 미세물리의 모수는 수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상, 눈상 및 구름 응결핵 등의 속도, 질량 및 크기 간의 관계와 같이, 대기 수상의 특성을 나타내는 모수가 포함될 수 있으며, 또한, 구름 미세물리의 모수는 수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상, 눈상 및 구름 응결핵 사이의 충동, 결착 등의 효율과 같이, 미세 물리과정의 효율성을 나타내는 모수가 더 포함될 수 있다.At this time, the parameters of the cloud microphysics may include parameters representing the characteristics of the atmospheric phase, such as the relationship between the speed, mass, and size of the water vapor phase, cloud phase, ice phase, hail phase, flight, snow phase, and cloud condensation nuclei, In addition, the parameters of cloud microphysics may further include parameters representing the efficiency of microphysical processes, such as the efficiency of vapor phase, cloud phase, ice phase, hail phase, flight, snow phase, and collision between cloud condensation nuclei and condensation. .

이에 따라, 기상 예측 장치(100)는 산출된 모수, 수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상의 혼합비 또는 구름상, 비상 및 구름 응결핵의 수 농도를 기상 예측 모델에 입력하여, 기상 예측을 수행하거나, 또는 기상 예측 모델의 모의 실험을 수행할 수 있다.Accordingly, the weather forecasting device 100 inputs the calculated parameter, water vapor phase, cloud phase, ice phase, hail phase, emergency and snow phase mixture ratio or number concentration of cloud phase, emergency and cloud condensation nuclei into the weather prediction model, A weather prediction may be performed or a weather prediction model may be simulated.

이를 위해, 기상 예측 장치(100)는 중앙 처리 장치(CPU: Central Processing Unit), 주 기억 장치(Main Memory Unit), 보조 기억 장치(AM: Auxiliary Memory) 및 입출력 장치(Input/Output Device) 등의 요소들 중 하나 이상의 요소들을 포함하도록 마련되는 컴퓨터, 서버 등을 통해 구현되도록 마련될 수도 있다.To this end, the weather forecasting device 100 includes a central processing unit (CPU), a main memory unit, an auxiliary memory (AM), and an input/output device. It may be prepared to be implemented through a computer, server, etc. prepared to include one or more of the elements.

한편, 기상 예측 장치(100)에서 기상 예측을 수행하는 것은 지표에 침강하는 대기수상에 대한 지표 강수를 산출하거나, 또는, 대기의 온도 변화를 산출하는 것을 포함할 수 있다.Meanwhile, performing weather forecasting by the weather forecasting apparatus 100 may include calculating surface precipitation for the atmospheric water phase that settles on the surface or calculating a temperature change of the atmosphere.

기상 예측 장치(100)는 혼합비 산출부(110), 수 농도 산출부(120) 및 기상 예측부(130)를 포함할 수 있다.The weather prediction device 100 may include a mixture ratio calculation unit 110 , a number concentration calculation unit 120 and a weather prediction unit 130 .

혼합비 산출부(110)는 제 1 미세물리과정에 기초하여 수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상의 혼합비를 예단할 수 있다.The mixing ratio calculation unit 110 may predict the mixing ratio of the vapor phase, the cloud phase, the ice phase, the hail phase, the flight phase and the snow phase based on the first microphysical process.

여기에서, 제 1 미세물리과정은 수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상 사이에서, 결착, 녹음, 응결, 자가 전환, 침착, 승화, 증발, 얼음 생성, 활성화 및 침강으로 나타나는 물리과정에 따른 혼합비를 예단하도록 마련될 수 있다.Here, the first microphysical process appears as consolidation, melting, condensation, self-conversion, deposition, sublimation, evaporation, ice formation, activation, and sedimentation between the vapor phase, cloud phase, ice phase, hail phase, flight and snow phase. It may be provided to predict the mixing ratio according to the physical process.

이를 위해, 혼합비 산출부(110)는 수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상의 혼합비를 예단하는 과정에서 요구되는 복수개의 모수를 입력 받을 수 있으며, 또한, 혼합비 산출부(110)는 복수개의 모수를 포함하도록 사전에 마련되는 데이터베이스로부터 수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상의 혼합비를 예단하는 과정에서 요구되는 모수를 추출할 수도 있다.To this end, the mixing ratio calculation unit 110 may receive a plurality of parameters required in the process of predicting the mixing ratio of the vapor phase, cloud phase, ice phase, hail phase, flight and snow phase, and also, the mixing ratio calculator 110 ) may extract parameters required in the process of predicting the mixing ratio of vapor phase, cloud phase, ice phase, hail phase, flight and snow phase from a database prepared in advance to include a plurality of parameters.

이에 따라, 혼합비 산출부(110)는 복수개의 모수를 제 1 미세물리과정에 적용할 수 있으며, 혼합비 산출부(110)는 복수개의 모수로부터 제 1 미세물리과정에 따라 수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상 사이에서, 결착, 녹음, 응결, 자가 전환, 침착, 승화, 증발, 얼음 생성, 활성화 및 침강으로 나타나는 물리과정에 따른 혼합비를 예단할 수 있다.Accordingly, the mixing ratio calculating unit 110 may apply a plurality of parameters to the first microphysical process, and the mixing ratio calculating unit 110 may determine the vapor phase, the cloud phase, and the ice phase according to the first microphysical process from the plurality of parameters. Among phases, hail phase, flying phase, and snow phase, the mixing ratio according to physical processes such as adhesion, melting, condensation, self conversion, deposition, sublimation, evaporation, ice formation, activation, and sedimentation can be predicted.

이때, 혼합비 산출부(110)는 수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상에 대한 결착, 녹음, 응결, 자가 전환, 침착, 승화, 증발, 얼음 생성, 활성화 및 침강 등의 물리과정을 복수개의 그룹으로 분류할 수 있다.At this time, the mixing ratio calculation unit 110 calculates physical properties such as consolidation, melting, condensation, self-conversion, deposition, sublimation, evaporation, ice formation, activation, and sedimentation for the vapor phase, cloud phase, ice phase, hail phase, flight and snow phase. Processes can be classified into a plurality of groups.

이러한 경우에, 혼합비 산출부(110)는 복수개의 그룹에 대한 수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상의 혼합비를 각각 예단할 수 있다.In this case, the mixing ratio calculation unit 110 may predict mixing ratios of vapor phase, cloud phase, ice phase, hail phase, flight phase, and snow phase for each of the plurality of groups.

예를 들어, 혼합비 산출부(110)는 수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상에 대한 물리과정을 결착(Accretion)을 나타내는 제 1 그룹, 녹음(Melting)을 나타내는 제 2 그룹, 응결(Freezing)을 나타내는 제 3 그룹, 자가 전환(Autoconversion)을 나타내는 제 4 그룹, 침착, 승화 및 증발(Deposition/Sublimation and Evaporation)을 나타내는 제 5 그룹, 얼음 생성(Ice generation)을 나타내는 제 6 그룹, 응결 및 활성화(Condensation/Activation)를 나타내는 제 7 그룹 및 침강(Sedimentation)을 나타내는 제 8 그룹으로 분류할 수 있다.For example, the mixing ratio calculation unit 110 calculates the physical processes of vapor phase, cloud phase, ice phase, hail phase, flight, and snow phase as a first group representing accretion and a second group representing melting. , the third group representing Freezing, the fourth group representing Autoconversion, the fifth group representing Deposition/Sublimation and Evaporation, and the sixth representing Ice generation. It can be classified into a seventh group representing condensation and activation (Condensation/Activation) and an eighth group representing sedimentation.

아래의 표1에서, 수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상의 혼합비에 대해 8개의 그룹으로 분류된 물리과정을 확인할 수 있다.In Table 1 below, the physical processes classified into eight groups for the mixing ratios of water vapor phase, cloud phase, ice phase, hail phase, flight phase and snow phase can be identified.

Figure 112020101112035-pat00001
Figure 112020101112035-pat00001

이러한 경우에, 혼합비 산출부(110)는 제 1 그룹에 대해, 싸라기상의 아이스상 결착에 의한 혼합비 생성률(Pgaci), 싸라기상의 비상 결착에 의한 혼합비 생성률(Pgacr), 싸라기상의 구름상 결착에 의한 혼합비 생성률(Pgacw), 아이스상의 비상 결착에 의한 혼합비 생성률(Piacr), 비상의 구름상 결착에 의한 혼합비 생성률(Praci), 비상의 눈상 결착에 의한 혼합비 생성률(Pracs), 비상의 구름상 결착에 의한 혼합비 생성률(Pracw), 눈상의 아이스상 결착에 의한 혼합비 생성률(Psaci), 눈상의 비상 결착에 의한 혼합비 생성률(Psacr) 및 눈상의 구름상 결착에 의한 혼합비 생성률(Psacw)을 산출할 수 있다.In this case, the mixing ratio calculation unit 110 calculates, for the first group, the mixing ratio production rate (Pgaci) due to the ice-phase consolidation of the hail phase, the mixing ratio production rate (Pgacr) due to the emergency hail formation, and the mixing ratio due to the cloud-form consolidation of the hail phase. Formation rate (Pgacw), mixing rate by emergency consolidation of ice phase (Piacr), mixing rate by emergency consolidation (Praci), mixing ratio by conjunctive snow phase consolidation (Pracs), mixing ratio by emergency consolidation of cloud phase The production rate (Pracw), the mixing ratio production rate (Psaci) due to ice phase adhesion on the snow, the mixing ratio formation rate (Psacr) due to emergency adhesion on the snow, and the mixing ratio formation rate (Psacw) due to cloud phase adhesion on the snow can be calculated.

또한, 혼합비 산출부(110)는 제 2 그룹에 대해, 싸라기상의 강화된 녹음에 의한 혼합비 생성률(Pgeml), 싸라기상의 녹음에 의한 혼합비 생성률(Pgmlt), 아이스상의 녹음에 의한 혼합비 생성률(Pimlt), 눈상의 강화된 녹음에 의한 혼합비 생성률(Pseml) 및 눈상의 녹음에 의한 혼합비 생성률(Psmlt)을 산출할 수 있다.In addition, the mixing ratio calculation unit 110 calculates, for the second group, a mixing ratio generation rate (Pgeml) due to enhanced recording of the hail phase, a mixing ratio generation rate (Pgmlt) due to the melting of the hail phase, a mixing ratio generation rate due to the melting of the ice phase (Pimlt), The mixing ratio generation rate (Pseml) by the enhanced recording of the eye image and the mixing ratio generation rate (Psmlt) by the recording of the eye image can be calculated.

또한, 혼합비 산출부(110)는 제 3 그룹에 대해, 비상으로부터 싸라기상으로 어는 과정에 의한 혼합비 생성률(Pgfrz), 균질하게 어는 과정에 의한 혼합비 생성률(Pihmf) 및 비 균질하게 어는 과정에 의한 혼합비 생성률(Pihtf)을 산출할 수 있다.In addition, the mixing ratio calculation unit 110 calculates, for the third group, the mixing ratio generation rate (Pgfrz) by the freezing-to-hail freezing process, the mixing ratio production rate (Pihmf) by the homogeneous freezing process, and the mixing ratio by the non-homogeneously freezing process The production rate (Pihtf) can be calculated.

또한, 혼합비 산출부(110)는 제 4 그룹에 대해, 눈상에서 싸라기상으로의 자가 전환에 의한 혼합비 생성률(Pgaut), 구름상으로부터 비상으로의 자가 전환에 의한 혼합비 생성률(Praut) 및 아이스상으로부터 눈상으로의 자가 전환에 의한 혼합비 생성률(Psaut)을 산출할 수 있다.In addition, the mixing ratio calculation unit 110 calculates the mixing ratio generation rate (Pgaut) by self conversion from the snow phase to the hail phase, the mixing ratio generation rate (Praut) by self conversion from the cloud phase to the flight phase, and the ice phase for the fourth group. The mixing ratio production rate (Psaut) by self-conversion to the eye image can be calculated.

또한, 혼합비 산출부(110)는 제 5 그룹에 대해, 싸라기상의 침착 및 승화에 의한 혼합비 생성률(Pgdep), 녹는 싸라기상의 증발에 의한 혼합비 생성률(Pgevp), 비상의 증발 및 응결에 의한 혼합비 생성률(Prevp), 증발에 따른 비상에서 구름상으로 변환에 의한 혼합비 생성률(Prevprc), 눈상의 침착 및 승화에 의한 혼합비 생성률(Psdep) 및 녹는 눈상의 증발에 의한 혼합비 생성률(Psevp)을 산출할 수 있다.In addition, for the fifth group, the mixing ratio calculation unit 110 calculates a mixing ratio generation rate (Pgdep) by deposition and sublimation of hail phase, a mixing ratio generation rate (Pgevp) by evaporation of melting hail phase, and a mixing ratio generation rate (by emergency evaporation and condensation) Prevp), the mixing ratio formation rate by conversion from flight to cloud formation due to evaporation (Prevprc), the mixing ratio formation rate by deposition and sublimation of snow phase (Psdep), and the mixing ratio formation rate by evaporation of melting snow phase (Psevp) can be calculated.

또한, 혼합비 산출부(110)는 제 6 그룹에 대해, 아이스상의 침착 및 승화에 의한 혼합비 생성률(Pidep) 및 수증기상으로부터 아이스상으로의 핵화과정에 의한 혼합비 생성률(Pigen)을 산출할 수 있다.In addition, the mixing ratio calculation unit 110 may calculate a mixing ratio formation rate (Pidep) by deposition and sublimation of the ice phase and a mixing ratio formation rate (Pigen) by the nucleation process from the water vapor phase to the ice phase for the sixth group.

또한, 혼합비 산출부(110)는 제 7 그룹에 대해, 구름 응결핵 활성화에 의한 혼합비 생성률(Pcact) 및 구름상의 응결 및 증발에 의한 혼합비 생성률(Pcond)을 산출할 수 있다.In addition, the mixing ratio calculator 110 may calculate a mixing ratio generation rate (Pcact) due to activation of cloud condensation nuclei and a mixing ratio generation rate (Pcond) due to cloud condensation and evaporation for the seventh group.

또한, 혼합비 산출부(110)는 제 8 그룹에 대해, 비상(Rain), 눈상(Snow) 및 싸라기상(Graupel)의 침강에 의한 혼합비를 산출할 수 있다.In addition, the mixing ratio calculation unit 110 may calculate the mixing ratio for the eighth group by sedimentation of rain, snow, and hail.

이와 관련하여, 혼합비 산출부(110)는 아래의 수학식1 내지 수학식8의 수식을 이용하여 각각의 혼합비를 산출할 수 있다.In this regard, the mixing ratio calculation unit 110 may calculate each mixing ratio using Equations 1 to 8 below.

Figure 112020101112035-pat00002
Figure 112020101112035-pat00002

Figure 112020101112035-pat00003
Figure 112020101112035-pat00003

Figure 112020101112035-pat00004
Figure 112020101112035-pat00004

Figure 112020101112035-pat00005
Figure 112020101112035-pat00005

Figure 112020101112035-pat00006
Figure 112020101112035-pat00006

Figure 112020101112035-pat00007
Figure 112020101112035-pat00007

Figure 112020101112035-pat00008
Figure 112020101112035-pat00008

Figure 112020101112035-pat00009
Figure 112020101112035-pat00009

Figure 112020101112035-pat00010
Figure 112020101112035-pat00010

수학식1 내지 수학식8에서,

Figure 112020101112035-pat00011
는 빗방울 응결 방정식에서의 상수를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00012
는 열역학 항을 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00013
는 열역학 항을 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00014
는 아이스상으로부터 눈상으로의 전환 효율을 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00015
는 눈상으로부터 싸라기상으로의 전환 효율을 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00016
는 구름상의 속도와 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00017
는 싸라기상의 속도와 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00018
는 얼음상의 속도와 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00019
는 비상의 속도와 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00020
는 눈상의 속도와 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00021
는 빗방울 응결 방정식에서의 상수를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00022
는 열역학 항을 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00023
는 열역학 항을 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00024
는 싸라기상의 속도와 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00025
는 얼음상의 속도와 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00026
는 비상의 속도와 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00027
는 눈상의 속도와 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00028
는 습윤 공기의 정압비열을 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00029
는 수상의 비열을 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00030
는 구름상의 질량과 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00031
는 싸라기상의 질량과 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00032
는 얼음상의 질량과 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00033
는 비상의 질량과 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00034
는 눈상의 질량과 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00035
는 수증기의 확산계수를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00036
는 구름상의 직경을 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00037
는 얼음상의 직경을 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00038
는 HDC에서 정의한 얼음상의 직경을 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00039
는 비상의 직경을 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00040
는 구름상의 질량과 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00041
는 싸라기상의 질량과 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00042
는 얼음상의 질량과 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00043
는 비상의 질량과 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00044
는 눈상의 질량과 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00045
는 비상 결착 효율을 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00046
는 비상의 부서짐 효율을 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00047
는 싸라기상과 구름상 사이의 충돌/결착 효율을 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00048
는 싸라기상과 아이스상 사이의 충돌/결착 효율을 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00049
는 싸라기상과 비상 사이의 충돌/결착 효율을 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00050
는 얼음상의 평균속도와 혼합비의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00051
는 아이스상과 비상 사이의 충돌/결착 효율을 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00052
는 비상과 아이스상 사이의 충돌/결착 효율을 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00053
는 비상과 눈상 사이의 충돌/결착 효율을 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00054
는 눈상과 구름상 사이의 충돌/결착 효율을 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00055
는 눈상과 아이스상 사이의 충돌/결착 효율을 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00056
는 눈상과 비상 사이의 충돌/결착 효율을 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00057
는 얼음상의 속도와 밀도의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00058
는 비상의 속도와 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00059
는 중력 가속도를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00060
는 Long's 결착 커널 계수를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00061
는 Long's 결착 커널 계수를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00062
는 공기의 열전도율을 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00063
는 구름응결핵 활성화 매개변수를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00064
는 결합 시 잠열을 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00065
는 응결 시 잠열을 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00066
는 구름상의 절편을 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00067
는 싸라기상의 절편을 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00068
는 비상의 절편을 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00069
는 눈상의 절편을 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00070
는 구름상의 수 농도를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00071
는 구름 응결핵의 수 농도를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00072
는 얼음상의 수 농도를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00073
는 비상의 수 농도를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00074
는 구름 응결핵의 초기 값을 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00075
는 혼합비를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00076
는 구름상의 혼합비를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00077
는 구름상의 혼합비의 임계값을 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00078
는 싸라기상의 혼합비를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00079
는 얼음상의 혼합비를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00080
는 얼음핵의 혼합비를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00081
는 비상의 혼합비를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00082
는 눈상의 혼합비를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00083
는 얼음상의 포화 값을 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00084
는 눈상의 자가 전환 임계값을 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00085
는 구름상의 포화 값을 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00086
는 수증기 기체상수를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00087
는 활성화된 구름 응결핵 방울의 반경을 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00088
는 얼음 대비 포화비를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00089
는 수증기 대비 포화비를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00090
는 구름 응결핵 활성화를 위한 최대 포화 값을 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00091
는 온도를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00092
는 기준 온도를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00093
는 싸라기상의 질량 가중된 침강속도를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00094
는 얼음상의 질량 가중된 침강속도를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00095
는 비상의 질량 가중된 침강속도를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00096
는 눈상의 질량 가중된 침강속도를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00097
는 싸라기상의 질량 가중된 연직평균 침강속도를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00098
는 비상의 질량 가중된 연직평균 침강속도를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00099
는 눈상의 질량 가중된 연직평균 침강속도를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00100
는 완전한 감마 함수를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00101
는 미세물리과정 적분 시간을 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00102
는 구름상 크기 분포의 기울기를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00103
는 싸라기상 크기 분포의 기울기를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00104
는 비상 크기 분포의 기울기를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00105
는 눈상 크기 분포의 기울기를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00106
는 구름상의 수 농도 분포의 형태를 표현하는 매개변수를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00107
는 싸라기상의 수 농도 분포의 형태를 표현하는 매개변수를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00108
는 비상의 수 농도 분포의 형태를 표현하는 매개변수를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00109
는 눈상의 수 농도 분포의 형태를 표현하는 매개변수를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00110
는 동적 점성을 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00111
는 원주율을 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00112
는 기준 상태의 공기 밀도를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00113
는 공기의 밀도를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00114
는 싸라기상의 밀도를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00115
는 비상의 밀도를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00116
는 눈상의 밀도를 의미하고,
Figure 112020101112035-pat00117
는 구름상의 밀도를 의미한다.In Equations 1 to 8,
Figure 112020101112035-pat00011
is a constant in the raindrop condensation equation,
Figure 112020101112035-pat00012
denotes a thermodynamic term,
Figure 112020101112035-pat00013
denotes a thermodynamic term,
Figure 112020101112035-pat00014
Means the conversion efficiency from the ice phase to the snow phase,
Figure 112020101112035-pat00015
Means the conversion efficiency from the snow phase to the hail phase,
Figure 112020101112035-pat00016
is a parameter representing the relationship between speed and size on the cloud,
Figure 112020101112035-pat00017
means a parameter representing the relationship between the speed and size of hail phase,
Figure 112020101112035-pat00018
Means a parameter representing the relationship between the speed and size of the ice phase,
Figure 112020101112035-pat00019
Means a parameter representing the relationship between the speed and magnitude of an emergency,
Figure 112020101112035-pat00020
Means a parameter representing the relationship between speed and size of the eye image,
Figure 112020101112035-pat00021
is a constant in the raindrop condensation equation,
Figure 112020101112035-pat00022
denotes a thermodynamic term,
Figure 112020101112035-pat00023
denotes a thermodynamic term,
Figure 112020101112035-pat00024
means a parameter representing the relationship between the speed and size of hail phase,
Figure 112020101112035-pat00025
Means a parameter representing the relationship between the speed and size of the ice phase,
Figure 112020101112035-pat00026
Means a parameter representing the relationship between the speed and magnitude of an emergency,
Figure 112020101112035-pat00027
Means a parameter representing the relationship between speed and size of the eye image,
Figure 112020101112035-pat00028
Means the specific heat at constant pressure of humid air,
Figure 112020101112035-pat00029
means the specific heat of the award,
Figure 112020101112035-pat00030
is a parameter representing the relationship between mass and size on the cloud,
Figure 112020101112035-pat00031
means a parameter representing the relationship between the mass and size of hail phase,
Figure 112020101112035-pat00032
Means a parameter representing the relationship between the mass and size of the ice phase,
Figure 112020101112035-pat00033
Means a parameter representing the relationship between the mass and size of the flight,
Figure 112020101112035-pat00034
Means a parameter representing the relationship between the mass and size of the eye image,
Figure 112020101112035-pat00035
is the diffusion coefficient of water vapor,
Figure 112020101112035-pat00036
is the diameter of the cloud,
Figure 112020101112035-pat00037
is the diameter of the ice phase,
Figure 112020101112035-pat00038
is the diameter of the ice phase defined by HDC,
Figure 112020101112035-pat00039
is the diameter of the flight,
Figure 112020101112035-pat00040
is a parameter representing the relationship between mass and size on the cloud,
Figure 112020101112035-pat00041
means a parameter representing the relationship between the mass and size of hail phase,
Figure 112020101112035-pat00042
Means a parameter representing the relationship between the mass and size of the ice phase,
Figure 112020101112035-pat00043
Means a parameter representing the relationship between the mass and size of the flight,
Figure 112020101112035-pat00044
Means a parameter representing the relationship between the mass and size of the eye image,
Figure 112020101112035-pat00045
Means the contingency binding efficiency,
Figure 112020101112035-pat00046
Means emergency breaking efficiency,
Figure 112020101112035-pat00047
Means the collision / binding efficiency between the hail phase and the cloud phase,
Figure 112020101112035-pat00048
Means the collision / binding efficiency between the hail phase and the ice phase,
Figure 112020101112035-pat00049
Means the collision / binding efficiency between hail phase and flight,
Figure 112020101112035-pat00050
Means a parameter representing the relationship between the average speed of the ice phase and the mixing ratio,
Figure 112020101112035-pat00051
Means the collision / binding efficiency between the ice phase and the flight,
Figure 112020101112035-pat00052
Means the collision / binding efficiency between the flight and the ice phase,
Figure 112020101112035-pat00053
Means the collision / binding efficiency between the flight and the snow phase,
Figure 112020101112035-pat00054
Means the collision / binding efficiency between the snow phase and the cloud phase,
Figure 112020101112035-pat00055
Means the collision / binding efficiency between the snow phase and the ice phase,
Figure 112020101112035-pat00056
Means the collision / binding efficiency between the snow phase and the emergency,
Figure 112020101112035-pat00057
is a parameter representing the relationship between the speed and density of the ice phase,
Figure 112020101112035-pat00058
Means a parameter representing the relationship between the speed and magnitude of an emergency,
Figure 112020101112035-pat00059
is the gravitational acceleration,
Figure 112020101112035-pat00060
denotes the Long's conclusive kernel coefficient,
Figure 112020101112035-pat00061
denotes the Long's conclusive kernel coefficient,
Figure 112020101112035-pat00062
is the thermal conductivity of air,
Figure 112020101112035-pat00063
Means the cloud condensation nucleus activation parameter,
Figure 112020101112035-pat00064
means the latent heat of bonding,
Figure 112020101112035-pat00065
is the latent heat of condensation,
Figure 112020101112035-pat00066
denotes the intercept on the cloud,
Figure 112020101112035-pat00067
Means the fragment of hail phase,
Figure 112020101112035-pat00068
denotes the intercept of the emergency,
Figure 112020101112035-pat00069
means the intercept of the eye,
Figure 112020101112035-pat00070
is the number concentration on the cloud,
Figure 112020101112035-pat00071
Means the number concentration of cloud condensation nuclei,
Figure 112020101112035-pat00072
is the number concentration of the ice phase,
Figure 112020101112035-pat00073
is the emergency number concentration,
Figure 112020101112035-pat00074
denotes the initial value of cloud condensation nuclei,
Figure 112020101112035-pat00075
is the mixing ratio,
Figure 112020101112035-pat00076
is the mixing ratio in the cloud phase,
Figure 112020101112035-pat00077
Means the threshold value of the mixing ratio in the cloud,
Figure 112020101112035-pat00078
Means the mixing ratio of hail phase,
Figure 112020101112035-pat00079
is the mixing ratio of the ice phase,
Figure 112020101112035-pat00080
is the mixing ratio of ice cores,
Figure 112020101112035-pat00081
is the emergency mixing ratio,
Figure 112020101112035-pat00082
Means the mixing ratio of the eye phase,
Figure 112020101112035-pat00083
is the saturation value of the ice phase,
Figure 112020101112035-pat00084
Means the self-conversion threshold on the eye,
Figure 112020101112035-pat00085
denotes the saturation value on the cloud,
Figure 112020101112035-pat00086
is the gas constant of water vapor,
Figure 112020101112035-pat00087
is the radius of the activated cloud condensation nucleus droplet,
Figure 112020101112035-pat00088
is the saturation ratio to ice,
Figure 112020101112035-pat00089
is the saturation ratio to water vapor,
Figure 112020101112035-pat00090
Means the maximum saturation value for activation of cloud condensation nuclei,
Figure 112020101112035-pat00091
means temperature,
Figure 112020101112035-pat00092
means the reference temperature,
Figure 112020101112035-pat00093
Means the mass-weighted sedimentation rate of hail phase,
Figure 112020101112035-pat00094
is the mass-weighted sedimentation rate of the ice phase,
Figure 112020101112035-pat00095
is the emergency mass-weighted sedimentation rate,
Figure 112020101112035-pat00096
Means the mass-weighted sedimentation rate of the snow phase,
Figure 112020101112035-pat00097
Means the mass-weighted vertical average sedimentation velocity of hail phase,
Figure 112020101112035-pat00098
is the mass-weighted vertical mean sedimentation velocity of flight,
Figure 112020101112035-pat00099
Means the mass-weighted vertical average sedimentation velocity of the snow phase,
Figure 112020101112035-pat00100
denotes the complete gamma function,
Figure 112020101112035-pat00101
Means the microphysical process integration time,
Figure 112020101112035-pat00102
Means the slope of the cloud size distribution,
Figure 112020101112035-pat00103
Means the slope of the hail size distribution,
Figure 112020101112035-pat00104
is the slope of the emergency size distribution,
Figure 112020101112035-pat00105
Means the slope of the eye image size distribution,
Figure 112020101112035-pat00106
Means a parameter expressing the shape of the number concentration distribution on the cloud,
Figure 112020101112035-pat00107
Means a parameter expressing the shape of the number concentration distribution of hail phase,
Figure 112020101112035-pat00108
Means a parameter expressing the form of non-emergency number concentration distribution,
Figure 112020101112035-pat00109
Means a parameter expressing the shape of the number concentration distribution on the eye,
Figure 112020101112035-pat00110
Means the dynamic viscosity,
Figure 112020101112035-pat00111
is the circumference ratio,
Figure 112020101112035-pat00112
is the density of air in the reference state,
Figure 112020101112035-pat00113
is the density of air,
Figure 112020101112035-pat00114
means the density of hail phase,
Figure 112020101112035-pat00115
is the emergency density,
Figure 112020101112035-pat00116
means the density of the eye image,
Figure 112020101112035-pat00117
is the cloud density.

이때, 수학식1 내지 수학식8에서 이용되는 변수 또는 값들은 각 수학식에서 이용되는 의미에 따라 임의의 값으로 사전에 설정될 수 있다.At this time, the variables or values used in Equations 1 to 8 may be previously set to arbitrary values according to the meaning used in each equation.

수 농도 산출부(120)는 제 2 미세물리과정에 기초하여 구름상, 비상 및 구름 응결핵의 수 농도를 예단할 수 있다.The number concentration calculation unit 120 may predict the number concentrations of cloud phase, flight and cloud condensation nuclei based on the second microphysical process.

여기에서, 제 2 미세물리과정은 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상, 눈상 및 구름 응결핵 사이에서, 결착, 녹음, 응결, 자가 전환, 증발, 활성화 및 침강으로 나타나는 물리과정에 따른 수 농도를 예단하도록 마련될 수 있다.Here, the second microphysical process measures the number concentration according to physical processes such as consolidation, melting, condensation, self conversion, evaporation, activation, and sedimentation between cloud phase, ice phase, hail phase, flight, snow phase, and cloud condensation nuclei. It can be arranged to predict.

이를 위해, 수 농도 산출부(120)는 구름상, 비상 및 구름 응결핵의 수 농도를 예단하는 과정에서 요구되는 복수개의 모수를 입력 받을 수 있으며, 또한, 수 농도 산출부(120)는 복수개의 모수를 포함하도록 사전에 마련되는 데이터베이스로부터 구름상, 비상 및 구름 응결핵의 수 농도를 예단하는 과정에서 요구되는 모수를 추출할 수도 있다.To this end, the number concentration calculation unit 120 may receive a plurality of parameters required in the process of predicting the number concentrations of cloud phase, flight and cloud condensation nuclei, and also, the number concentration calculation unit 120 may receive a plurality of parameters Parameters required in the process of predicting the number and concentration of cloud phase, emergency, and cloud condensation nuclei may be extracted from a database prepared in advance to include .

이에 따라, 수 농도 산출부(120)는 복수개의 모수를 제 2 미세물리과정에 적용할 수 있으며, 수 농도 산출부(120)는 복수개의 모수로부터 제 2 미세물리과정에 따라 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상, 눈상 및 구름 응결핵 사이에서, 결착, 녹음, 응결, 자가 전환, 증발, 활성화 및 침강으로 나타나는 물리과정에 따른 수 농도를 예단할 수 있다.Accordingly, the number concentration calculating unit 120 may apply a plurality of parameters to the second microphysical process, and the number concentration calculating unit 120 may apply the plurality of parameters to the cloud phase or the ice phase according to the second microphysical process. , among hail phases, flight phases, snow phases and cloud condensation nuclei, number concentrations can be predicted according to physical processes such as condensation, melting, condensation, self conversion, evaporation, activation, and sedimentation.

이때, 수 농도 산출부(120)는 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상, 눈상 및 구름 응결핵 사이에서, 결착, 녹음, 응결, 자가 전환, 증발, 활성화 및 침강 등의 물리과정을 복수개의 그룹으로 분류할 수 있다.At this time, the number concentration calculator 120 performs physical processes such as consolidation, melting, condensation, self-conversion, evaporation, activation, and sedimentation among a cloud phase, ice phase, hail phase, flight, snow phase, and cloud condensation nuclei into a plurality of groups. can be classified as

이러한 경우에, 수 농도 산출부(120)는 복수개의 그룹에 대한 구름상, 비상 및 구름 응결핵의 수 농도를 각각 예단할 수 있다.In this case, the number concentration calculation unit 120 may predict the number concentrations of cloud phase, flight and cloud condensation nuclei for a plurality of groups, respectively.

예를 들어, 수 농도 산출부(120)는 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상, 눈상 및 구름 응결핵에 대한 물리과정을 결착(Accretion)을 나타내는 제 1 그룹, 녹음(Melting)을 나타내는 제 2 그룹, 응결(Freezing)을 나타내는 제 3 그룹, 자가 전환(Autoconversion)을 나타내는 제 4 그룹, 증발(Evaporation)을 나타내는 제 5 그룹, 활성화(Activation)를 나타내는 제 6 그룹 및 침강(Sedimentation)을 나타내는 제 7 그룹으로 분류할 수 있다.For example, the number concentration calculation unit 120 calculates the physical processes for cloud phase, ice phase, hail phase, flight phase, snow phase, and cloud condensation nuclei in a first group representing Accretion and a second group representing Melting. group, the third group representing Freezing, the fourth group representing Autoconversion, the fifth group representing Evaporation, the sixth group representing Activation, and the sixth representing Sedimentation. It can be classified into 7 groups.

아래의 표2에서, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상, 눈상 및 구름 응결핵에 대해 7개의 그룹으로 분류된 물리과정을 확인할 수 있다.In Table 2 below, the physical processes classified into seven groups for cloud phase, ice phase, hail phase, flight, snow phase, and cloud condensation nucleus can be confirmed.

Figure 112020101112035-pat00118
Figure 112020101112035-pat00118

이러한 경우에, 수 농도 산출부(120)는 제 1 그룹에 대해, 구름상의 자가 포착에 의한 수 농도 생성률(Nccol), 싸라기상의 비상 결착에 의한 수 농도 생성률(Ngacr), 싸라기상의 구름상 결착에 의한 수 농도 생성률(Ngacw), 아이스상의 비상 결착에 의한 수 농도 생성률(Niacr), 비상의 구름상 결착에 의한 수 농도 생성률(Nracw), 비상의 자가 포착에 의한 수 농도 생성률 (Nrcol), 눈상의 비상 결착에 의한 수 농도 생성률(Nsacr) 및 눈상의 구름상 결착에 의한 수 농도 생성률(Nsacw)을 산출할 수 있다.In this case, the number concentration calculation unit 120 calculates, for the first group, the number concentration generation rate (Nccol) by self-acquisition of the cloud phase, the number concentration generation rate (Ngacr) by the emergency settling of the hail phase, and the cloud formation rate of the hail phase. water concentration production rate by flight (Ngacw), water concentration production rate by flight consolidation on ice (Niacr), flight cloud flight consolidation (Nracw), flight self-acquisition water concentration production rate (Nrcol), snow phase The water concentration production rate (Nsacr) by emergency settling and the water concentration production rate (Nsacw) by cloud-like settling on snow can be calculated.

또한, 수 농도 산출부(120)는 제 2 그룹에 대해, 싸라기상의 강화된 녹음에 의한 수 농도 생성률(Ngeml), 싸라기상의 녹음에 의한 수 농도 생성률(Ngmlt), 아이스상의 녹음에 의한 수 농도 생성률(Nimlt), 눈상의 강화된 녹음에 의한 수 농도 생성률(Nseml) 및 눈상의 녹음에 의한 수 농도 생성률(Nsmlt)을 산출할 수 있다.In addition, the number concentration calculation unit 120 calculates, for the second group, the number concentration generation rate (Ngeml) by the enhanced melting of the hail phase, the number concentration generation rate (Ngmlt) by the melting of the hail phase, and the number concentration generation rate by the melting of the ice phase. (Nimlt), number concentration production rate (Nseml) by enhanced recording of the eye image, and number concentration production rate (Nsmlt) by recording of the eye image can be calculated.

또한, 수 농도 산출부(120)는 제 3 그룹에 대해, 비상에서 싸라기상으로 어는 과정에 의한 수 농도 생성률(Ngfrz), 균질하게 어는 과정에 의한 수 농도 생성률(Nihmf) 및 비 균질하게 어는 과정에 의한 수 농도 생성률(Nihtf)을 산출할 수 있다.In addition, for the third group, the number concentration calculation unit 120 calculates the number concentration generation rate (Ngfrz) by the freezing process from the emergency to the hail phase, the number concentration generation rate (Nihmf) by the homogeneous freezing process, and the non-homogeneous freezing process The number concentration production rate (Nihtf) can be calculated by

또한, 수 농도 산출부(120)는 제 4 그룹에 대해, 구름상으로부터 비상으로의 자가 전환에 의한 수 농도 생성률(Nraut)을 산출할 수 있다.In addition, the water concentration calculation unit 120 may calculate the water concentration generation rate Nraut for the fourth group by self-switching from cloud to flight.

또한, 수 농도 산출부(120)는 제 5 그룹에 대해, 구름상의 증발에 의한 수 농도 생성률(Ncevp) 및 비상의 증발에 의한 수 농도 생성률(Nrevp)을 산출할 수 있다.In addition, the water concentration calculation unit 120 may calculate a water concentration generation rate (Ncevp) due to cloud evaporation and a water concentration generation rate (Nrevp) due to flight evaporation for the fifth group.

또한, 수 농도 산출부(120)는 제 6 그룹에 대해, 구름 응결핵 활성화에 의한 수 농도 생성률(Ncact)을 산출할 수 있다.Also, the number concentration calculation unit 120 may calculate the number concentration generation rate Ncact due to activation of cloud condensation nuclei for the sixth group.

또한, 수 농도 산출부(120)는 제 7 그룹에 대해, 비상의 침강에 의한 수 농도를 산출할 수 있다.Also, the number concentration calculation unit 120 may calculate the number concentration due to the emergency sedimentation for the seventh group.

이와 관련하여, 수 농도 산출부(120)는 아래의 수학식9 내지 수학식15의 수식을 이용하여 각각의 수 농도를 산출할 수 있다.In this regard, the number concentration calculation unit 120 may calculate each number concentration using the formulas of Equations 9 to 15 below.

Figure 112020101112035-pat00119
Figure 112020101112035-pat00119

Figure 112020101112035-pat00120
Figure 112020101112035-pat00120

Figure 112020101112035-pat00121
Figure 112020101112035-pat00121

Figure 112020101112035-pat00122
Figure 112020101112035-pat00122

Figure 112020101112035-pat00123
Figure 112020101112035-pat00123

Figure 112020101112035-pat00124
Figure 112020101112035-pat00124

Figure 112020101112035-pat00125
Figure 112020101112035-pat00125

Figure 112020101112035-pat00126
Figure 112020101112035-pat00126

수학식9 내지 수학식15에서 이용되는 변수 또는 값들은 수학식1 내지 수학식8에서 이용된 변수 또는 값들과 동일한 의미로 이용될 수 있다. 이에 따라, 수학식9 내지 수학식15에서 이용되는 변수 또는 값들은 각 수학식에서 이용되는 의미에 따라 임의의 값으로 사전에 설정될 수 있다.The variables or values used in Equations 9 to 15 may have the same meaning as the variables or values used in Equations 1 to 8. Accordingly, the variables or values used in Equations 9 to 15 may be previously set to arbitrary values according to the meaning used in each Equation.

기상 예측부(130)는 수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상의 혼합비와 구름상, 비상 및 구름 응결핵의 수 농도를 이용하여 기상 예측을 수행할 수 있다.The weather forecasting unit 130 may perform weather prediction using a mixture ratio of water vapor phase, cloud phase, ice phase, hail phase, flight and snow phases, and number concentrations of cloud phase, flight and cloud condensation nuclei.

여기에서, 기상 예측은 지표면에 쌓이는 강수의 양을 나타내는 지표 강수를 예측하는 것일 수 있으며, 또한, 기상 예측은 대기의 온도 변화를 예측하는 것일 수 있다.Here, weather forecasting may be prediction of surface precipitation representing the amount of precipitation accumulated on the ground surface, and weather forecasting may be forecasting temperature change of the atmosphere.

이와 관련하여, 기상 예측부(130)는 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상의 혼합비를 강수의 단위로 변환하여 지표 강수를 산출할 수 있다.In this regard, the weather forecasting unit 130 may calculate surface precipitation by converting a mixing ratio of ice phase, hail phase, hail phase, and snow phase into a unit of precipitation.

또한, 기상 예측부(130)는 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상에 대해 각각 예단된 혼합비의 합 연산을 통해 지표 강수를 산출할 수 있으며, 또한, 기상 예측부(130)는 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상에 대해 각각 예단된 혼합비에 따라 지표 강수가 매칭되도록 사전에 마련되는 데이터베이스를 이용하여 지표 강수를 산출할 수도 있다.In addition, the weather prediction unit 130 may calculate surface precipitation through a sum operation of predicted mixture ratios for the ice phase, the hail phase, the emergency and the snow phase, respectively, and the weather forecasting unit 130 may calculate the ice phase, hail Surface precipitation may be calculated using a database prepared in advance so that surface precipitation is matched according to predicted mixing ratios for phase, emergency, and snow phases, respectively.

한편, 기상 예측부(130)는 제 1 미세물리과정과 상기 제 2 미세물리과정에서 나타나는 대기수상의 상변화에 기초하여 대기의 온도 변화를 산출할 수 있다.Meanwhile, the weather forecasting unit 130 may calculate a temperature change of the atmosphere based on phase changes of the atmospheric water phase appearing in the first microphysical process and the second microphysical process.

여기에서, 대기수상은 수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상, 눈상 및 구름 응결핵 등을 의미할 수 있으며, 이에 따라, 상변화는 수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상, 눈상 및 구름 응결핵 등의 대기 수상이 주변 대기의 열을 흡수하거나, 또는 방출하여 다른 대기 수상으로 변화하는 현상을 의미할 수 있다.Here, the atmospheric water phase may mean water vapor phase, cloud phase, ice phase, hail phase, flight, snow phase, cloud condensation nucleus, etc. It can refer to a phenomenon in which atmospheric water phases, such as snowflakes and cloud condensation nuclei, absorb or release heat from the surrounding atmosphere to change into other atmospheric water phases.

이에 따라, 기상 예측부(130)는 대기수상의 상변화에 따라 대기수상으로부터 방출되거나, 또는, 흡수되는 열의 양을 이용하여 대기의 온도 변화를 산출할 수 있다.Accordingly, the weather forecasting unit 130 may calculate the temperature change of the atmosphere using the amount of heat emitted or absorbed from the atmospheric water phase according to the phase change of the atmospheric water phase.

이때, 기상 예측부(130)는 대기 수상의 상변화에 따라 변화하는 온도가 매칭되도록 사전에 마련되는 데이터베이스를 이용하여 대기의 온도 변화를 산출할 수도 있다.In this case, the weather forecasting unit 130 may calculate the temperature change of the atmosphere using a database prepared in advance so that the temperature changing according to the phase change of the atmospheric water level is matched.

도2는 도1의 혼합비 산출부에서 이용되는 제 1 미세물리과정을 나타낸 개략도이다.2 is a schematic diagram showing a first microphysical process used in the mixing ratio calculation unit of FIG. 1;

도2를 참조하면, 수증기상(Water vapor), 구름상(Cloud water), 아이스상(Cloud ice), 싸라기상(Graupel), 비상(Rain) 및 눈상(Snow) 사이에서 결착, 녹음, 응결, 자가 전환, 침착, 승화, 증발, 얼음 생성, 활성화 및 침강으로 나타나는 물리과정들을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 2, consolidation, recording, condensation, Physical processes such as self-conversion, deposition, sublimation, evaporation, ice formation, activation and sedimentation can be identified.

이와 같이, 제 1 미세물리과정은 수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상 사이에서, 결착, 녹음, 응결, 자가 전환, 침착, 승화, 증발, 얼음 생성, 활성화 및 침강으로 나타나는 물리과정에 의해 생성되는 혼합비를 예단하도록 마련될 수 있다.As such, the first microphysical process appears as consolidation, melting, condensation, self-conversion, deposition, sublimation, evaporation, ice formation, activation, and sedimentation between the vapor phase, cloud phase, ice phase, hail phase, flight and snow phase. It may be provided to predict the mixing ratio generated by the physical process.

이때, 제 1 미세물리과정은 대기의 온도가 영상인 경우에 활성화되는 과정, 대기의 온도가 영하인 경우에 활성화되는 과정 및 대기의 온도에 상관없이 활성화되는 과정을 포함할 수 있다.In this case, the first microphysical process may include a process activated when the atmospheric temperature is zero, a process activated when the atmospheric temperature is below zero, and a process activated regardless of the atmospheric temperature.

여기에서, 대기의 온도가 영상인 경우에 활성화되는 과정은 물이 어는 점보다 높은 온도에서 활성화되는 과정으로 이해할 수도 있으며, 이와 같은, 대기의 온도가 영상인 경우에 활성화되는 과정은 싸라기상의 강화된 녹음(Pgeml), 녹는 싸라기상의 증발(Pgevp), 싸라기상의 녹음(Pgmlt), 아이스상의 녹음(Pimlt), 눈상의 강화된 녹음(Pseml), 녹는 눈상의 증발(Psevp) 및 눈상의 녹음(Psmlt) 등의 과정을 포함할 수 있다.Here, the process activated when the atmospheric temperature is zero can be understood as a process activated at a temperature higher than the freezing point of water. Melting (Pgeml), evaporation of melting hail (Pgevp), melting of hail (Pgmlt), melting of ice (Pimlt), enhanced melting of snow (Pseml), evaporation of melting snow (Psevp) and melting of snow (Psmlt) etc. may be included.

또한, 대기의 온도가 영하인 경우에 활성화되는 과정은 물이 어는 점보다 낮은 온도에서 활성화되는 과정으로 이해할 수도 있으며, 이와 같은, 대기의 온도가 영하인 경우에 활성화되는 과정은 싸라기상의 아이스상 결착(Pgaci), 싸라기상의 비상 결착(Pgacr), 싸라기상의 구름상 결착(Pgacw), 눈상에서 싸라기상으로의 자가 전환(Pgaut), 싸라기상의 침착 및 승화(Pgdep), 비상으로부터 싸라기상으로 어는 과정(Pgfrz), 아이스상의 비상 결착(Piacr), 아이스상의 침착 및 승화(Pidep), 수증기상으로부터 아이스상으로의 핵화과정(Pigen), 균질하게 어는 과정(Pihmf), 비 균질하게 어는 과정(Pihtf), 비상의 구름상 결착(Praci), 비상의 눈상 결착(Pracs), 눈상의 아이스상 결착(Psaci), 눈상의 비상 결착(Psacr), 눈상의 구름상 결착(Psacw), 아이스상으로부터 눈상으로의 자가 전환(Psaut) 및 눈상의 침착 및 승화(Psdep) 등의 과정을 포함할 수 있다.In addition, the process activated when the atmospheric temperature is below freezing can be understood as a process activated at a temperature lower than the freezing point of water. (Pgaci), hail phase emergency consolidation (Pgacr), hail phase cloud consolidation (Pgacw), snow phase to hail phase self conversion (Pgaut), hail phase deposition and sublimation (Pgdep), hail phase freezing process ( Pgfrz), emergency consolidation of ice phase (Piacr), deposition and sublimation of ice phase (Pidep), nucleation process from vapor phase to ice phase (Pigen), homogeneous freezing process (Pihmf), non-homogeneous freezing process (Pihtf), Conjunction on snow (Praci), Conjunction on snow (Pracs), Conjunction on ice (Psaci), Conjunction on snow (Psacr), Conjunction on snow (Psacw), Self from ice to snow It may include processes such as conversion (Psaut) and deposition and sublimation on the eye (Psdep).

또한, 대기의 온도에 상관없이 활성화되는 과정은 물이 어는 점보다 낮은 온도와 물이 어는 점보다 높은 온도에서 활성화되는 과정으로 이해할 수도 있으며, 이와 같은, 대기의 온도에 상관없이 활성화되는 과정은 구름 응결핵 활성화(Pcact), 구름상의 응결 및 증발(Pcond), 비상의 구름상 결착(Pracw), 구름상으로부터 비상으로의 자가 전환(Praut), 비상의 증발 및 응결(Prevp) 및 증발에 따른 비상에서 구름상으로 변환(Prevprc) 등의 과정을 포함할 수 있다.In addition, the process activated regardless of atmospheric temperature can be understood as a process activated at a temperature lower than the freezing point of water and a temperature higher than the freezing point of water. Condensation Nucleus Activation (Pcact), Cloud Condensation and Evaporation (Pcond), Emergency Cloud Phase Consolidation (Pracw), Self-Transfer from Cloud Phase to Emergency (Praut), Emergency Evaporation and Condensation (Prevp), and Emergencies with Evaporation It may include a process such as conversion into a cloud (Prevprc).

이에 따라, 혼합비 산출부(110)는 제 1 미세물리과정에 기초하여 수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상의 혼합비를 예단할 수 있다.Accordingly, the mixing ratio calculation unit 110 may predict the mixing ratio of the water vapor phase, the cloud phase, the ice phase, the hail phase, the flight phase and the snow phase based on the first microphysical process.

도3은 도1의 수 농도 산출부에서 이용되는 제 2 미세물리과정을 나타낸 개략도이다.3 is a schematic diagram showing a second microphysical process used in the number concentration calculation unit of FIG. 1;

도3을 참조하면, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상, 눈상 및 구름 응결핵 사이에서 결착, 녹음, 응결, 자가 전환, 증발, 활성화 및 침강으로 나타나는 물리과정들을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 3, it can be seen that physical processes appearing as consolidation, melting, condensation, self conversion, evaporation, activation, and sedimentation among cloud phase, ice phase, hail phase, flight, snow phase, and cloud condensation nuclei.

이와 같이, 제 2 미세물리과정은 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상, 눈상 및 구름 응결핵 사이에서, 결착, 녹음, 응결, 자가 전환, 증발, 활성화 및 침강으로 나타나는 물리과정에 따른 수 농도를 예단하도록 마련될 수 있다.As such, the second microphysical process determines the water concentration according to physical processes such as condensation, melting, condensation, self conversion, evaporation, activation, and sedimentation between cloud phase, ice phase, hail phase, flight, snow phase, and cloud condensation nuclei. It can be arranged to predict.

이때, 제 2 미세물리과정은 대기의 온도가 영상인 경우에 활성화되는 과정, 대기의 온도가 영하인 경우에 활성화되는 과정 및 대기의 온도에 상관없이 활성화되는 과정을 포함할 수 있다.In this case, the second microphysical process may include a process activated when the atmospheric temperature is zero, a process activated when the atmospheric temperature is below zero, and a process activated regardless of the atmospheric temperature.

여기에서, 대기의 온도가 영상인 경우에 활성화되는 과정은 물이 어는 점보다 높은 온도에서 활성화되는 과정으로 이해할 수도 있으며, 이와 같은, 대기의 온도가 영상인 경우에 활성화되는 과정은 싸라기상의 구름상 결착(Ngacw), 싸라기상의 강화된 녹음(Ngeml), 싸라기상의 녹음(Ngmlt), 아이스상의 녹음(Nimlt), 눈상의 강화된 녹음(Nseml) 및 눈상의 녹음(Nsmlt)등의 과정을 포함할 수 있다.Here, the process activated when the atmospheric temperature is zero can be understood as a process activated at a temperature higher than the freezing point of water. It may include processes such as adhesion (Ngacw), enhanced recording on hail (Ngeml), recording on hail (Ngmlt), recording on ice (Nimlt), enhanced recording on snow (Nseml), and recording on snow (Nsmlt). there is.

또한, 대기의 온도가 영하인 경우에 활성화되는 과정은 물이 어는 점보다 낮은 온도에서 활성화되는 과정으로 이해할 수도 있으며, 이와 같은, 대기의 온도가 영하인 경우에 활성화되는 과정은 싸라기상의 비상 결착(Ngacr), 아이스상의 비상 결착(Niacr), 눈상의 비상 결착(Nsacr), 눈상의 구름상 결착(Nsacw), 비상에서 싸라기상으로 어는 과정(Ngfrz), 균질하게 어는 과정(Nihmf) 및 비 균질하게 어는 과정(Nihtf)등의 과정을 포함할 수 있다.In addition, the process activated when the atmospheric temperature is below freezing can be understood as a process activated at a temperature lower than the freezing point of water, and such a process activated when the atmospheric temperature is below freezing is the emergency cohesion of the hail phase ( Ngacr), emergency consolidation in ice phase (Niacr), emergency consolidation in snow phase (Nsacr), cloud consolidation in snow phase (Nsacw), emergency to hail freezing process (Ngfrz), homogeneous freezing process (Nihmf) and non-homogeneously It may include a process such as a freezing process (Nihtf).

또한, 대기의 온도에 상관없이 활성화되는 과정은 물이 어는 점보다 낮은 온도와 물이 어는 점보다 높은 온도에서 활성화되는 과정으로 이해할 수도 있으며, 이와 같은, 대기의 온도에 상관없이 활성화되는 과정은 구름상의 자가 포착(Nccol), 비상의 구름상 결착(Nracw), 비상의 자가 포착(Nrcol), 구름상으로부터 비상으로의 자가 전환(Nraut), 구름상의 증발(Ncevp), 비상의 증발(Nrevp) 및 구름 응결핵 활성화(Ncact)등의 과정을 포함할 수 있다.In addition, the process activated regardless of atmospheric temperature can be understood as a process activated at a temperature lower than the freezing point of water and a temperature higher than the freezing point of water. phase self-acquisition (Nccol), emergency cloud phase consolidation (Nracw), emergency self-acquisition (Nrcol), cloud phase self-transfer to emergency (Nraut), cloud phase evaporation (Ncevp), emergency evaporation (Nrevp) and It may include processes such as activation of cloud condensation nuclei (Ncact).

이에 따라, 수 농도 산출부(120)는 제 2 미세물리과정에 기초하여 구름상, 비상 및 구름 응결핵의 수 농도를 예단할 수 있다.Accordingly, the number concentration calculation unit 120 may predict the number concentrations of cloud phase, flight and cloud condensation nuclei based on the second microphysical process.

도4는 도2의 제 1 미세물리과정에서 온도가 영상인 경우에만 활성화되는 과정을 나타낸 개략도이다.FIG. 4 is a schematic diagram showing a process activated only when the temperature is zero in the first microphysical process of FIG. 2 .

대기의 온도가 영상인 경우에 활성화되는 과정은 물이 어는 점보다 높은 온도에서 활성화되는 과정으로 이해할 수도 있으며, 이와 같은, 대기의 온도가 영상인 경우에 활성화되는 과정은 싸라기상의 강화된 녹음(Pgeml), 녹는 싸라기상의 증발(Pgevp), 싸라기상의 녹음(Pgmlt), 아이스상의 녹음(Pimlt), 눈상의 강화된 녹음(Pseml), 녹는 눈상의 증발(Psevp) 및 눈상의 녹음(Psmlt) 등의 과정을 포함할 수 있다.The process activated when the atmospheric temperature is zero can be understood as a process activated at a temperature higher than the freezing point of water. ), evaporation of melting hail (Pgevp), melting of hail (Pgmlt), melting of ice (Pimlt), enhanced melting of snow (Pseml), evaporation of melting snow (Psevp) and melting of snow (Psmlt). can include

도5는 도2의 제 1 미세물리과정에서 온도가 영하인 경우에만 활성화되는 과정을 나타낸 개략도이다.FIG. 5 is a schematic diagram showing a process activated only when the temperature is below zero in the first microphysical process of FIG. 2 .

대기의 온도가 영하인 경우에 활성화되는 과정은 물이 어는 점보다 낮은 온도에서 활성화되는 과정으로 이해할 수도 있으며, 이와 같은, 대기의 온도가 영하인 경우에 활성화되는 과정은 싸라기상의 아이스상 결착(Pgaci), 싸라기상의 비상 결착(Pgacr), 싸라기상의 구름상 결착(Pgacw), 눈상에서 싸라기상으로의 자가 전환(Pgaut), 싸라기상의 침착 및 승화(Pgdep), 비상으로부터 싸라기상으로 어는 과정(Pgfrz), 아이스상의 비상 결착(Piacr), 아이스상의 침착 및 승화(Pidep), 수증기상으로부터 아이스상으로의 핵화과정(Pigen), 균질하게 어는 과정(Pihmf), 비 균질하게 어는 과정(Pihtf), 비상의 구름상 결착(Praci), 비상의 눈상 결착(Pracs), 눈상의 아이스상 결착(Psaci), 눈상의 비상 결착(Psacr), 눈상의 구름상 결착(Psacw), 아이스상으로부터 눈상으로의 자가 전환(Psaut) 및 눈상의 침착 및 승화(Psdep) 등의 과정을 포함할 수 있다.The process activated when the atmospheric temperature is below freezing can be understood as a process activated at a temperature lower than the freezing point of water. ), hail phase emergency consolidation (Pgacr), hail phase cloud consolidation (Pgacw), snow phase to hail phase self conversion (Pgaut), hail phase deposition and sublimation (Pgdep), hail phase freezing process (Pgfrz) , emergency consolidation of ice phase (Piacr), deposition and sublimation of ice phase (Pidep), nucleation process from vapor phase to ice phase (Pigen), homogeneous freezing process (Pihmf), non-homogeneous freezing process (Pihtf), emergency Consolidation of cloud phase (Praci), Conjunction of emergency snow phase (Pracs), Conjunction of ice phase of snow (Psaci), Conjunction of emergency phase of snow (Psacr), Conjunction of cloud phase of snow (Psacw), Self transition from ice phase to snow phase ( Psaut) and eye image deposition and sublimation (Psdep).

도6은 도3의 제 2 미세물리과정에서 온도가 영상인 경우에만 활성화되는 과정을 나타낸 개략도이다.6 is a schematic diagram showing a process activated only when the temperature is zero in the second microphysical process of FIG. 3 .

대기의 온도가 영상인 경우에 활성화되는 과정은 물이 어는 점보다 높은 온도에서 활성화되는 과정으로 이해할 수도 있으며, 이와 같은, 대기의 온도가 영상인 경우에 활성화되는 과정은 싸라기상의 구름상 결착(Ngacw), 싸라기상의 강화된 녹음(Ngeml), 싸라기상의 녹음(Ngmlt), 아이스상의 녹음(Nimlt), 눈상의 강화된 녹음(Nseml) 및 눈상의 녹음(Nsmlt)등의 과정을 포함할 수 있다.The process activated when the atmospheric temperature is zero can be understood as a process activated at a temperature higher than the freezing point of water. ), enhanced recording on hail (Ngeml), recording on hail (Ngmlt), recording on ice (Nimlt), enhanced recording on snow (Nseml), and recording on snow (Nsmlt).

도7은 도3의 제 2 미세물리과정에서 온도가 영하인 경우에만 활성화되는 과정을 나타낸 개략도이다.FIG. 7 is a schematic diagram showing a process activated only when the temperature is below zero in the second microphysical process of FIG. 3 .

대기의 온도가 영하인 경우에 활성화되는 과정은 물이 어는 점보다 낮은 온도에서 활성화되는 과정으로 이해할 수도 있으며, 이와 같은, 대기의 온도가 영하인 경우에 활성화되는 과정은 싸라기상의 비상 결착(Ngacr), 아이스상의 비상 결착(Niacr), 눈상의 비상 결착(Nsacr), 눈상의 구름상 결착(Nsacw), 비상에서 싸라기상으로 어는 과정(Ngfrz), 균질하게 어는 과정(Nihmf) 및 비 균질하게 어는 과정(Nihtf)등의 과정을 포함할 수 있다.The process activated when the atmospheric temperature is below freezing can be understood as a process activated at a temperature lower than the freezing point of water. , emergency consolidation in ice (Niacr), emergency consolidation in snow (Nsacr), cloud consolidation in snow (Nsacw), emergency to hail freezing (Ngfrz), homogeneous freezing (Nihmf) and non-homogeneous freezing (Nihtf) and the like.

도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기상 예측 방법의 순서도이다.8 is a flowchart of a weather prediction method according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 기상 예측 방법은 도 1에 도시된 기상 예측 장치(100)와 실질적으로 동일한 구성 상에서 진행되므로, 도 1의 기상 예측 장치(100)와 동일한 구성요소에 대해 동일한 도면 부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략하기로 한다.Since the weather forecasting method according to an embodiment of the present invention is performed on substantially the same components as the weather forecasting apparatus 100 shown in FIG. , and repeated descriptions will be omitted.

구름 미세물리의 모수화를 수행하는 기상 예측 장치를 이용한 기상 예측 방법은 혼합비 산출부(110)가 제 1 미세물리과정에 기초하여 수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상의 혼합비를 예단하는 단계, 수 농도 산출부(120)가 제 2 미세물리과정에 기초하여 구름상, 비상 및 구름 응결핵의 수 농도를 예단하는 단계 및 기상 예측부(130)가 수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상의 혼합비와 상기 구름상, 비상 및 구름 응결핵의 수 농도를 이용하여 기상 예측을 수행하는 단계 등을 포함할 수 있다.In the weather forecasting method using a weather forecasting device that parameterizes cloud microphysics, the mixing ratio calculation unit 110 calculates the mixing ratio of water vapor phase, cloud phase, ice phase, hail phase, flight phase and snow phase based on the first microphysical process. The step of predicting, the step of predicting the number concentrations of the cloud phase, flight and cloud condensation nuclei based on the second microphysical process by the number concentration calculation unit 120, and the step of predicting the number concentrations of the cloud phase, flight and cloud condensation nuclei by the weather forecasting unit 130 in the water vapor phase, cloud phase, and ice phase , predicting the weather using the mixing ratio of hail, flight, and snow phases and the number concentrations of the cloud, flight, and cloud condensation nuclei.

이때, 기상 예측 방법은 혼합비를 예단하는 단계와 수 농도를 예단하는 단계에서 계산되는 일부 요소를 이용하여 기상 예측을 수행할 수도 있으며, 또한, 기상 예측 방법은 혼합비를 예단하는 단계 또는 수 농도를 예단하는 단계에서 계산되는 일부 요소를 이용하여 기상 예측을 수행할 수도 있다.At this time, the weather forecasting method may perform weather forecasting using some elements calculated in the step of predicting the mixing ratio and the step of predicting the number concentration. In addition, the weather forecasting method may predict the mixing ratio or the number concentration. Weather prediction may be performed using some of the factors calculated in the step.

이하에서는, 도8을 참조하여, 구름 미세물리의 모수화를 수행하는 기상 예측 장치를 이용한 기상 예측 방법을 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, referring to FIG. 8 , a weather forecasting method using a weather forecasting device that performs parameterization of cloud microphysics will be described in detail.

기상 예측 방법은 혼합비 및 수농도의 침강 과정을 계산하여 기상 예측을 수행하는 단계(621), 온도가 영상일 때의 미세물리 과정을 계산하는 단계(622), 온도가 영하일 때의 미세물리 과정을 계산하는 단계(623), 핵화 및 응결 과정을 계산하여 기상 예측을 수행하는 단계(624) 및 반복 종료 조건을 충족하는지 판단하는 단계(625)를 포함할 수 있다.The weather forecasting method includes a step 621 of performing weather prediction by calculating the sedimentation process of the mixing ratio and number concentration, a step 622 of calculating a microphysical process when the temperature is zero, and a microphysical process when the temperature is below zero. It may include calculating (623) nucleation and condensation processes to perform weather prediction (624), and determining whether an iteration end condition is satisfied (625).

혼합비 및 수농도의 침강 과정을 계산하여 기상 예측을 수행하는 단계(621)는 혼합비 산출부(110)에서 계산되는 수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상의 혼합비의 침강 과정과, 수 농도 산출부(120)에서 계산되는 구름상, 비상 및 구름 응결핵의 수 농도의 침강 과정의 결과에 따라, 기상 예측부(130)가 지표 강수를 산출하는 단계일 수 있다.The step 621 of calculating the sedimentation process of the mixture ratio and the water concentration to perform weather prediction is the sedimentation process of the mixture ratio of the water vapor phase, cloud phase, ice phase, hail phase, emergency and snow phase calculated by the mixture ratio calculation unit 110 and , The weather forecasting unit 130 may calculate surface precipitation according to the result of the sedimentation process of the number concentrations of cloud phase, flight, and cloud condensation nuclei calculated by the number concentration calculation unit 120.

온도가 영상일 때의 미세물리 과정을 계산하는 단계(622)는 혼합비 산출부(110)가 온도가 영상일 때의 제 1 미세물리과정을 이용하여 수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상의 혼합비를 계산하고, 수 농도 산출부(120)가 온도가 영상일 때의 제 2 미세물리과정을 이용하여 구름상, 비상 및 구름 응결핵의 수 농도를 계산하는 단계일 수 있다.In step 622 of calculating the microphysical process when the temperature is zero, the mixing ratio calculation unit 110 uses the first microphysical process when the temperature is zero, It may be a step of calculating the mixing ratio of the flight phase and the snow phase, and calculating the number concentrations of the cloud phase, flight phase, and cloud condensation nuclei by using the second microphysical process when the number concentration calculator 120 has a temperature of zero.

온도가 영하일 때의 미세물리 과정을 계산하는 단계(623)는 혼합비 산출부(110)가 온도가 영하일 때의 제 1 미세물리과정을 이용하여 수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상의 혼합비를 계산하고, 수 농도 산출부(120)가 온도가 영하일 때의 제 2 미세물리과정을 이용하여 구름상, 비상 및 구름 응결핵의 수 농도를 계산하는 단계일 수 있다.In the step 623 of calculating the microphysical process when the temperature is below zero, the mixing ratio calculation unit 110 uses the first microphysical process when the temperature is below zero to determine the vapor phase, cloud phase, ice phase, hail phase, It may be a step of calculating the mixing ratio of the flight phase and the snow phase, and calculating the number concentrations of the cloud phase, flight phase, and cloud condensation nuclei by using the second microphysical process when the temperature is below zero by the number concentration calculating unit 120 .

핵화 및 응결 과정을 계산하여 기상 예측을 수행하는 단계(624)는 혼합비 산출부(110)에서 계산되는 수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상의 혼합비의 핵화 및 응결 과정과, 수 농도 산출부(120)에서 계산되는 구름상, 비상 및 구름 응결핵의 수 농도의 핵화 및 응결 과정의 결과에 따라, 기상 예측부(130)가 대기의 온도 변화를 산출하는 단계일 수 있다.The step 624 of predicting the weather by calculating the nucleation and condensation process includes the nucleation and condensation process of the mixing ratio of the water vapor phase, cloud phase, ice phase, hail phase, emergency and snow phase calculated by the mixing ratio calculation unit 110, Depending on the result of the nucleation and condensation process of the number concentrations of cloud phase, flight, and cloud condensation nuclei calculated by the number concentration calculation unit 120, the weather forecasting unit 130 may calculate a temperature change of the atmosphere.

반복 종료 조건을 충족하는지 판단하는 단계(625)는 상기 서술한 기상 예측 방법의 각 단계에 대해, 사전에 설정되는 반복 종료 조건이 충족되는 경우에, 기상 예측 방법에 따른 기상 예측을 종료하는 단계일 수 있다.The step 625 of determining whether the iteration end condition is satisfied is a step of terminating the weather prediction according to the weather forecasting method when a previously set repetition end condition is satisfied for each step of the weather forecasting method described above. can

여기에서, 반복 종료 조건은 혼합비 산출부(110), 수 농도 산출부(120) 및 기상 예측부(130)에서 계산되는 임의의 값이, 해당 값에 대해 사전에 설정된 임계 값에 도달하는 경우에 기상 예측을 종료하도록 설정될 수도 있다.Here, the repetition end condition is when an arbitrary value calculated by the mixing ratio calculation unit 110, the number concentration calculation unit 120, and the weather forecasting unit 130 reaches a preset threshold value for the corresponding value. It can also be set to end weather prediction.

이와 같은, 기상 예측 방법은 어플리케이션으로 구현되거나 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.Such a weather prediction method may be implemented as an application or implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer components and recorded on a computer-readable recording medium. The computer readable recording medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.

상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거니와 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.Program instructions recorded on the computer-readable recording medium may be those specially designed and configured for the present invention, or those known and usable to those skilled in the art of computer software.

컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD 와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, and magneto-optical media such as floptical disks. media), and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like.

프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.Examples of program instructions include high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like as well as machine language codes such as those produced by a compiler. The hardware device may be configured to act as one or more software modules to perform processing according to the present invention and vice versa.

이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to embodiments, it will be understood that those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. You will be able to.

100: 기상 예측 장치
110: 혼합비 산출부
120: 수 농도 산출부
130: 기상 예측부
100: weather forecasting device
110: mixing ratio calculation unit
120: number concentration calculation unit
130: weather forecasting unit

Claims (7)

구름 미세물리의 모수화를 수행하는 기상 예측 장치를 이용한 기상 예측 방법에 있어서,
제 1 미세물리과정에 요구되는 대기수상의 특성, 미세물리과정 효율과 관련된 복수개의 모수를 입력받아 이를 통해 유도한 수식을 바탕으로 수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상의 혼합비를 예단하는 단계;
제 2 미세물리과정에 요구되는 대기수상의 특성, 미세물리과정 효율과 관련된 복수개의 모수를 입력받아 이를 통해 유도한 수식을 바탕으로 구름상, 비상 및 구름 응결핵의 수 농도를 예단하는 단계; 및
상기 수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상의 혼합비와 상기 구름상, 비상 및 구름 응결핵의 수 농도를 이용하여 기상 예측을 수행하는 단계를 포함하고,
상기 제 1 미세물리과정은,
상기 수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상 사이에서, 결착, 녹음, 응결, 자가 전환, 침착, 승화, 증발, 얼음 생성, 활성화 및 침강으로 나타나는 물리과정에 의해 생성되는 혼합비를 예단하도록 마련되고,
상기 혼합비를 예단하는 단계는,
복수개의 그룹에 대한 수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상의 혼합비를 예단할 수 있으며, 대기수상의 특성, 미세물리과정 효율과 관련된 모수 값을 사용할 수 있도록 새롭게 유도한 하기 [수학식 1] 내지 [수학식 8]을 통해 산출하고,
상기 복수개의 그룹은
수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상에 대한 물리과정을 결착을 나타내는 제 1 그룹, 녹음을 나타내는 제 2 그룹, 응결을 나타내는 제 3 그룹, 자가 전환을 나타내는 제 4 그룹, 침착, 승화 및 증발을 나타내는 제 5 그룹, 얼음 생성을 나타내는 제 6 그룹, 응결 및 활성화를 나타내는 제 7 그룹 및 침강을 나타내는 제 8 그룹으로 분류하고,
상기 혼합비를 예단하는 단계는,
상기 제 1 그룹에 대해, 싸라기상의 아이스상 결착에 의한 혼합비 생성률(Pgaci), 싸라기상의 비상 결착에 의한 혼합비 생성률(Pgacr), 싸라기상의 구름상 결착에 의한 혼합비 생성률(Pgacw), 아이스상의 비상 결착에 의한 혼합비 생성률(Piacr), 비상의 구름상 결착에 의한 혼합비 생성률(Praci), 비상의 눈상 결착에 의한 혼합비 생성률(Pracs), 비상의 구름상 결착에 의한 혼합비 생성률(Pracw), 눈상의 아이스상 결착에 의한 혼합비 생성률(Psaci), 눈상의 비상 결착에 의한 혼합비 생성률(Psacr) 및 눈상의 구름상 결착에 의한 혼합비 생성률(Psacw)을 산출하고,
상기 제 2 그룹에 대해, 싸라기상의 강화된 녹음에 의한 혼합비 생성률(Pgeml), 싸라기상의 녹음에 의한 혼합비 생성률(Pgmlt), 아이스상의 녹음에 의한 혼합비 생성률(Pimlt), 눈상의 강화된 녹음에 의한 혼합비 생성률(Pseml) 및 눈상의 녹음에 의한 혼합비 생성률(Psmlt)을 산출하고,
상기 제 3 그룹에 대해, 비상으로부터 싸라기상으로 어는 과정에 의한 혼합비 생성률(Pgfrz), 균질하게 어는 과정에 의한 혼합비 생성률(Pihmf) 및 비 균질하게 어는 과정에 의한 혼합비 생성률(Pihtf)을 산출하고,
상기 제 4 그룹에 대해, 눈상에서 싸라기상으로의 자가 전환에 의한 혼합비 생성률(Pgaut), 구름상으로부터 비상으로의 자가 전환에 의한 혼합비 생성률(Praut) 및 아이스상으로부터 눈상으로의 자가 전환에 의한 혼합비 생성률(Psaut)을 산출하고,
상기 제 5 그룹에 대해, 싸라기상의 침착 및 승화에 의한 혼합비 생성률(Pgdep), 녹는 싸라기상의 증발에 의한 혼합비 생성률(Pgevp), 비상의 증발 및 응결에 의한 혼합비 생성률(Prevp), 증발에 따른 비상에서 구름상으로 변환에 의한 혼합비 생성률(Prevprc), 눈상의 침착 및 승화에 의한 혼합비 생성률(Psdep) 및 녹는 눈상의 증발에 의한 혼합비 생성률(Psevp)을 산출하고,
상기 제 6 그룹에 대해, 아이스상의 침착 및 승화에 의한 혼합비 생성률(Pidep) 및 수증기상으로부터 아이스상으로의 핵화과정에 의한 혼합비 생성률(Pigen)을 산출하고,
상기 제 7 그룹에 대해, 구름 응결핵 활성화에 의한 혼합비 생성률(Pcact) 및 구름상의 응결 및 증발에 의한 혼합비 생성률(Pcond)을 산출하고,
상기 제 8 그룹에 대해, 비상(Rain), 눈상(Snow) 및 싸라기상(Graupel)의 침강에 의한 혼합비를 산출하는, 기상 예측 방법.
[수학식 1]
Figure 112022139956269-pat00135

Figure 112022139956269-pat00136

[수학식 2]
Figure 112022139956269-pat00137

[수학식 3]
Figure 112022139956269-pat00138

[수학식 4]
Figure 112022139956269-pat00139

[수학식 5]
Figure 112022139956269-pat00140

[수학식 6]
Figure 112022139956269-pat00141

[수학식 7]
Figure 112022139956269-pat00142


[수학식 8]
Figure 112022139956269-pat00143

(수학식1 내지 수학식8에서,
Figure 112022139956269-pat00144
는 빗방울 응결 방정식에서의 상수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00145
는 열역학 항을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00146
는 열역학 항을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00147
는 아이스상으로부터 눈상으로의 전환 효율을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00148
는 눈상으로부터 싸라기상으로의 전환 효율을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00149
는 구름상의 속도와 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00150
는 싸라기상의 속도와 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00151
는 얼음상의 속도와 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00152
는 비상의 속도와 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00153
는 눈상의 속도와 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00154
는 빗방울 응결 방정식에서의 상수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00155
는 열역학 항을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00156
는 열역학 항을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00157
는 싸라기상의 속도와 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00158
는 얼음상의 속 도와 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00159
는 비상의 속도와 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00160
는 눈상의 속도와 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00161
는 습윤 공기의 정압비열을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00162
는 수상의 비열을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00163
는 구름상의 질량과 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00164
는 싸라기상의 질량과 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00165
는 얼음상의 질량과 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00166
는 비상의 질량과 크기의 관계를 나타내는 매개 변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00167
는 눈상의 질량과 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00168
는 수증기의 확산계수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00169
는 구름상의 직경을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00170
는 얼음상의 직경을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00171
는 HDC에서 정의한 얼음상의 직경을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00172
는 비상의 직경을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00173
는 구름상의 질량과 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00174
는 싸라기상의 질량과 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00175
는 얼음상의 질량과 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00176
는 비상의 질량과 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00177
는 눈상의 질량과 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00178
는 비상 결착 효율을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00179
는 비상의 부 서짐 효율을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00180
는 싸라기상과 구름상 사이의 충돌/결착 효율을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00181
는 싸라기상과 아이스상 사이의 충돌/결착 효율을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00182
는 싸라기상과 비상 사이의 충돌/결착 효율을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00183
는 얼음상의 평균속도와 혼합비의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00184
는 아이스상과 비상 사이의 충돌/결착 효율을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00185
는 비상과 아이스상 사이의 충돌/결착 효율을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00186
는 비상과 눈상 사이의 충돌/결 착 효율을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00187
는 눈상과 구름상 사이의 충돌/결착 효율을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00188
는 눈상과 아이스상 사이의 충돌/결착 효율을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00189
는 눈상과 비상 사이의 충돌/결착 효율을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00190
는 얼음상의 속도와 밀도의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00191
는 비상의 속도와 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00192
는 중력 가속도를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00193
는 Long's 결착 커널 계수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00194
는 Long's 결착 커널 계수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00195
는 공기의 열전도율을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00196
는 구름응결핵 활성화 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00197
는 결합 시 잠열을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00198
는 응결 시 잠열을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00199
는 구름상의 절편을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00200
는 싸라기상의 절편을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00201
는 비상의 절편을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00202
는 눈상의 절편을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00203
는 구름상의 수 농도를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00204
는 구름 응결핵의 수 농도를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00205
는 얼음상의 수 농도를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00206
는 비상의 수 농도를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00207
는 구름 응결핵의 초기 값을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00208
는 혼합비를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00209
는 구름상의 혼합비를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00210
는 구름상의 혼합비의 임계값을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00211
는 싸라기상의 혼합비를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00212
는 얼음상의 혼합비를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00213
는 얼음핵의 혼합비를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00214
는 비상의 혼합비를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00215
는 눈상의 혼합비를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00216
는 얼음상의 포화 값을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00217
는 눈상의 자가 전환 임계값을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00218
는 구름상의 포화 값을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00219
는 수증기 기체상수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00220
는 활성화된 구름 응결핵 방울의 반경을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00221
는 얼음 대비 포 화비를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00222
는 수증기 대비 포화비를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00223
는 구름 응결핵 활성화를 위한 최대 포화 값을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00224
는 온도를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00225
는 기준 온도를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00226
는 싸라기상의 질량 가중된 침강속도를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00227
는 얼 음상의 질량 가중된 침강속도를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00228
는 비상의 질량 가중된 침강속도를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00229
는 눈상의 질량 가중된 침강속도를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00230
는 싸라기상의 질량 가중된 연직평균 침강속도를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00231
는 비상의 질량 가중된 연직평균 침강속도를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00232
는 눈상의 질량 가중된 연직평균 침강속도를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00233
는 완전한 감마 함수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00234
는 미세물리과정 적분 시간을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00235
는 구름상 크기 분포의 기울기를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00236
는 싸라기상 크기 분포의 기울기를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00237
는 비상 크기 분포의 기울기를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00238
는 눈상 크기 분포의 기울기를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00239
는 구름상의 수 농도 분포의 형태를 표현하는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00240
는 싸라기상의 수 농도 분포의 형태를 표현하는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00241
는 비상의 수 농도 분포의 형태를 표현하는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00242
는 눈상의 수 농도 분포의 형태를 표현하는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00243
는 동적 점성을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00244
는 원주율을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00245
는 기준 상태의 공기 밀도를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00246
는 공기의 밀도를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00247
는 싸라기상의 밀도를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00248
는 비상의 밀도를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00249
는 눈상의 밀도를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00250
는 구름상 의 밀도를 의미한다.)
In the weather forecasting method using a weather forecasting device that performs parameterization of cloud microphysics,
Mixing ratio of water vapor phase, cloud phase, ice phase, hail phase, flight phase and snow phase based on the formula derived through input of the characteristics of atmospheric water phase required for the first microphysical process and a plurality of parameters related to the efficiency of the microphysical process predicting;
Predicting the concentration of the number of cloud phase, flight and cloud condensation nuclei based on the formula derived from the input of a plurality of parameters related to the characteristics of the atmospheric water phase and the efficiency of the microphysical process required for the second microphysical process; and
Performing weather prediction using the mixture ratio of the water vapor phase, cloud phase, ice phase, hail phase, flight and snow phase and the number concentration of the cloud phase, flight and cloud condensation nuclei,
The first microphysical process,
Between the vapor phase, cloud phase, ice phase, hail phase, flight and snow phase, the mixing ratio generated by physical processes such as consolidation, melting, condensation, self conversion, deposition, sublimation, evaporation, ice formation, activation and sedimentation prepared to predict
In the step of predicting the mixing ratio,
It is possible to predict the mixing ratio of water vapor phase, cloud phase, ice phase, hail phase, flight and snow phase for a plurality of groups, and to use parameter values related to atmospheric phase characteristics and microphysical process efficiency [ Calculated through Equation 1] to [Equation 8],
The plurality of groups
The first group represents condensation, the second group represents melting, the third group represents condensation, the fourth group represents self-transformation, and deposition. , classified into a fifth group representing sublimation and evaporation, a sixth group representing ice formation, a seventh group representing condensation and activation, and an eighth group representing sedimentation,
In the step of predicting the mixing ratio,
For the first group, the mixing ratio production rate (Pgaci) due to the ice-phase consolidation of the hail phase, the mixing ratio production rate (Pgacr) due to the emergency consolidation of the hail phase, the mixing ratio production rate (Pgacw) due to the cloud-phase consolidation of the hail phase, and the emergency consolidation of the ice phase Mixing rate due to emergency cloud formation (Piacr), mixing rate due to emergency cloud adhesion (Praci), mixing rate due to emergency snow adhesion (Pracs), mixing rate due to emergency cloud adhesion (Pracw), ice phase adhesion on snow Calculate the mixing ratio production rate (Psaci), the mixing ratio production rate (Psacr) due to emergency adhesion on the snow, and the mixing ratio production rate (Psacw) due to cloud adhesion on the snow,
For the second group, the mixing ratio production rate due to the enhanced recording of the hail phase (Pgeml), the mixing ratio generation rate due to the recording of the hail phase (Pgmlt), the mixing ratio generation rate due to the melting of the ice phase (Pimlt), and the mixing ratio due to the enhanced recording of the snow phase Calculate the production rate (Pseml) and the mixing ratio production rate (Psmlt) by recording on the eye,
For the third group, the mixing ratio formation rate (Pgfrz) by the freezing process from flying to hail, the mixing ratio formation rate (Pihmf) by the homogeneous freezing process, and the mixing ratio formation rate (Pihtf) by the non-homogeneous freezing process are calculated,
For the fourth group, the mixing ratio production rate by self conversion from snow phase to hail phase (Pgaut), the mixing ratio generation rate by self conversion from cloud phase to flight phase (Praut), and the mixing ratio by self conversion from ice phase to snow phase Calculate the production rate (Psaut),
For the fifth group, the mixing ratio formation rate by deposition and sublimation of hail phase (Pgdep), the mixing ratio formation rate by evaporation of melting hail phase (Pgevp), the mixing ratio formation rate by emergency evaporation and condensation (Prevp), in emergency due to evaporation Calculate the mixing ratio formation rate by conversion into a cloud (Prevprc), the mixing ratio formation rate by deposition and sublimation of the snow phase (Psdep), and the mixing ratio formation rate by evaporation of the melting snow phase (Psevp),
For the sixth group, a mixing ratio formation rate (Pidep) by deposition and sublimation of the ice phase and a mixing ratio formation rate (Pigen) by the nucleation process from the water vapor phase to the ice phase are calculated,
For the seventh group, a mixing ratio generation rate (Pcact) due to activation of cloud condensation nuclei and a mixing ratio generation rate (Pcond) due to cloud condensation and evaporation are calculated;
For the eighth group, a weather prediction method for calculating a mixing ratio due to sedimentation of rain, snow, and graupel.
[Equation 1]
Figure 112022139956269-pat00135

Figure 112022139956269-pat00136

[Equation 2]
Figure 112022139956269-pat00137

[Equation 3]
Figure 112022139956269-pat00138

[Equation 4]
Figure 112022139956269-pat00139

[Equation 5]
Figure 112022139956269-pat00140

[Equation 6]
Figure 112022139956269-pat00141

[Equation 7]
Figure 112022139956269-pat00142


[Equation 8]
Figure 112022139956269-pat00143

(In Equations 1 to 8,
Figure 112022139956269-pat00144
is a constant in the raindrop condensation equation,
Figure 112022139956269-pat00145
denotes a thermodynamic term,
Figure 112022139956269-pat00146
denotes a thermodynamic term,
Figure 112022139956269-pat00147
Means the conversion efficiency from the ice phase to the snow phase,
Figure 112022139956269-pat00148
Means the conversion efficiency from the snow phase to the hail phase,
Figure 112022139956269-pat00149
is a parameter representing the relationship between speed and size on the cloud,
Figure 112022139956269-pat00150
means a parameter representing the relationship between the speed and size of hail phase,
Figure 112022139956269-pat00151
Means a parameter representing the relationship between the speed and size of the ice phase,
Figure 112022139956269-pat00152
Means a parameter representing the relationship between the speed and magnitude of an emergency,
Figure 112022139956269-pat00153
Means a parameter representing the relationship between speed and size of the eye image,
Figure 112022139956269-pat00154
is a constant in the raindrop condensation equation,
Figure 112022139956269-pat00155
denotes a thermodynamic term,
Figure 112022139956269-pat00156
denotes a thermodynamic term,
Figure 112022139956269-pat00157
means a parameter representing the relationship between the speed and size of hail phase,
Figure 112022139956269-pat00158
is a parameter representing the relationship between the speed and size of the ice phase,
Figure 112022139956269-pat00159
Means a parameter representing the relationship between the speed and magnitude of an emergency,
Figure 112022139956269-pat00160
is a parameter representing the relationship between speed and size of the eye image. means,
Figure 112022139956269-pat00161
Means the specific heat at constant pressure of humid air,
Figure 112022139956269-pat00162
means the specific heat of the award,
Figure 112022139956269-pat00163
is a parameter representing the relationship between mass and size on the cloud,
Figure 112022139956269-pat00164
means a parameter representing the relationship between the mass and size of hail phase,
Figure 112022139956269-pat00165
Means a parameter representing the relationship between the mass and size of the ice phase,
Figure 112022139956269-pat00166
Means a parameter representing the relationship between the mass and size of the emergency,
Figure 112022139956269-pat00167
Means a parameter representing the relationship between the mass and size of the eye image,
Figure 112022139956269-pat00168
is the diffusion coefficient of water vapor,
Figure 112022139956269-pat00169
is the diameter of the cloud,
Figure 112022139956269-pat00170
is the diameter of the ice phase,
Figure 112022139956269-pat00171
is the diameter of the ice phase defined by HDC,
Figure 112022139956269-pat00172
is the diameter of the flight,
Figure 112022139956269-pat00173
is a parameter representing the relationship between mass and size on the cloud,
Figure 112022139956269-pat00174
means a parameter representing the relationship between the mass and size of hail phase,
Figure 112022139956269-pat00175
Means a parameter representing the relationship between the mass and size of the ice phase,
Figure 112022139956269-pat00176
Means a parameter representing the relationship between the mass and size of the flight,
Figure 112022139956269-pat00177
Means a parameter representing the relationship between the mass and size of the eye image,
Figure 112022139956269-pat00178
Means the contingency binding efficiency,
Figure 112022139956269-pat00179
Means the emergency breaking efficiency,
Figure 112022139956269-pat00180
Means the collision / binding efficiency between the hail phase and the cloud phase,
Figure 112022139956269-pat00181
Means the collision / binding efficiency between the hail phase and the ice phase,
Figure 112022139956269-pat00182
Means the collision / binding efficiency between hail phase and flight,
Figure 112022139956269-pat00183
Means a parameter representing the relationship between the average speed of the ice phase and the mixing ratio,
Figure 112022139956269-pat00184
Means the collision / binding efficiency between the ice phase and the flight,
Figure 112022139956269-pat00185
Means the collision / binding efficiency between the flight and the ice phase,
Figure 112022139956269-pat00186
Means the collision / binding efficiency between the emergency and the snow phase,
Figure 112022139956269-pat00187
Means the collision / binding efficiency between the snow phase and the cloud phase,
Figure 112022139956269-pat00188
Means the collision / binding efficiency between the snow phase and the ice phase,
Figure 112022139956269-pat00189
Means the collision / binding efficiency between the snow phase and the emergency,
Figure 112022139956269-pat00190
is a parameter representing the relationship between the speed and density of the ice phase,
Figure 112022139956269-pat00191
Means a parameter representing the relationship between the speed and magnitude of an emergency,
Figure 112022139956269-pat00192
is the gravitational acceleration,
Figure 112022139956269-pat00193
denotes the Long's conclusive kernel coefficient,
Figure 112022139956269-pat00194
denotes the Long's conclusive kernel coefficient,
Figure 112022139956269-pat00195
is the thermal conductivity of air,
Figure 112022139956269-pat00196
Means the cloud condensation nucleus activation parameter,
Figure 112022139956269-pat00197
means the latent heat of bonding,
Figure 112022139956269-pat00198
is the latent heat of condensation,
Figure 112022139956269-pat00199
denotes the intercept on the cloud,
Figure 112022139956269-pat00200
Means the fragment of hail phase,
Figure 112022139956269-pat00201
denotes the intercept of the emergency,
Figure 112022139956269-pat00202
means the intercept of the eye,
Figure 112022139956269-pat00203
is the number concentration on the cloud,
Figure 112022139956269-pat00204
Means the number concentration of cloud condensation nuclei,
Figure 112022139956269-pat00205
is the number concentration of the ice phase,
Figure 112022139956269-pat00206
is the emergency number concentration,
Figure 112022139956269-pat00207
denotes the initial value of cloud condensation nuclei,
Figure 112022139956269-pat00208
is the mixing ratio,
Figure 112022139956269-pat00209
is the mixing ratio in the cloud phase,
Figure 112022139956269-pat00210
Means the threshold value of the mixing ratio in the cloud,
Figure 112022139956269-pat00211
Means the mixing ratio of hail phase,
Figure 112022139956269-pat00212
is the mixing ratio of the ice phase,
Figure 112022139956269-pat00213
is the mixing ratio of ice cores,
Figure 112022139956269-pat00214
is the emergency mixing ratio,
Figure 112022139956269-pat00215
Means the mixing ratio of the eye phase,
Figure 112022139956269-pat00216
is the saturation value of the ice phase,
Figure 112022139956269-pat00217
Means the self-conversion threshold on the eye,
Figure 112022139956269-pat00218
denotes the saturation value on the cloud,
Figure 112022139956269-pat00219
is the gas constant of water vapor,
Figure 112022139956269-pat00220
is the radius of the activated cloud condensation nucleus droplet,
Figure 112022139956269-pat00221
Means the saturation ratio to ice,
Figure 112022139956269-pat00222
is the saturation ratio to water vapor,
Figure 112022139956269-pat00223
Means the maximum saturation value for activation of cloud condensation nuclei,
Figure 112022139956269-pat00224
means temperature,
Figure 112022139956269-pat00225
means the reference temperature,
Figure 112022139956269-pat00226
Means the mass-weighted sedimentation rate of hail phase,
Figure 112022139956269-pat00227
is the mass-weighted sedimentation rate of the ice phase,
Figure 112022139956269-pat00228
is the emergency mass-weighted sedimentation rate,
Figure 112022139956269-pat00229
Means the mass-weighted sedimentation rate of the snow phase,
Figure 112022139956269-pat00230
Means the mass-weighted vertical average sedimentation velocity of hail phase,
Figure 112022139956269-pat00231
is the mass-weighted vertical mean sedimentation velocity of flight,
Figure 112022139956269-pat00232
Means the mass-weighted vertical average sedimentation velocity of the snow phase,
Figure 112022139956269-pat00233
denotes the complete gamma function,
Figure 112022139956269-pat00234
Means the microphysical process integration time,
Figure 112022139956269-pat00235
Means the slope of the cloud size distribution,
Figure 112022139956269-pat00236
Means the slope of the hail size distribution,
Figure 112022139956269-pat00237
is the slope of the emergency size distribution,
Figure 112022139956269-pat00238
Means the slope of the eye image size distribution,
Figure 112022139956269-pat00239
Means a parameter expressing the shape of the number concentration distribution on the cloud,
Figure 112022139956269-pat00240
Means a parameter expressing the shape of the number concentration distribution of hail phase,
Figure 112022139956269-pat00241
Means a parameter expressing the form of non-emergency number concentration distribution,
Figure 112022139956269-pat00242
Means a parameter expressing the shape of the number concentration distribution on the eye,
Figure 112022139956269-pat00243
Means the dynamic viscosity,
Figure 112022139956269-pat00244
is the circumference ratio,
Figure 112022139956269-pat00245
is the density of air in the reference state,
Figure 112022139956269-pat00246
is the density of air,
Figure 112022139956269-pat00247
means the density of hail phase,
Figure 112022139956269-pat00248
is the emergency density,
Figure 112022139956269-pat00249
means the density of the eye image,
Figure 112022139956269-pat00250
is the density of clouds.)
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 제 2 미세물리과정은,
상기 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상, 눈상 및 구름 응결핵 사이에서, 결착, 녹음, 응결, 자가 전환, 증발, 활성화 및 침강으로 나타나는 물리과정에 의해 생성되는 수 농도를 예단하도록 마련되는, 기상 예측 방법.
The method of claim 1, wherein the second microphysical process,
Between the cloud phase, ice phase, hail phase, flight, snow phase, and cloud condensation nuclei, a gas phase prepared to predict the water concentration generated by physical processes appearing as consolidation, melting, condensation, self conversion, evaporation, activation, and sedimentation, prediction method.
제1항에 있어서, 상기 기상 예측을 수행하는 단계는,
상기 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상의 혼합비를 강수의 단위로 변환하여 지표 강수를 산출하는 단계를 포함하는, 기상 예측 방법.
The method of claim 1, wherein the performing of the weather prediction comprises:
Calculating surface precipitation by converting the mixture ratio of the ice phase, hail phase, rain and snow phase into a unit of precipitation, and calculating surface precipitation.
제1항에 있어서, 상기 기상 예측을 수행하는 단계는,
상기 제 1 미세물리과정과 상기 제 2 미세물리과정에서 나타나는 대기수상의 상변화에 기초하여 대기의 온도 변화를 산출하는 단계를 포함하는, 기상 예측 방법.
The method of claim 1, wherein the performing of the weather prediction comprises:
And calculating a temperature change of the atmosphere based on the phase change of the atmospheric water phase appearing in the first microphysical process and the second microphysical process.
제1항 및 제3항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 따른 기상 예측 방법을 수행하기 위한, 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체.
A computer-readable recording medium on which a computer program is recorded for performing the weather prediction method according to any one of claims 1 and 3 to 5.
제 1 미세물리과정에 요구되는 대기수상의 특성, 미세물리과정 효율과 관련된 복수개의 모수를 입력받아 이를 통해 유도한 수식을 바탕으로 수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상의 혼합비를 예단하는 혼합비 산출부;
제 2 미세물리과정에 요구되는 대기수상의 특성, 미세물리과정 효율과 관련된 복수개의 모수를 입력받아 이를 통해 유도한 수식을 바탕으로 구름상, 비상 및 구름 응결핵의 수 농도를 예단하는 수 농도 산출부; 및
상기 수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상의 혼합비와 상기 구름상, 비상 및 구름 응결핵의 수 농도를 이용하여 기상 예측을 수행하는 기상 예측부를 포함하고,
상기 제 1 미세물리과정은,
상기 수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상 사이에서, 결착, 녹음, 응결, 자가 전환, 침착, 승화, 증발, 얼음 생성, 활성화 및 침강으로 나타나는 물리과정에 의해 생성되는 혼합비를 예단하도록 마련되고,
상기 혼합비 산출부는,
복수개의 그룹에 대한 수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상의 혼합비를 예단할 수 있으며, 대기수상의 특성, 미세물리과정 효율과 관련된 모수 값을 사용할 수 있도록 새롭게 유도한 하기 [수학식 1] 내지 [수학식 8]을 통해 산출하고,
상기 복수개의 그룹은
수증기상, 구름상, 아이스상, 싸라기상, 비상 및 눈상에 대한 물리과정을 나타내는 제 1 그룹, 녹음을 나타내는 제 2 그룹, 응결을 나타내는 제 3 그룹, 자가 전환을 나타내는 제 4 그룹, 침착, 승화 및 증발을 나타내는 제 5 그룹, 얼음 생성을 나타내는 제 6 그룹, 응결 및 활성화를 나타내는 제 7 그룹 및 침강을 나타내는 제 8 그룹으로 분류하고,
상기 혼합비 산출부는,
상기 제 1 그룹에 대해, 싸라기상의 아이스상 결착에 의한 혼합비 생성률(Pgaci), 싸라기상의 비상 결착에 의한 혼합비 생성률(Pgacr), 싸라기상의 구름상 결착에 의한 혼합비 생성률(Pgacw), 아이스상의 비상 결착에 의한 혼합비 생성률(Piacr), 비상의 구름상 결착에 의한 혼합비 생성률(Praci), 비상의 눈상 결착에 의한 혼합비 생성률(Pracs), 비상의 구름상 결착에 의한 혼합비 생성률(Pracw), 눈상의 아이스상 결착에 의한 혼합비 생성률(Psaci), 눈상의 비상 결착에 의한 혼합비 생성률(Psacr) 및 눈상의 구름상 결착에 의한 혼합비 생성률(Psacw)을 산출하고,
상기 제 2 그룹에 대해, 싸라기상의 강화된 녹음에 의한 혼합비 생성률(Pgeml), 싸라기상의 녹음에 의한 혼합비 생성률(Pgmlt), 아이스상의 녹음에 의한 혼합비 생성률(Pimlt), 눈상의 강화된 녹음에 의한 혼합비 생성률(Pseml) 및 눈상의 녹음에 의한 혼합비 생성률(Psmlt)을 산출하고,
상기 제 3 그룹에 대해, 비상으로부터 싸라기상으로 어는 과정에 의한 혼합비 생성률(Pgfrz), 균질하게 어는 과정에 의한 혼합비 생성률(Pihmf) 및 비 균질하게 어는 과정에 의한 혼합비 생성률(Pihtf)을 산출하고,
상기 제 4 그룹에 대해, 눈상에서 싸라기상으로의 자가 전환에 의한 혼합비 생성률(Pgaut), 구름상으로부터 비상으로의 자가 전환에 의한 혼합비 생성률(Praut) 및 아이스상으로부터 눈상으로의 자가 전환에 의한 혼합비 생성률(Psaut)을 산출하고,
상기 제 5 그룹에 대해, 싸라기상의 침착 및 승화에 의한 혼합비 생성률(Pgdep), 녹는 싸라기상의 증발에 의한 혼합비 생성률(Pgevp), 비상의 증발 및 응결에 의한 혼합비 생성률(Prevp), 증발에 따른 비상에서 구름상으로 변환에 의한 혼합비 생성률(Prevprc), 눈상의 침착 및 승화에 의한 혼합비 생성률(Psdep) 및 녹는 눈상의 증발에 의한 혼합비 생성률(Psevp)을 산출하고,
상기 제 6 그룹에 대해, 아이스상의 침착 및 승화에 의한 혼합비 생성률(Pidep) 및 수증기상으로부터 아이스상으로의 핵화과정에 의한 혼합비 생성률(Pigen)을 산출하고,
상기 제 7 그룹에 대해, 구름 응결핵 활성화에 의한 혼합비 생성률(Pcact) 및 구름상의 응결 및 증발에 의한 혼합비 생성률(Pcond)을 산출하고,
상기 제 8 그룹에 대해, 비상(Rain), 눈상(Snow) 및 싸라기상(Graupel)의 침강에 의한 혼합비를 산출하는, 기상 예측 장치.
[수학식 1]
Figure 112022139956269-pat00251

Figure 112022139956269-pat00252

[수학식 2]
Figure 112022139956269-pat00253

[수학식 3]
Figure 112022139956269-pat00254

[수학식 4]
Figure 112022139956269-pat00255

[수학식 5]
Figure 112022139956269-pat00256

[수학식 6]
Figure 112022139956269-pat00257

[수학식 7]
Figure 112022139956269-pat00258


[수학식 8]
Figure 112022139956269-pat00259

(수학식1 내지 수학식8에서,
Figure 112022139956269-pat00260
는 빗방울 응결 방정식에서의 상수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00261
는 열역학 항을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00262
는 열역학 항을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00263
는 아이스상으로부터 눈상으로의 전환 효율을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00264
는 눈상으로부터 싸라기상으로의 전환 효율을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00265
는 구름상의 속도와 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00266
는 싸라기상의 속도와 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00267
는 얼음상의 속도와 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00268
는 비상의 속도와 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00269
는 눈상의 속도와 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00270
는 빗방울 응결 방정식에서의 상수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00271
는 열역학 항을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00272
는 열역학 항을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00273
는 싸라기상의 속도와 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00274
는 얼음상의 속 도와 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00275
는 비상의 속도와 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00276
는 눈상의 속도와 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00277
는 습윤 공기의 정압비열을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00278
는 수상의 비열을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00279
는 구름상의 질량과 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00280
는 싸라기상의 질량과 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00281
는 얼음상의 질량과 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00282
는 비상의 질량과 크기의 관계를 나타내는 매개 변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00283
는 눈상의 질량과 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00284
는 수증기의 확산계수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00285
는 구름상의 직경을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00286
는 얼음상의 직경을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00287
는 HDC에서 정의한 얼음상의 직경을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00288
는 비상의 직경을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00289
는 구름상의 질량과 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00290
는 싸라기상의 질량과 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00291
는 얼음상의 질량과 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00292
는 비상의 질량과 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00293
는 눈상의 질량과 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00294
는 비상 결착 효율을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00295
는 비상의 부 서짐 효율을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00296
는 싸라기상과 구름상 사이의 충돌/결착 효율을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00297
는 싸라기상과 아이스상 사이의 충돌/결착 효율을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00298
는 싸라기상과 비상 사이의 충돌/결착 효율을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00299
는 얼음상의 평균속도와 혼합비의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00300
는 아이스상과 비상 사이의 충돌/결착 효율을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00301
는 비상과 아이스상 사이의 충돌/결착 효율을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00302
는 비상과 눈상 사이의 충돌/결 착 효율을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00303
는 눈상과 구름상 사이의 충돌/결착 효율을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00304
는 눈상과 아이스상 사이의 충돌/결착 효율을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00305
는 눈상과 비상 사이의 충돌/결착 효율을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00306
는 얼음상의 속도와 밀도의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00307
는 비상의 속도와 크기의 관계를 나타내는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00308
는 중력 가속도를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00309
는 Long's 결착 커널 계수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00310
는 Long's 결착 커널 계수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00311
는 공기의 열전도율을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00312
는 구름응결핵 활성화 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00313
는 결합 시 잠열을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00314
는 응결 시 잠열을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00315
는 구름상의 절편을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00316
는 싸라기상의 절편을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00317
는 비상의 절편을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00318
는 눈상의 절편을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00319
는 구름상의 수 농도를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00320
는 구름 응결핵의 수 농도를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00321
는 얼음상의 수 농도를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00322
는 비상의 수 농도를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00323
는 구름 응결핵의 초기 값을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00324
는 혼합비를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00325
는 구름상의 혼합비를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00326
는 구름상의 혼합비의 임계값을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00327
는 싸라기상의 혼합비를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00328
는 얼음상의 혼합비를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00329
는 얼음핵의 혼합비를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00330
는 비상의 혼합비를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00331
는 눈상의 혼합비를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00332
는 얼음상의 포화 값을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00333
는 눈상의 자가 전환 임계값을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00334
는 구름상의 포화 값을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00335
는 수증기 기체상수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00336
는 활성화된 구름 응결핵 방울의 반경을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00337
는 얼음 대비 포 화비를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00338
는 수증기 대비 포화비를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00339
는 구름 응결핵 활성화를 위한 최대 포화 값을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00340
는 온도를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00341
는 기준 온도를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00342
는 싸라기상의 질량 가중된 침강속도를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00343
는 얼 음상의 질량 가중된 침강속도를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00344
는 비상의 질량 가중된 침강속도를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00345
는 눈상의 질량 가중된 침강속도를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00346
는 싸라기상의 질량 가중된 연직평균 침강속도를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00347
는 비상의 질량 가중된 연직평균 침강속도를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00348
는 눈상의 질량 가중된 연직평균 침강속도를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00349
는 완전한 감마 함수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00350
는 미세물리과정 적분 시간을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00351
는 구름상 크기 분포의 기울기를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00352
는 싸라기상 크기 분포의 기울기를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00353
는 비상 크기 분포의 기울기를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00354
는 눈상 크기 분포의 기울기를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00355
는 구름상의 수 농도 분포의 형태를 표현하는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00356
는 싸라기상의 수 농도 분포의 형태를 표현하는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00357
는 비상의 수 농도 분포의 형태를 표현하는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00358
는 눈상의 수 농도 분포의 형태를 표현하는 매개변수를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00359
는 동적 점성을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00360
는 원주율을 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00361
는 기준 상태의 공기 밀도를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00362
는 공기의 밀도를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00363
는 싸라기상의 밀도를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00364
는 비상의 밀도를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00365
는 눈상의 밀도를 의미하고,
Figure 112022139956269-pat00366
는 구름상 의 밀도를 의미한다.)
Mixing ratio of water vapor phase, cloud phase, ice phase, hail phase, flight phase and snow phase based on the formula derived through input of the characteristics of atmospheric water phase required for the first microphysical process and a plurality of parameters related to the efficiency of the microphysical process a mixing ratio calculation unit for predicting;
A number concentration calculation unit that predicts the number concentration of cloud phase, flight and cloud condensation nuclei based on the formula derived through input of a plurality of parameters related to the characteristics of the atmospheric water phase and the efficiency of the microphysical process required for the second microphysical process ; and
A weather prediction unit for performing weather prediction using the mixture ratio of the water vapor phase, cloud phase, ice phase, hail phase, emergency and snow phases and the number concentration of the cloud phase, emergency and cloud condensation nuclei;
The first microphysical process,
Between the vapor phase, cloud phase, ice phase, hail phase, flight and snow phase, the mixing ratio generated by physical processes such as consolidation, melting, condensation, self conversion, deposition, sublimation, evaporation, ice formation, activation and sedimentation prepared to predict
The mixing ratio calculator,
It is possible to predict the mixing ratio of water vapor phase, cloud phase, ice phase, hail phase, flight and snow phase for a plurality of groups, and to use parameter values related to atmospheric phase characteristics and microphysical process efficiency [ Calculated through Equation 1] to [Equation 8],
The plurality of groups
The first group represents the physical process of vapor phase, cloud phase, ice phase, hail phase, flight and snow phase, the second group represents melting, the third group represents condensation, the fourth group represents self-conversion, deposition, and sublimation. and a fifth group representing evaporation, a sixth group representing ice formation, a seventh group representing condensation and activation, and an eighth group representing sedimentation;
The mixing ratio calculator,
For the first group, the mixing ratio production rate (Pgaci) due to the ice-phase consolidation of the hail phase, the mixing ratio production rate (Pgacr) due to the emergency consolidation of the hail phase, the mixing ratio production rate (Pgacw) due to the cloud-phase consolidation of the hail phase, and the emergency consolidation of the ice phase Mixing rate due to emergency cloud formation (Piacr), mixing rate due to emergency cloud adhesion (Praci), mixing rate due to emergency snow adhesion (Pracs), mixing rate due to emergency cloud adhesion (Pracw), ice phase adhesion on snow Calculate the mixing ratio production rate (Psaci), the mixing ratio production rate (Psacr) due to emergency adhesion on the snow, and the mixing ratio production rate (Psacw) due to cloud adhesion on the snow,
For the second group, the mixing ratio production rate due to the enhanced recording of the hail phase (Pgeml), the mixing ratio generation rate due to the recording of the hail phase (Pgmlt), the mixing ratio generation rate due to the melting of the ice phase (Pimlt), and the mixing ratio due to the enhanced recording of the snow phase Calculate the production rate (Pseml) and the mixing ratio production rate (Psmlt) by recording on the eye,
For the third group, the mixing ratio formation rate (Pgfrz) by the freezing process from flying to hail, the mixing ratio formation rate (Pihmf) by the homogeneous freezing process, and the mixing ratio formation rate (Pihtf) by the non-homogeneous freezing process are calculated,
For the fourth group, the mixing ratio production rate by self conversion from snow phase to hail phase (Pgaut), the mixing ratio generation rate by self conversion from cloud phase to flight phase (Praut), and the mixing ratio by self conversion from ice phase to snow phase Calculate the production rate (Psaut),
For the fifth group, the mixing ratio formation rate by deposition and sublimation of hail phase (Pgdep), the mixing ratio formation rate by evaporation of melting hail phase (Pgevp), the mixing ratio formation rate by emergency evaporation and condensation (Prevp), in emergency due to evaporation Calculate the mixing ratio formation rate by conversion into a cloud (Prevprc), the mixing ratio formation rate by deposition and sublimation of the snow phase (Psdep), and the mixing ratio formation rate by evaporation of the melting snow phase (Psevp),
For the sixth group, a mixing ratio formation rate (Pidep) by deposition and sublimation of the ice phase and a mixing ratio formation rate (Pigen) by the nucleation process from the water vapor phase to the ice phase are calculated,
For the seventh group, a mixing ratio generation rate (Pcact) due to activation of cloud condensation nuclei and a mixing ratio generation rate (Pcond) due to cloud condensation and evaporation are calculated;
For the eighth group, a weather prediction device for calculating a mixing ratio due to sedimentation of rain, snow, and graupel.
[Equation 1]
Figure 112022139956269-pat00251

Figure 112022139956269-pat00252

[Equation 2]
Figure 112022139956269-pat00253

[Equation 3]
Figure 112022139956269-pat00254

[Equation 4]
Figure 112022139956269-pat00255

[Equation 5]
Figure 112022139956269-pat00256

[Equation 6]
Figure 112022139956269-pat00257

[Equation 7]
Figure 112022139956269-pat00258


[Equation 8]
Figure 112022139956269-pat00259

(In Equations 1 to 8,
Figure 112022139956269-pat00260
is a constant in the raindrop condensation equation,
Figure 112022139956269-pat00261
denotes a thermodynamic term,
Figure 112022139956269-pat00262
denotes a thermodynamic term,
Figure 112022139956269-pat00263
Means the conversion efficiency from the ice phase to the snow phase,
Figure 112022139956269-pat00264
Means the conversion efficiency from the snow phase to the hail phase,
Figure 112022139956269-pat00265
is a parameter representing the relationship between speed and size on the cloud,
Figure 112022139956269-pat00266
means a parameter representing the relationship between the speed and size of hail phase,
Figure 112022139956269-pat00267
Means a parameter representing the relationship between the speed and size of the ice phase,
Figure 112022139956269-pat00268
Means a parameter representing the relationship between the speed and magnitude of an emergency,
Figure 112022139956269-pat00269
Means a parameter representing the relationship between speed and size of the eye image,
Figure 112022139956269-pat00270
is a constant in the raindrop condensation equation,
Figure 112022139956269-pat00271
denotes a thermodynamic term,
Figure 112022139956269-pat00272
denotes a thermodynamic term,
Figure 112022139956269-pat00273
means a parameter representing the relationship between the speed and size of hail phase,
Figure 112022139956269-pat00274
is a parameter representing the relationship between the speed and size of the ice phase,
Figure 112022139956269-pat00275
Means a parameter representing the relationship between the speed and magnitude of an emergency,
Figure 112022139956269-pat00276
Means a parameter representing the relationship between speed and size of the eye image,
Figure 112022139956269-pat00277
Means the specific heat at constant pressure of humid air,
Figure 112022139956269-pat00278
means the specific heat of the award,
Figure 112022139956269-pat00279
is a parameter representing the relationship between mass and size on the cloud,
Figure 112022139956269-pat00280
means a parameter representing the relationship between the mass and size of hail phase,
Figure 112022139956269-pat00281
Means a parameter representing the relationship between the mass and size of the ice phase,
Figure 112022139956269-pat00282
Means a parameter representing the relationship between the mass and size of the emergency,
Figure 112022139956269-pat00283
Means a parameter representing the relationship between the mass and size of the eye image,
Figure 112022139956269-pat00284
is the diffusion coefficient of water vapor,
Figure 112022139956269-pat00285
is the diameter of the cloud,
Figure 112022139956269-pat00286
is the diameter of the ice phase,
Figure 112022139956269-pat00287
is the diameter of the ice phase defined by HDC,
Figure 112022139956269-pat00288
is the diameter of the flight,
Figure 112022139956269-pat00289
is a parameter representing the relationship between mass and size on the cloud,
Figure 112022139956269-pat00290
means a parameter representing the relationship between the mass and size of hail phase,
Figure 112022139956269-pat00291
Means a parameter representing the relationship between the mass and size of the ice phase,
Figure 112022139956269-pat00292
Means a parameter representing the relationship between the mass and size of the flight,
Figure 112022139956269-pat00293
Means a parameter representing the relationship between the mass and size of the eye image,
Figure 112022139956269-pat00294
Means the contingency binding efficiency,
Figure 112022139956269-pat00295
Means the emergency breaking efficiency,
Figure 112022139956269-pat00296
Means the collision / binding efficiency between the hail phase and the cloud phase,
Figure 112022139956269-pat00297
Means the collision / binding efficiency between the hail phase and the ice phase,
Figure 112022139956269-pat00298
Means the collision / binding efficiency between hail phase and flight,
Figure 112022139956269-pat00299
Means a parameter representing the relationship between the average speed of the ice phase and the mixing ratio,
Figure 112022139956269-pat00300
Means the collision / binding efficiency between the ice phase and the flight,
Figure 112022139956269-pat00301
Means the collision / binding efficiency between the flight and the ice phase,
Figure 112022139956269-pat00302
Means the collision / binding efficiency between the emergency and the snow phase,
Figure 112022139956269-pat00303
Means the collision / binding efficiency between the snow phase and the cloud phase,
Figure 112022139956269-pat00304
Means the collision / binding efficiency between the snow phase and the ice phase,
Figure 112022139956269-pat00305
Means the collision / binding efficiency between the snow phase and the emergency,
Figure 112022139956269-pat00306
is a parameter representing the relationship between the speed and density of the ice phase,
Figure 112022139956269-pat00307
Means a parameter representing the relationship between the speed and magnitude of an emergency,
Figure 112022139956269-pat00308
is the gravitational acceleration,
Figure 112022139956269-pat00309
denotes the Long's conclusive kernel coefficient,
Figure 112022139956269-pat00310
denotes the Long's conclusive kernel coefficient,
Figure 112022139956269-pat00311
is the thermal conductivity of air,
Figure 112022139956269-pat00312
Means the cloud condensation nucleus activation parameter,
Figure 112022139956269-pat00313
means the latent heat of bonding,
Figure 112022139956269-pat00314
is the latent heat of condensation,
Figure 112022139956269-pat00315
denotes the intercept on the cloud,
Figure 112022139956269-pat00316
Means the fragment of hail phase,
Figure 112022139956269-pat00317
denotes the intercept of the emergency,
Figure 112022139956269-pat00318
means the intercept of the eye,
Figure 112022139956269-pat00319
is the number concentration on the cloud,
Figure 112022139956269-pat00320
Means the number concentration of cloud condensation nuclei,
Figure 112022139956269-pat00321
is the number concentration of the ice phase,
Figure 112022139956269-pat00322
is the emergency number concentration,
Figure 112022139956269-pat00323
denotes the initial value of cloud condensation nuclei,
Figure 112022139956269-pat00324
is the mixing ratio,
Figure 112022139956269-pat00325
is the mixing ratio in the cloud phase,
Figure 112022139956269-pat00326
Means the threshold value of the mixing ratio in the cloud,
Figure 112022139956269-pat00327
Means the mixing ratio of hail phase,
Figure 112022139956269-pat00328
is the mixing ratio of the ice phase,
Figure 112022139956269-pat00329
is the mixing ratio of ice cores,
Figure 112022139956269-pat00330
is the emergency mixing ratio,
Figure 112022139956269-pat00331
Means the mixing ratio of the eye phase,
Figure 112022139956269-pat00332
is the saturation value of the ice phase,
Figure 112022139956269-pat00333
Means the self-conversion threshold on the eye,
Figure 112022139956269-pat00334
denotes the saturation value on the cloud,
Figure 112022139956269-pat00335
is the gas constant of water vapor,
Figure 112022139956269-pat00336
is the radius of the activated cloud condensation nucleus droplet,
Figure 112022139956269-pat00337
Means the saturation ratio to ice,
Figure 112022139956269-pat00338
is the saturation ratio to water vapor,
Figure 112022139956269-pat00339
Means the maximum saturation value for activation of cloud condensation nuclei,
Figure 112022139956269-pat00340
means temperature,
Figure 112022139956269-pat00341
means the reference temperature,
Figure 112022139956269-pat00342
Means the mass-weighted sedimentation rate of hail phase,
Figure 112022139956269-pat00343
is the mass-weighted sedimentation rate of the ice phase,
Figure 112022139956269-pat00344
is the emergency mass-weighted sedimentation rate,
Figure 112022139956269-pat00345
Means the mass-weighted sedimentation rate of the snow phase,
Figure 112022139956269-pat00346
Means the mass-weighted vertical average sedimentation velocity of hail phase,
Figure 112022139956269-pat00347
is the mass-weighted vertical mean sedimentation velocity of flight,
Figure 112022139956269-pat00348
Means the mass-weighted vertical average sedimentation velocity of the snow phase,
Figure 112022139956269-pat00349
denotes the complete gamma function,
Figure 112022139956269-pat00350
Means the microphysical process integration time,
Figure 112022139956269-pat00351
Means the slope of the cloud size distribution,
Figure 112022139956269-pat00352
Means the slope of the hail size distribution,
Figure 112022139956269-pat00353
is the slope of the emergency size distribution,
Figure 112022139956269-pat00354
Means the slope of the eye image size distribution,
Figure 112022139956269-pat00355
Means a parameter expressing the shape of the number concentration distribution on the cloud,
Figure 112022139956269-pat00356
Means a parameter expressing the shape of the number concentration distribution of hail phase,
Figure 112022139956269-pat00357
Means a parameter expressing the form of non-emergency number concentration distribution,
Figure 112022139956269-pat00358
Means a parameter expressing the shape of the number concentration distribution on the eye,
Figure 112022139956269-pat00359
Means the dynamic viscosity,
Figure 112022139956269-pat00360
is the circumference ratio,
Figure 112022139956269-pat00361
is the density of air in the reference state,
Figure 112022139956269-pat00362
is the density of air,
Figure 112022139956269-pat00363
means the density of hail phase,
Figure 112022139956269-pat00364
is the emergency density,
Figure 112022139956269-pat00365
means the density of the eye image,
Figure 112022139956269-pat00366
is the density of clouds.)
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