KR20170121393A

KR20170121393A - Liquid water content calculating system using cloud radar and liquid water content calculation method using the same

Info

Publication number: KR20170121393A
Application number: KR1020160049643A
Authority: KR
Inventors: 오수빈; 이용희; 이근희; 주상원
Original assignee: 대한민국(기상청 국립기상과학원장)
Priority date: 2016-04-22
Filing date: 2016-04-22
Publication date: 2017-11-02

Abstract

According to one embodiment of the present invention, a method of computing relationship of water content for each cloud particle using cloud radar comprises: a step of correcting cloud radar data; a step of computing reflectivity from the corrected cloud radar data; a step of computing a water content profile based on a perpendicularly integrated liquid water path (LWP) obtained from a radiometer and computed reflectivity; a step of determining a particle shape of reflectivity and the water content; and a step of computing a Z-LWC relational expression for each particle.

Description

TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a water content calculating system and a water content calculating method using a cloud radar, and more particularly to a water content calculating system and a water content calculating method using a cloud radar.

본 발명은 수함량 산출 시스템 및 수함량 산출 방법에 관한 것으로 구름레이더 자료를 보정하여 수함량(LWC: Liquid Water Content)을 산출하는 시스템 및 수함량 산출 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a water content calculation system and a water content calculation method, and relates to a system and a water content calculation method for calculating LWC (Liquid Water Content) by correcting cloud radar data.

최근 이상 기후에 의한 게릴라성 폭우, 집중 호우 등 강우에 의한 피해가 다수 발생하고 있다.Recently, there have been many damages caused by rainfall such as guerrilla rainfall due to abnormal climate, heavy rainfall.

대부분의 강우는 구름에 의해 발생하였으며, 이러한 강우는 구름에 포함된 수분 입자에 따라 달라질 수 있다.Most rainfall is caused by clouds, which can vary depending on the water particles contained in the clouds.

구름의 경우에는 수치모델에서의 단기예측뿐만 아니라 기후변화 예측결과에 영향을 미치며, 예측 결과의 불확실성을 결정짓는 요소로 작용한다.In the case of cloud, it affects not only the short-term prediction in the numerical model but also the result of the climate change prediction, and it is a determinant of the uncertainty of the prediction result.

구름을 통한 관측에서는 정량적이고 고해상도의 구름 관측이 요구되지만, 구름의 시공간적 다양성으로 인하여 관측에 많은 제약이 따른다.Observations through clouds require quantitative and high-resolution cloud observations, but there are many constraints on observations due to space-time variability of clouds.

본 발명의 일 과제는 수분 입자 별로 Z-LWC 관계식을 도출하고, 도출된 관계식을 통하여 구름의 수함량을 산출할 수 있는 수함량 산출 시스템 및 수함량 산출 방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a water content calculation system and a water content calculation method capable of deriving a Z-LWC relation for each water particle and calculating the water content of a cloud through the derived relational expression.

본 발명의 일 양상에 따르면 구름레이더의 자료에 기초하여 구름의 입자 별 수함량 산출을 위한 관계식을 산출하는 방법으로, 구름레이더 자료를 보정하는 단계; 보정된 구름레이더 자료로부터 반사도를 산출하는 단계; 산출된 반사도 및 라디오미터로부터 획득한 연직 적분된 수함량(LWP: Liquid Water Path)에 기초하여 수함량 프로파일을 산출하는 단계; 상기 반사도 및 상기 수함량의 입자 형태를 판단하는 단계; 상기 입자 형태 별 Z-LWC 관계식을 산출하는 단계;를 포함하는 구름레이더를 이용한 구름 입자 별 수함량 관계식 산출 방법이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of calculating a relational expression for calculating a water content of a cloud based on data of a cloud radar, comprising: correcting cloud radar data; Calculating a reflectivity from the calibrated cloud radar data; Calculating a moisture content profile based on the calculated reflectivity and the liquid water path (LWP) obtained from the radiometer; Determining the particle shape of the reflectivity and the water content; And calculating the Z-LWC relational expression for each particle type, by using a cloud radar.

본 발명의 다른 양상에 따르면, 구름레이더의 자료와 미리 산출된 구름 입자별 관계식을 이용하여 수함량을 산출하는 방법으로, 구름레이더 자료를 보정하는 단계; 보정된 구름레이더 자료로부터 반사도를 산출하는 단계; 상기 반사도 및 상기 수함량의 입자 형태를 판단하는 단계; 상기 입자 형태에 따라 미리 정해진 Z-LWC 관계식을 적용하여 수함량을 산출하는 단계;를 포함하는 구름레이더를 이용한 구름 입자 별 수함량 산출 방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of calculating a water content using data of a cloud radar and a previously calculated relationship between clouds, the method comprising: correcting cloud radar data; Calculating a reflectivity from the calibrated cloud radar data; Determining the particle shape of the reflectivity and the water content; And calculating a water content by applying a predetermined Z-LWC relation according to the particle shape.

본 발명에 따르면, 보정된 구름레이더 자료에 기초하여 수분 입자 별로 Z-LWC 관계식을 도출하고, 도출된 관계식을 통하여 수함량을 산출함으로써, 구름 및 약한 강수 입자의 수함량을 보다 정확하게 측정할 수 있다.According to the present invention, the Z-LWC relational expression is derived for each water particle on the basis of the corrected cloud radar data, and the water content is calculated through the derived relational expression to more accurately measure the water content of clouds and weak precipitation particles .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수함량 산출 시스템의 환경도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 서버 장치의 블록도이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수함량 산출을 위한 관계식 산출 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 구름레이더 자료 보정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 입자형태 판단 방법을 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수함량 산출 방법의 순서도이다.1 is an environmental diagram of a water content calculation system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a server apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart showing a relational expression calculating method for calculating a water content according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method of correcting a cloud radar data according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing a particle shape determination method according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart of a water content calculation method according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련된 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해질 것이다. 다만, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다. The above objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. It is to be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and similarities.

도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이며, 또한, 구성요소(element) 또는 층이 다른 구성요소 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 구성요소 또는 층의 바로 위 뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 구성요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 원칙적으로 동일한 구성요소들을 나타낸다. 또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.In the drawings, the thicknesses of the layers and regions are exaggerated for clarity and the element or layer is referred to as being "on" or "on" Included in the scope of the present invention is not only directly above another element or layer but also includes intervening layers or other elements in between. Like reference numerals designate like elements throughout the specification. The same reference numerals are used to designate the same components in the same reference numerals in the drawings of the embodiments.

본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.The detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In addition, numerals (e.g., first, second, etc.) used in the description of the present invention are merely an identifier for distinguishing one component from another.

또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. In addition, the suffix "module" and " part "for constituent elements used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role.

본 발명의 일 양상에 따르면, 구름레이더의 자료에 기초하여 구름의 입자 별 수함량 산출을 위한 관계식을 산출하는 방법으로, 구름레이더로부터 획득한 데이터를 이용하여 수함량 산출을 위한 관계식을 산출하는 방법으로, 구름레이더 자료를 보정하는 단계; 보정된 구름레이더 자료로부터 반사도를 산출하는 단계; 산출된 반사도 및 라디오미터로부터 획득한 연직 적분된 수함량(LWP)에 기초하여 수함량 프로파일을 산출하는 단계; 상기 반사도 및 상기 수함량의 입자 형태를 판단하는 단계; 상기 입자 형태 별 Z-LWC 관계식을 산출하는 단계;를 포함하는 구름 입자 별 수함량 관계식 산출 방법이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of calculating a relational expression for calculating a water content using data acquired from a cloud radar, which is a method of calculating a relational expression for calculating the water content of a cloud based on data of a cloud radar Correcting the cloud radar data; Calculating a reflectivity from the calibrated cloud radar data; Calculating a moisture content profile based on the calculated reflectivity and the vertical integrated water content (LWP) obtained from the radiometer; Determining the particle shape of the reflectivity and the water content; And calculating the Z-LWC relation for each of the particle types.

또, 상기 구름레이더 자료를 보정하는 단계는 입력 자료를 획득하는 단계-상기 입력 자료는 구름레이더 및 라디오미터로부터 획득한 자료임-; 연직강우레이더로부터 획득한 강우 강도 정보에 기초하여 상기 입력 자료를 획득한 영역에 대한 강우 강도가 미리 정해진 임계치 이상인지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 강우 강도가 미리 정해진 임계치 이상인 경우, 신호 감쇠 영역 제거 알고리즘을 수행하여 반사도를 산출하고, 상기 강우 강도가 미리 정해진 임계치 미만인 경우, 비기상 에코 제거 알고리즘을 수행하여 반사도를 산출하는 단계; 를 포함할 수 있다.In addition, the step of correcting the cloud radar data may include obtaining input data, the input data being data obtained from a cloud radar and a radio meter; Determining whether a rainfall intensity for an area where the input data is acquired is equal to or greater than a predetermined threshold based on rainfall intensity information obtained from a vertical rainfall radar; And calculating a reflectivity by performing a signal attenuation region elimination algorithm when the rainfall intensity is equal to or greater than a predetermined threshold and calculating a reflectivity by performing an air phase echo cancellation algorithm when the rainfall intensity is less than a predetermined threshold value. . &Lt; / RTI >

또, 상기 수함량 프로파일을 산출하는 단계는 상기 연직 적분된 수함량을 연직 격자에 따라 나누는 하기 식1을 이용하여 상기 수함량 프로파일을 산출되는 단계일 수 있다.Also, the step of calculating the water content profile may be a step of calculating the water content profile using the following equation 1, which divides the vertical integrated water content by the vertical lattice.

식 1Equation 1

(여기서, z는 구름레이더 연직 반사도이고, Zi는 i번째 레인지 게이트에서의 반사도 값이고, n은 레이더의 총 레인지 게이트 개수이고, Δh는 레인지 게이트의 길이 값임.)(Where z is the cloud radar vertical reflectivity, Zi is the reflectivity value at the i-th range gate, n is the total number of range gates of the radar, and h is the length of the range gate).

또, 상기 반사도 및 상기 수함량의 입자 형태를 판단하는 단계는 강우 강도가 미리 정해진 임계값 이상인 경우 비강수 구름으로 판단하고, 상기 강우 강도가 미리 정해진 임계값 이하이고, 구름레이더 에코가 운저 고도 이상인 경우, 강수 구름으로 판단하고, 상기 강우 강도가 미리 정해진 임계값 이하이고, 구름레이더 에코가 운저 고도 이하인 경우, 강수 구름으로 판단하는 단계일 수 있다.The step of determining the reflectivity and the water content may include determining whether the rainfall intensity is a nasal cloud cloud when the rainfall intensity is greater than or equal to a predetermined threshold value and determining whether the rainfall intensity is less than a predetermined threshold value, The determination may be made as a precipitation cloud, and when the rainfall intensity is equal to or lower than a predetermined threshold value and the cloud radar echo is equal to or lower than the lower level, it may be determined as a precipitation cloud.

또, 상기 Z-LCW 관계식은 반사도와 수함량의 관계를 최소제곱법을 이용하여 멱지수 형태의 관계식으로 획득한 하기 식 2로 표현될 수 있다.In addition, the Z-LCW relationship can be expressed by the following Equation 2 obtained by the relation of the reflectivity and the water content in the form of the exponent equation using the least squares method.

식2Equation 2

(여기서, Z는 반사도이고, LWC는 수함량이고, a 및 b는 최소제곱법을 통하여 산출된 상수임.)(Where Z is the reflectivity, LWC is the water content, and a and b are constants calculated by the least squares method).

본 발명의 다른 양상에 따르면, 구름레이더의 자료와 미리 산출된 구름 입자별 관계식을 이용하여 수함량을에 산출하는 방법으로, 구름레이더 자료를 보정하는 단계; 보정된 구름레이더 자료로부터 반사도를 산출하는 단계; 상기 반사도 및 상기 수함량의 입자 형태를 판단하는 단계; 상기 입자 형태에 따라 미리 정해진 Z-LWC 관계식을 적용하여 수함량을 산출하는 단계;를 포함하는 구름 입자 별 수함량 산출 방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of calculating a water content, the method comprising: correcting a cloud radar data by calculating a water content using data of a cloud radar and a previously calculated relationship between clouds; Calculating a reflectivity from the calibrated cloud radar data; Determining the particle shape of the reflectivity and the water content; And calculating a water content by applying a predetermined Z-LWC relation according to the particle shape.

또, 상기 입자 형태는 비강수 구름, 강수 구름 및 강수 입자 중 적어도 하나일 수 있다.In addition, the particle shape may be at least one of nasal cloud, precipitation cloud, and precipitation particle.

또, 상기 수함량을 산출하는 단계는 미리 저장된 상기 비강수 구름에 대한 Z-LWC 관계식, 상기 강수 구름에 대한 Z-LWC 관계식 및 상기 강수 입자에 대한 Z-LWC 관계식 중 상기 입자 형태를 판단하는 단계에 판단된 입자 형태에 대응되는 관계식을 적용하여 상기 수함량을 산출하는 단계일 수 있다.The step of calculating the water content may include determining a Z-LWC relational expression for the nasal cloud stored in advance, a Z-LWC relational expression for the precipitation cloud, and a particle type among the Z-LWC relational expression for the precipitation particle, And calculating the water content by applying a relational expression corresponding to the determined particle shape.

또, 상기 Z-LCW 관계식은 하기 식 3으로 표현될 수 있다.The Z-LCW relationship can be expressed by the following equation (3).

식3Equation 3

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수함량 산출 시스템(10000)의 환경도이다.1 is an environmental diagram of a water content calculation system 10000 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 수함량 산출 시스템(10000)은 구름레이더(1000), 라디오미터(2000), 인공위성(3000), 연직강우레이더(4000), 운고계(5000) 및 서버 장치(6000)를 포함할 수 있다.1, the water content calculation system 10000 includes a cloud radar 1000, a radio meter 2000, a satellite 3000, a vertical precipitation radar 4000, a cloud system 5000, and a server device 6000 .

구름레이더(1000)는 구름의 입자에 대한 반사도 자료를 획득하여 서버 장치(6000)로 전송할 수 있다.The cloud radar 1000 can acquire reflectivity data for the particles of the cloud and transmit it to the server device 6000.

구름레이더(1000)는 연직 방향으로 방출한 레이더 신호에 대한 반사도를 서버 장치(6000)로 전송할 수 있다.The cloud radar 1000 may transmit the reflectance of the radar signal emitted in the vertical direction to the server apparatus 6000. [

구름레이더(1000)는 예를 들어, 33.44GHz 주파수 대역의 수평파를 송신하고, 대기 수상체로부터 후방 산란 되어 돌아오는 수평-수직파를 수신함으로써, 수평파를 송신하여 수평파를 수신한 수평-수평파 신호와 수평파를 송신하여 수직파를 수신한 수평-수직파 신호를 획득할 수 있다. 또한, 구름레이더(1000)는 획득한 수평-수평파 및 수평-수직파 신호에 기초하여 비강수 구름, 약한 강수 구름, 약한 강수의 구조, 미세 물리 변수, reflectivity, Doppler velocity, spectrum width, Signal to Noise Ratio(SNR), Linear Depolarization Ratio(LDR)등을 산출할 수 있다.The cloud radar 1000 transmits a horizontal wave of, for example, 33.44 GHz and receives a horizontal-vertical wave backward scattered back from the atmospheric water body to generate a horizontal- A horizontal-wave signal and a horizontal wave are transmitted to obtain a horizontal-serial wave signal having received a vertical wave. In addition, the cloud radar 1000 can be classified into a nasal cloud, a weak precipitation cloud, a weak precipitation structure, a microphysical parameter, a reflectivity, a Doppler velocity, a spectrum width, and a signal to noise ratio based on the obtained horizontal-horizontal wave and horizontal- Noise ratio (SNR), and linear degradation ratio (LDR).

구름레이더(1000)는 미리 정해진 파장으로 레이더 신호를 송출할 수 있다. 예를 들어 구름레이더(1000)는 케이에이 밴드(Ka-band) 대역의 주파수를 송출할 수 있다. 보다 구체적인 예를 들어 구름레이더(1000)는 8.97mm의 파장으로 레이더 신호를 송출할 수 있다.The cloud radar 1000 can transmit a radar signal at a predetermined wavelength. For example, the cloud radar 1000 can transmit a frequency in a Ka-band band. More specifically, for example, the cloud radar 1000 can transmit a radar signal at a wavelength of 8.97 mm.

이하에서는 본 발명에서 사용되는 구름레이더(1000)의 요구 성능에 대한 예시를 설명하도록 한다.Hereinafter, an example of required performance of the cloud radar 1000 used in the present invention will be described.

구름레이더(1000)는 안테나, 송신기, 수신기 및 신호 처리기를 포함할 수 있다.The cloud radar 1000 may include an antenna, a transmitter, a receiver, and a signal processor.

구름레이더(1000)는 카세그레인 안테나가 제공될 수 있으며, 구름레이더(1000)의 안테나에 있어서, 이득은 51dB일 수 있다. 구름레이더(1000)의 빔 폭은 0.42°일 수 있으며, 방위각은 0~360°일 수 있다. 또한, 안테나의 고도각 범위는 -2~90°일 수 있으며, 최대 구동 속도는 초당 24°일 수 있다. 구름레이더(1000)의 송신기는 마그네트론 방식으로 신호를 송출할 수 있으며, 수평파를 송출할 수 있다. 송신기의 펄스 폭은 다양하게 제공될 수 있다. 예를 들어 100, 200, 400ns 등의 펄스 폭이 제공될 수 있다. 송신기의 펄스 반복 주기(PRF) 역시 다양하게 제공될 수 있다. 예를 들어 5, 3.3, 2.5, 1.67KHz 등의 다양한 펄스 반복 주기가 제공될 수 있다. 구름레이더(1000)의 수신기는 수평파 및 수직파를 수신할 수 있다. 수신기의 다이나믹레인지는 70bB일 수 있으며, 최소 탐지 신호는 -104dBm 이하일 수 있다. 또한 수신기의 감지 성능은 -30dBZ@5km 미만일 수 있다. 구름레이더(1000)의 신호 처리기는 1000개의 빈(Bin)을 생산할 수 있다. 신호 처리기가 획득하는 신호의 거리 범위는 상공으로 300m~15km일 수 있다. 또한, 신호 처리기는 FFT, PPP 방식으로 신호를 처리할 수 있으며, 반사도, 시선 속도, 스펙트럼 폭, 선형 편광 비, 신호대잡음비, I/Q 신호, 파워 스펙트럼 등의 변수를 산출할 수 있다.The cloud radar 1000 may be provided with a Cassegrain antenna, and for the antenna of the cloud radar 1000, the gain may be 51 dB. The beam width of the cloud radar 1000 may be 0.42 and the azimuth may be 0 to 360 degrees. Also, the elevation angle range of the antenna can be -2 to 90 degrees, and the maximum driving speed can be 24 degrees per second. The transmitter of the cloud radar 1000 can transmit signals in a magnetron manner and can transmit horizontal waves. The pulse width of the transmitter can be variously provided. For example, a pulse width of 100, 200, 400 ns or the like may be provided. The pulse repetition period (PRF) of the transmitter can also be variously provided. For example, various pulse repetition periods such as 5, 3.3, 2.5, and 1.67 KHz can be provided. The receiver of the cloud radar 1000 may receive horizontal waves and horizontal waves. The dynamic range of the receiver may be 70bB and the minimum detection signal may be less than -104dBm. In addition, the receiver's sensing performance can be less than -30dBZ @ 5km. The signal processor of the cloud radar 1000 can produce 1000 bins. The distance range of the signal acquired by the signal processor may range from 300 m to 15 km above. In addition, the signal processor can process signals by FFT and PPP, and can calculate parameters such as reflectivity, line speed, spectral width, linear polarization ratio, signal to noise ratio, I / Q signal and power spectrum.

구름레이더(1000)는 다양한 관측 모드가 제공될 수 있다. 예를 들어 특정 고도 및/또는 방위각으로 고정되어 관측한 자료를 시간-고도면 자료로 출력하는 Pointing 모드, 특정 고도각에서 방위각을 360°회전하며 관측하여 레이더를 정점으로 한 역 원추형의 면상에 위치한 에코를 출력하는 PPI(Plan Position Indicator) 모드, 특정 방위각 범위의 PPI를 고도각에 따라 관측하는 sPPI(Sector PPI) 모드, PPI를 고도각에 따라 관측하여 CAPPI, X-Y단면도를 출력하는 VOL(Volumme PPI)모드, 특정 방위각에서 고도각을 회전하며 관측하는 RHI(Range Height Indicator) 모드 및 RHI를 방위각에 따라 관측하는 sRHI(Sector RHI) 모드 등이 제공될 수 있다.The cloud radar 1000 may be provided with various observation modes. For example, a pointing mode is used to output data of a fixed altitude and / or an azimuth angle as a time-graphical data. An azimuth angle is rotated 360 ° at a specific altitude angle. (PPI) mode for observing the PPI of a specific azimuth range according to the elevation angle, and a VOL (Volumme PPI) for outputting the CAPPI and XY cross section by observing the PPI according to the elevation angle. Mode, a Range Height Indicator (RHI) mode for observing and rotating an elevation angle at a specific azimuth angle, and an sRHI (sectoral RHI) mode for observing RHI at an azimuth angle.

이상에서 설명된 구름레이더(1000)는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐 이에 한정되지 않으며, 이상에서 설명된 성능보다 낮거나 높은 성능의 구름레이더(1000)가 제공될 수 있다.The cloud radar 1000 described above is merely an example for convenience of description, and it is possible to provide a cloud radar 1000 having a performance lower or higher than the performance described above.

라디오미터(2000)는 라디오 주파수를 이용한 반사 자료를 획득하여 서버 장치(6000)로 전송할 수 있다.The radio meter 2000 can acquire and transmit the reflection data using the radio frequency to the server apparatus 6000.

인공위성(3000)는 상공에서 하층을 촬영한 이미지 신호를 획득하여 서버 장치(6000)로 전송할 수 있다.The satellite 3000 can acquire an image signal photographed in a lower layer in the sky and transmit it to the server apparatus 6000.

예를 들어 인공위성(3000)은 저고도 인공위성, 고고도 인공위성, 정지 위성, 궤도 위성 등일 수 있다.For example, the satellite 3000 may be low-altitude satellite, high-altitude satellite, geostationary satellite, orbiting satellite, and the like.

인공위성(3000)는 미리 정해진 구역에 대한 영상을 획득할 수 있다. 또한, 인공위선은 상공에서 하층으로 송출한 신호가 반사되어 수신된 신호에 기초하여 인공위성(3000)이 위치한 고도와 구름이 위치한 고도간의 차이에 대한 정보를 획득할 수 있다. 또한 인공위성(3000)은 획득한 정보를 서버 장치(6000)로 전송할 수 있다.The satellite 3000 can acquire an image for a predetermined area. Also, the artificial hypocrisy can acquire information on the difference between the altitude at which the satellite 3000 is located and the altitude at which the cloud is located, based on the signal transmitted from the sky to the lower layer. In addition, the satellite 3000 can transmit the acquired information to the server apparatus 6000. [

연직강우레이더(4000)는 연직방향으로 레이더 신호를 발신하고, 반사된 신호를 서버 장치(6000)로 전송할 수 있다.The vertical rainfall radar 4000 can transmit the radar signal in the vertical direction and transmit the reflected signal to the server apparatus 6000. [

연직강우레이더(4000)는 반사된 신호를 수신하여 강우 강도를 산출할 수 있으며, 산출된 강우 강도를 서버 장치(6000)로 전송할 수 있다.The vertical rainfall radar 4000 can receive the reflected signal to calculate the rainfall intensity, and can transmit the calculated rainfall intensity to the server apparatus 6000.

운고계(5000)는 광 신호를 발신하고, 반사된 신호를 서버 장치(6000)로 전송할 수 있다.The cloud system 5000 can transmit an optical signal and transmit the reflected signal to the server apparatus 6000. [

운고계(5000)는 구름의 고도를 산출하여 서버 장치(6000)로 전송할 수 있다. 예를 들어 운고계(5000)는 구름의 최저 고도, 구름의 최고 고도 등을 산출하여 서버 장치(6000)로 전송할 수 있다.The cloud system 5000 can calculate the altitude of the cloud and transmit it to the server apparatus 6000. For example, the cloud system 5000 can calculate the minimum altitude of the clouds, the maximum altitude of the clouds, and the like, and transmit them to the server apparatus 6000.

서버 장치(6000)는 구름레이더(1000), 라디오미터(2000), 인공위성(3000), 연직강우레이더(4000) 및 운고계(5000)로부터 획득한 자료에 기초하여 수함량을 산출할 수 있다.The server device 6000 can calculate the water content based on the data obtained from the cloud radar 1000, the radio meter 2000, the satellite 3000, the vertical precipitation radar 4000, and the cloud log system 5000.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 서버 장치(6000)의 블록도이다.2 is a block diagram of a server apparatus 6000 according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면 서버 장치(6000)는 통신부(6100), 디스플레이부(6200), 저장부(6300) 및 제어부(6400)를 포함할 수 있다.2, the server apparatus 6000 may include a communication unit 6100, a display unit 6200, a storage unit 6300, and a control unit 6400.

통신부(6100)는 외부 장치들과 연결될 수 있다.The communication unit 6100 can be connected to external devices.

통신부(6100)는 외부 장치들과 데이터를 송수신할 수 있다.The communication unit 6100 can transmit and receive data with external devices.

예를 들어 통신부(6100)는 구름레이더(1000), 라디오미터(2000), 인공위성(3000), 연직강우레이더(4000) 및 운고계(5000) 중 적어도 하나와 연결되어 데이터를 송수신할 수 있다.For example, the communication unit 6100 may be connected to at least one of the cloud radar 1000, the radio meter 2000, the satellite 3000, the vertical precipitation radar 4000, and the cloud system 5000 to transmit and receive data.

디스플레이부(6200)는 정보를 시각적으로 출력할 수 있다.The display unit 6200 can visually output information.

예를 들어 디스플레이부(6200)는 수함량 산출에 필요한 정보를 출력할 수 있다. 다른 예를 들어 디스플레이부(6200)는 서버 장치(6000)의 동작에 필요한 GUI(graphical user interface)를 출력할 수 있다.For example, the display unit 6200 can output information necessary for water content calculation. In another example, the display unit 6200 may output a graphical user interface (GUI) necessary for the operation of the server apparatus 6000.

저장부(6300)는 데이터를 저장할 수 있다.The storage unit 6300 may store data.

예를 들어 저장부(6300)는 외부 장치로부터 획득한 데이터를 저장할 수 있다. 다른 예를 들어 저장부(6300)는 서버 장치(6000)의 동작에 필요한 프로그램을 미리 저장할 수 있다.For example, the storage unit 6300 may store data acquired from an external device. For example, the storage unit 6300 may store a program necessary for the operation of the server apparatus 6000 in advance.

제어부(6400)는 서버 장치(6000)의 동작을 제할 수 있다.The control unit 6400 can dismiss the operation of the server apparatus 6000. [

예를 들어 제어부(6400)는 서버 장치(6000)에 포함된 구성들의 동작을 제어할 수 있다. 다른 예를 들어 제어부(6400)는 외부 장치로부터 획득한 데이터에 기초하여 수함량 산출 동작을 수행할 수 있다.For example, the control unit 6400 can control the operation of the configurations included in the server apparatus 6000. [ In another example, the control unit 6400 may perform the water content calculation operation based on the data acquired from the external device.

이하에서는 도 3 내지 5를 참조하여 서버 장치(6000)의 수함량 산출 동작에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, the water content calculating operation of the server apparatus 6000 will be described with reference to Figs.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 관계식 산출 방법을 나타내는 순서도이다.3 is a flowchart showing a relational expression calculating method according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 기반 데이터 및 평균 자료를 획득하는 단계(S100), 구름레이더 자료를 보정하는 단계(S200), 수함량 프로파일을 산출하는 단계(S300), 입자 형태를 판단하는 단계(S400), 입자 형태별 관계식을 산출하는 단계(S500)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, step S100 of acquiring the base data and the average data, step S200 of calculating the cloud radar data, step S300 of calculating the water content profile, , And calculating a relational expression for each particle type (S500).

제어부(6400)는 기반 데이터 및 평균 자료를 획득할 수 있다(S100). The control unit 6400 can acquire the base data and the average data (S100).

제어부(6400)는 입력된 자료를 이용하여 10분 평균 자료를 생산할 수 있다.The control unit 6400 can generate the 10-minute average data using the input data.

예를 들어 제어부(6400)는 구름레이더(1000)로부터 획득한 10분 주기의 반사도와 선형 편광 비의 연직 프로 파일 중 적어도 하나를 포함하는 구름레이더 자료를 획득할 수 있다. 여기서, 반사도와 선형 편광 비의 연직 프로 파일은15 km 고도까지 15 m의 연직 해상도를 가질 수 있다. For example, the control unit 6400 may acquire cloud radar data including at least one of the vertical profile of the linear polarization ratio and the reflectivity of the 10-minute period obtained from the cloud radar 1000. Here, a vertical profile of reflectivity and linear polarization ratio can have a vertical resolution of 15 m up to 15 km altitude.

다른 예를 들어 제어부(6400)는 인공위성, 연직강우레이더, 라디오미터, 운고계로부터 10분주기로 생성된 자료를 획득할 수 있다.As another example, the control unit 6400 may acquire data generated from the satellite, the vertical rainfall radar, the radio meter, and the cloud system every 10 minutes.

제어부(6400)는 구름레이더 자료를 보정할 수 있다(S200).The control unit 6400 can correct the cloud radar data (S200).

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 구름레이더 자료 보정 방법을 나타내는 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a method of correcting a cloud radar data according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 구름레이더 자료 보정 방법은 강우 강도를 판단하는 단계(S205), 선형 편광 비를 비교하는 단계(S210), 반사도 에코를 제거하는 단계(S215), 운정 고도의 평균 차이를 산출하는 단계(S220), 운정 고도의 차이를 산출하는 단계(S225), 평균 강우 강도를 산출하는 단계(S230), 강우 강도와 평균 강우 강도를 비교하는 단계(S235), 반사도 프로파일을 제거하는 단계(S240) 및 보정된 구름레이더 반사도를 산출하는 단계(S250)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the cloud radar data correction method includes a step of determining a rainfall intensity (S205), a step of comparing a linear polarization ratio (S210), a step of removing a reflectivity echo (S215) A step S230 of calculating the average rainfall intensity, a step S235 of comparing the rainfall intensity and the average rainfall intensity, a step of removing the reflectivity profile S240) and calculating the corrected cloud radar reflectivity (S250).

제어부(6400)는 강우강도를 판단할 수 있다(S205). The control unit 6400 can determine the rainfall intensity (S205).

제어부(6400)는 강우레이더로부터 획득한 정보에 기초하여 현재 강우 강도를 산출할 수 있으며, 산출된 강우강도와 미리 정해진 강우강도를 비교할 수 있다.The control unit 6400 can calculate the current rainfall intensity based on the information obtained from the rainfall radar, and compare the calculated rainfall intensity with the predetermined rainfall intensity.

제어부(6400)는 산출된 강우강도가 0이상인 경우에는 신호감쇠영역 제거 알고리즘을 적용할 수 있으며, 산출된 강우강도가 0인 경우에는 비기상 에코 제거 알고리즘을 적용할 수 있다. The control unit 6400 can apply a signal attenuation region elimination algorithm when the calculated rainfall intensity is 0 or more and apply the non-gaseous echo elimination algorithm when the calculated rainfall intensity is zero.

제어부(6400)는 선형 편광 비를 비교할 수 있다(S210). The control unit 6400 can compare the linear polarization ratio (S210).

제어부(6400)는 5km 고도 이하의 구름레이더 선형편광비가 -15 dB 미만인 경우는 기상에코로 판별하고, 이상인 경우에는 비기상 에코로 판별할 수 있다.The control unit 6400 can discriminate by the weather echo when the cloud radar linear polarization ratio of less than or equal to 5 km is less than -15 dB, and by the non-weather echo if it is abnormal.

제어부(6400)는 반사도 에코를 제거할 수 있다(S215). The control unit 6400 can remove the reflectivity echo (S215).

제어부(6400)는 비기상 에코로 판별되었을 경우에는 구름레이더 반사도 자료에서 해당 에코를 제거할 수 있다.When the controller 6400 is determined to be a non-gaseous echo, the echo can be removed from the cloud radar reflectivity data.

제어부(6400)는 운정 고도 평균 차이를 산출할 수 있다(S220). The control unit 6400 can calculate the mean altitude difference (S220).

제어부(6400)는 기상 에코로 판단된 자료로부터 비기상 에코가 제거 알고리즘에서 사용하기 위하여 인공 위성과 구름레이더로 관측된 운정 고도의 평균 차이 값(DIFFmean)을 산출할 수 있다.The control unit 6400 may calculate an average difference value (DIFFmean) of the altitude observed by the satellites and the cloud radar for use in the non-meteoric echo cancellation algorithm from the data determined by the meteorological echo.

제어부(6400)는 운정 고도의 차이를 산출할 수 있다(S225). The control unit 6400 can calculate the difference in altitude (S225).

제어부(6400)는 강수가 있을 경우에서의 인공 위성과 구름레이더로 관측된 운정 고도의 차이(DIFF = 인공위성 운정 고도 - 구름레이더 운정 고도)를 산출할 수 있다.The control unit 6400 can calculate the difference (DIFF = saturation altitude - cloud radar altitude altitude) between the satellites in the case of precipitation and the cloud altitude observed by the cloud radar.

제어부(6400)는 평균 강우강도를 산출할 수 있다(S230). The control unit 6400 can calculate the average rainfall intensity (S230).

제어부(6400)는 DIFF 값을 비기상 에코 제거 알고리즘에서 산출된 DIFFmean와 비교한 뒤, DIFF가 큰 경우에는 감쇠가 발생한 것으로 판단하여, 이때의 연직강우레이더 평균 강우강도(RRmean)를 산출할 수 있다.The controller 6400 compares the DIFF value with the DIFFmean calculated by the non-Gaussian echo cancellation algorithm. If the DIFF is large, it is determined that attenuation has occurred, and the vertical rainfall radar average rainfall intensity RRmean at this time can be calculated .

제어부(6400)는 강우 강도와 평균 강우 강도를 비교할 수 있다(S235). The control unit 6400 can compare the rainfall intensity with the average rainfall intensity (S235).

제어부(6400)는 반사도 프로파일을 제거할 수 있다(S240). The control unit 6400 may remove the reflectivity profile (S240).

제어부(6400)는 연직강우레이더의 강우강도가 RRmean보다 클 경우에는 감쇠 영역으로 판별하여, 해당 시간대의 구름레이더 반사도 프로파일을 제거할 수 있다.If the rainfall intensity of the vertical rainfall radar is larger than the RRmean, the control unit 6400 can determine the attenuation region and remove the cloud radar reflectivity profile of the corresponding time zone.

제어부(6400)는 보정된 구름레이더 반사도를 획득할 수 있다(S250).The control unit 6400 can acquire the corrected cloud radar reflectivity (S250).

다시 도 3을 참조하면, 제어부(6400)는 수함량 프로파일을 산출할 수 있다(S300).Referring again to FIG. 3, the control unit 6400 may calculate the water content profile (S300).

제어부(6400)는 구름레이더 자료에 포함된 반사도, 산출된 수함량, 연직강우레이더로부터 획득한 강우강도, 운고계로부터 획득한 운저 고도에 기초하여 수함량 프로파일을 산출할 수 있다.The control unit 6400 may calculate the water content profile based on the reflectivity included in the cloud radar data, the calculated water content, the rainfall intensity obtained from the vertical rainfall radar, and the altitude height obtained from the cloud system.

제어부(6400)는 연직 적분된 수함량(LWP)에 기초하여 수함량 연직 프로파일을 산출할 수 있다. 예를 들어 제어부(6400)는 연직 적분된 수함량을 연직 격자에 따라 나누어 연직 프로파일을 산출할 수 있다.The control unit 6400 may calculate the water content vertical profile based on the vertically integrated water content (LWP). For example, the control unit 6400 may calculate the vertical profile by dividing the vertically integrated water content by the vertical grid.

식 1Equation 1

식 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수함량 프로파일을 나타내는 수식이다.Equation 1 is a formula representing the water content profile according to one embodiment of the present invention.

여기서, Z는 구름레이더 연직 반사도로 mm6m-3 단위로 나타낸다. Zi는 i번째 레인지 게이트(range gate)에서의 반사도 값을 의미한다. n은 레이더의 총 레인지 게이트 개수, 즉 빈 개수(bin numbers)를 의미하며, Δh는 레인지 게이트의 길이로, 예를 들어 구름레이더에서는 n=1000, Δh=15 m의 값을 가질 수 있다. 라디오미터 LWP의 단위는 mm이다. 상기의 식을 이용하면, 결과적으로 15 km 고도까지의 15 m 해상도를 가지는 10분 간격의 수함량(단위: g m-3)을 산출할 수 있다. Where Z is the cloud radar vertical reflectivity in mm6m-3 units. Zi denotes the reflectivity value at the i-th range gate. n is the total number of range gates of the radar, ie bin numbers, and Δh is the length of the range gate. For example, for a cloud radar, n = 1000 and Δh = 15 m. The unit of radio meter LWP is mm. Using the above equation, the water content (unit: g m-3) at 10-minute intervals with a resolution of 15 m up to an altitude of 15 km can be calculated.

다시 도 3을 참조하면, 제어부(6400)는 입자 형태를 판단할 수 있다(S400).Referring again to FIG. 3, the controller 6400 may determine the particle type (S400).

제어부(6400)는 보정된 구름레이더 반사도 및 산출된 수함량 프로파일의 입자형태를 판단할 수 있다.The control unit 6400 can determine the corrected cloud radar reflectivity and the particle shape of the calculated water content profile.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 입자형태 판단 방법을 나타내는 순서도이다.FIG. 5 is a flowchart showing a particle shape determination method according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 강우강도를 비교하는 단계(S410), 비강수 구름으로 판단하는 단계(S420), 구름레이더 에코와 운저 고도를 비교하는 단계(S430), 강수구름으로 판단하는 단계(S450) 및 강수입자로 판단하는 단계(S440)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, the comparison of the rainfall intensity (S410), the determination of the nasal cloud (S420), the comparison of the cloud radar echo and the bottom height (S430) And determining that the steel importer is a step S440.

제어부(6400)는 강우강도를 비교할 수 있다(S410).The control unit 6400 can compare the rainfall intensity (S410).

제어부(6400)는 연직강우레이더의 강우강도가 0을 초과하였는지 여부를 판단할 수 있다.The control unit 6400 may determine whether the rainfall intensity of the vertical rainfall radar exceeds zero.

제어부(6400)는 비강수 구름으로 판단할 수 있다(S420).The control unit 6400 may determine the nasal cloud (S420).

제어부(6400)는 연직강우레이더의 강우강도가 0인 경우, 보정된 구름레이더 반사도와 산출된 수함량 프로파일을 비강수 구름에 대한 구름레이더 반사도 및 수함량 프로파일로 판단할 수 있다.If the rainfall intensity of the vertical rainfall radar is zero, the control unit 6400 can determine the corrected cloud radar reflectivity and the calculated water content profile as the cloud radar reflectivity and water content profile for the nasal cloud.

제어부(6400)는 구름레이더 에코와 운저 고도를 비교할 수 있다(S430).The control unit 6400 can compare the cloud radar echo with the console altitude (S430).

제어부(6400)는 연직강우레이더의 강우강도가 0을 초과한 경우, 구름레이더 에코와 운저 고도를 비교할 수 있다.The control unit 6400 can compare the cloud radar echo and the cruise altitude when the rainfall intensity of the vertical rainfall radar exceeds zero.

제어부(6400)는 강수구름으로 판단할 수 있다(S450).The control unit 6400 can determine the precipitation cloud (S450).

제어부(6400)는 구름레이더 에코의 발생 고도가 운고계 운저 고도 이상인 경우 강수 구름으로 판단할 수 있다.The control unit 6400 can determine that the cloud radar echo is a precipitation cloud when the altitude at which the cloud radar echo is generated is equal to or higher than the cloud base altitude.

제어부(6400)는 강수입자로 판단할 수 있다(S440).The control unit 6400 may determine that it is a strong importer (S440).

제어부(6400)는 구름레이더 에코의 발생 고도가 운고계 운저 고도 미만인 경우 강수 입자로 판단할 수 있다.The control unit 6400 can judge the precipitation particle when the altitude at which the cloud radar echo is generated is less than the altitude at which the cloud radar echo occurs.

다시 도3을 참조하면, 제어부(6400)는 입자 형태별 관계식을 산출할 수 있다(S500).Referring again to FIG. 3, the control unit 6400 may calculate a relational expression according to the particle type (S500).

제어부(6400)는 분류된 구름레이더 반사도 에코와 산출된 수함량에 따라 각기 다른 Z-LWC 관계식을 도출할 수 있다. 반사도(단위: mm⁶ m^-3)와 수함량(단위: g m^-3)의 관계를 최소제곱법을 이용하여 식 2와 같은 멱지수 형태의 관계식으로 도출할 수 있다.The control unit 6400 may derive a different Z-LWC relation according to the classified cloud radar reflectivity echo and the calculated water content. The relation between the reflectivity (unit: mm ⁶ m ^-3 ) and the water content (unit: gm ^-3 ) can be derived by the least squares method as the exponential equation like equation 2.

식 2Equation 2

여기서, Z는 반사도, LWC는 수함량일 수 있다. 또한, 여기서, a와 b는 최소제곱법을 통해 산출된 상수이다.Here, Z may be reflectance and LWC may be water content. Here, a and b are constants calculated by the least squares method.

식 3Equation 3

식 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 관계식의 예제이다.Equation 3 is an example of a relational expression according to an embodiment of the present invention.

식 3-(1)은 비강수 구름에 대한 관계식이고, 식 3-(2)는 강수구름에 대한 관계식이며, 식3-(3)은 강수입자에 대한 관계식이다.Equation 3- (1) is the relational expression for the nasal cloud, Equation 3- (2) is the relational expression for the precipitation cloud, and Equation 3- (3) is the relational expression for the steel importer.

식 3에 도시된 바와 같이 제어부(6400)는 입자 형태별로 관계식을 획득할 수 있으며, 수함량의 산출을 위하여 획득한 관계식을 저장부(6300)에 미리 저장할 수 있다.As shown in Equation 3, the control unit 6400 can acquire a relational expression for each particle type, and can store the acquired relational expression in advance in the storage unit 6300 for calculation of the water content.

이하에서는 도 6을 참조하여 앞서 설명한 관계식을 이용한 수함량 측정 방법에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, a method of measuring the water content using the above-described relational expression with reference to FIG. 6 will be described.

수함량 측정 방법에 있어서, 기반 데이터 및 평균 자료를 획득하는 단계(S100)와 구름레이더 자료를 보정하는 단계(S200) 및 입자 형태를 판단하는 단계(S300)는 앞서 설명한 관계식 획득 방법과 동일하다. 따라서, 이하에서는 관계식 획득 방법과 동일한 구성 및 단계에 대해서는 그 설명을 생략하도록 한다.In the water content measurement method, step (S100) of obtaining the base data and the average data, step (S200) of correcting the cloud radar data, and step (S300) of determining the particle shape are the same as those of the above-described relation acquisition method. Therefore, the description of the same constitution and steps as those of the relational expression obtaining method will be omitted below.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수함량 산출 방법의 순서도이다.6 is a flowchart of a water content calculation method according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 수함량 산출 방법은 기반 데이터 및 평균 자료를 획득하는 단계(S100), 구름레이더 자료를 보정하는 단계(S200), 입자 형태를 판단하는 단계(S300) 및 수함량을 산출하는 단계(S600)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6, the water content calculation method includes a step S100 of acquiring the base data and the average data, a step S200 of correcting the cloud radar data, a step S300 of determining the particle shape, Step S600.

제어부(6400)는 기반 데이터 및 평균 자료를 획득할 수 있다(S100).The control unit 6400 can acquire the base data and the average data (S100).

제어부(6400)는 입자 형태를 판단할 수 있다(S300).The control unit 6400 can determine the particle type (S300).

제어부(6400)는 수함량을 산출할 수 있다(S600).The control unit 6400 can calculate the water content (S600).

제어부(6400)는 입자 형태 별로 미리 산출된 관계식에 기초하여 수함량을 산출할 수 있다The control unit 6400 can calculate the water content based on the previously calculated relational expression for each particle type

식4)Equation 4)

(1)

(One)

(2)

(2)

(3)

(3)

식 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수함량과 반사도의 관계식이다.Equation 4 is a relational expression of water content and reflectivity according to an embodiment of the present invention.

식 4는 앞서 설명한 Z-LWC 관계식을 LWC에 대한 관계식으로 변형한 수식일 수 있다. 식 4-(1)은 비강수 구름에 대한 관계식이고, 4 3-(2)는 강수구름에 대한 관계식이며, 식4-(3)은 강수입자에 대한 관계식이다.Equation (4) can be an equation obtained by transforming the Z-LWC relation described above into a relational expression for LWC. Equation 4- (1) is the relational expression for the nasal cloud, 4 3- (2) is the relational expression for the precipitation cloud, and Equation 4- (3) is the relational expression for the steel importer.

제어부(6400)는 보정된 구름레이더 자료에서 판단된 입자 형태별로 해당하는 관계식을 대입하여 수함량을 산출할 수 있다.The control unit 6400 can calculate the water content by substituting the corresponding relational expression for each particle type determined in the corrected cloud radar data.

제어부(6400)는 산출된 수함량 디스플레이부(6200)를 통하여 출력할 수 있다.The control unit 6400 can output through the calculated water content display unit 6200.

상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be apparent to those skilled in the art that changes or modifications may fall within the scope of the appended claims.

10000 수함량 산출 시스템 1000 구름레이더
2000 라디오미터 3000 인공위성
4000 연직강우레이더 5000 운고계
6000 서버 장치 6100 통신부
6200 디스플레이부 6300 저장부
6400 제어부10000 Water content calculation system 1000 cloud radar
2000 Radio Meteor 3000 Satellite
4000 vertical rainfall radar 5000 cloudy weather
6000 server apparatus 6100 communication section
6200 display unit 6300 storage unit
6400 control unit

Claims

As a method of calculating a relational expression for calculating the water content of a cloud based on cloud radar data,
Correcting the cloud radar data;
Calculating a reflectivity from the calibrated cloud radar data;
Calculating a moisture content profile based on the calculated reflectivity and the vertical integrated water content (LWP) obtained from the radiometer;
Determining the particle shape of the reflectivity and the water content;
And calculating the Z-LWC relation for each particle type
Calculation method of water content by cloud cloud radar.

The method according to claim 1,
The step of calibrating the cloud radar data
Obtaining input data, said input data being data obtained from a cloud radar and a radio meter;
Determining whether a rainfall intensity for an area where the input data is acquired is equal to or greater than a predetermined threshold based on rainfall intensity information obtained from a vertical rainfall radar; And
Calculating a reflectivity by performing a signal attenuation region elimination algorithm when the rainfall intensity is equal to or greater than a predetermined threshold and calculating a reflectivity by performing an air phase echo cancellation algorithm when the rainfall intensity is less than a predetermined threshold value
Calculation method of water content by cloud cloud radar.

The method according to claim 1,
Wherein the step of calculating the water content profile comprises the step of calculating the water content profile using the equation 1 dividing the vertical integrated water content by the vertical lattice
Calculation method of water content by cloud cloud radar.
Equation 1

(Where z is the cloud radar vertical reflectivity, Zi is the reflectivity value at the i-th range gate, n is the total number of range gates of the radar, and h is the length of the range gate).

The method according to claim 1,
The step of determining the particle shape of the reflectivity and the water content
Determining that the rainfall intensity is equal to or less than a predetermined threshold value, determining that the rainfall intensity is equal to or less than a predetermined threshold value, and determining that the cloud radar echo is equal to or higher than the runner height, Or less, and when the cloud radar echo is lower than or equal to the lower altitude,
Calculation method of water content by cloud cloud radar.

The method according to claim 1,
The Z-LCW relation is expressed by the following Equation 2 obtained by obtaining the relationship between the reflectivity and the water content in the form of the exponent equation using the least squares method
Calculation method of water content by cloud cloud radar.
Equation 2

(Where Z is the reflectivity, LWC is the water content, and a and b are constants calculated by the least squares method).

In this method, the water content is calculated using the data of the cloud radar and the previously calculated cloud particle relation,
Correcting the cloud radar data;
Calculating a reflectivity from the calibrated cloud radar data;
Determining the particle shape of the reflectivity and the water content;
And calculating a water content by applying a predetermined Z-LWC relation according to the particle shape
Calculation method of water content by cloud particle using cloud radar.

5. The method of claim 4,
The particle morphology may be at least one of nasal cloud, precipitation cloud and precipitation particles
Calculation method of water content by cloud particle using cloud radar.

6. The method of claim 5,
The step of calculating the water content may include determining the Z-LWC relation for the nasal cloud previously stored, the Z-LWC relation for the precipitation cloud, and the particle shape among the Z-LWC relation for the precipitation particle And calculating the water content by applying a relational expression corresponding to the particle shape
Calculation method of water content by cloud particle using cloud radar.

6. The method of claim 5,
The Z-LCW relation is expressed by the following equation 3
Calculation method of water content by cloud particle using cloud radar.
Equation 3