KR20210131721A - 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템 - Google Patents

원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템으로서, 기상 수치예측모형의 수행을 위해 데이터를 처리하는 전처리부; 및 상기 전처리부에서 처리된 데이터를 전달받아 기상 수치예측모형을 수행하여 입력 기상 정보를 생산하되, 적어도 한번 이상의 역학적 규모 상세화를 수행하여 원전 주변 지역을 최종 모의 영역으로 하는 고해상도의 입력 기상 정보를 생산하는 기상 정보 생산부를 포함하며, 상기 전처리부는, 고해상도의 환경부 토지 피복 자료를 이용해 지면 피복 정보를 갱신하되, 상기 기상 수치예측모형의 형식에 맞도록 변환하여 갱신된 지면 피복 정보를 상기 기상 수치예측모형에 적용하는 지면 피복 갱신 모듈; 및 위성 기반 고해상도 지형 자료를 저장 및 분석하고, 상기 고해상도 지형 자료를 상기 기상 수치예측모형의 형식에 맞도록 변환하는 고해상도 지형 분석 모듈을 포함하고, 상기 기상 정보 생산부는, 원전 주변 지역의 아격자 규모의 지형 효과를 고려해 상기 입력 기상 정보의 정확도를 향상시키기 위해, 아격자 규모 지형 고도의 효과를 거칠기 길이로 매개변수화 하며, 상기 고해상도 지형 분석 모듈에서 변환된 상기 고해상도 지형 자료를 이용해 상기 거칠기 길이를 산출하는 아격자 규모 지형 항력 모수화 모듈을 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하고 있는 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템에 따르면, 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보의 정확도를 높이기 위해, 고해상도의 환경부 토지 피복 자료를 이용해 갱신된 지면 피복 정보와 위성 기반 고해상도 지형 자료를 기상 수치예측모형에 적용함으로써, 원전 주변 영역에 대해 현실적인 모형 지면 정보가 반영되도록 개선하고, 아격자 규모 지형 고도의 효과를 거칠기 길이로 매개변수화한 지표 항력 물리 과정을 추가함으로써, 원전 주변 지역의 아격자 규모의 지형 효과를 고려해 입력 기상 정보의 정확도를 향상시킬 수 있다.

Description

원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템{SYSTEM OF PRODUCING INPUT METEOROLOGY INFORMATION FOR FLOW AND DISPERSION MODELING NEAR NUCLEAR POWER PLANTS}
본 발명은 기상 정보 생산 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템에 관한 것이다.
원자력 발전은 산업 활동에 필요한 에너지를 생산하는 가장 효율적인 방법이지만 예기치 못한 중대사고 발생 시 보건과 환경에 미치는 영향이 치명적인 단점이 있다. 2011년 3월에는 일본 동쪽 해안에서 발생한 대지진과 잇따른 거대한 쓰나미에 의해 후쿠시마 원전 사고로 다량의 방사성 물질이 대기와 해양으로 누출되는 사고가 발생하였다. 후쿠시마 원전 사고는 원전의 방사성 물질이 대기 중에 누출이 되면 기류를 따라 전지구 규모로 확산될 수 있음을 보였으며, 이에 대한 정부적 차원의 세심한 대응 노력의 필요성을 고취시켰다.
방사성 물질이 전지구 규모로 확산될 수 있는 것은 다양한 규모의 대기운동에 기인한다. 전지구 규모의 대기 대순환, 종관 규모의 계절풍 순환, 지역/국지 규모의 국지 순환, 그리고 미규모의 대기 경계층 난류를 통해 다양한 규모의 바람을 따라 방사성 물질이 확산될 수 있다.
대기 확산 모델은 방사성 물질의 대기 확산을 예측하고 분석하기 위한 중요한 도구로 활용된다. 확산 모델은 대기 중으로 배출된 물질이 바람을 따라 시/공간 확산되는 과정을 계산하는 수치 모델로, 방사성 오염물질의 확산을 예측하거나 원전사고를 대비한 사전 영향평가를 위한 핵심적인 도구이다. 확산 모델은 기상 정보를 입력 정보로 사용하므로 대기 배출 물질의 정확한 확산을 계산하기 위해서는 신뢰할 수 있는 3차원 기상 정보의 제공이 반드시 선행되어야 한다.
기류확산 모델링을 위해서는 대상 지역의 바람, 기온, 습도 등 기상 요소들의 모형 격자에 맞는 고해상도 시/공간적 정보가 필요하다. 대기 경계층 내의 바람과 기온의 시/공간 분포는 특정 지역의 오염 농도를 결정하는 중요한 기상 요소들이며, 많은 연구들이 확산 모형의 예측 농도가 대기 경계층의 기상 정보에 매우 민감하다는 것을 보여 주고 있다. 복잡한 대기 경계층의 물리 과정을 정확하게 예측할 수 있다면 원전 사고에 의한 방사성 물질의 대기 중 방출이 일어났을 때 이에 의한 영향 평가의 정확도를 크게 향상시킬 수 있을 것이다. 대기 경계층은 지구 지표와 지표 부근의 대기와의 상호 작용을 통해 형성되는 특징적인 대기층을 말하며, 복잡 지형 지역의 대기 경계층 발달은 비균질적인 지면 피복 조건과 3차원 국지 순환의 영향으로 매우 복잡한 양상을 보이게 된다.
국내의 원자력 발전소들은 동해와 서해 해안 지역에 위치하고 있으며, 복잡한 지면 피복과 산악이 인접한 지리적 특성을 지닌다. 이런 지형 조건에서는 해륙풍과 산곡풍과 같은 국지 순환이 빈번하게 발생할 수 있고 종관 기상 조건에 따라 매우 복잡한 기류 양상을 보일 수 있다. 방사성 물질의 이동 및 확산을 정확하게 모의하기 위해서는 종관 기상 조건과 국지 순환 및 이들의 상호 작용이 고려되어야 한다. 후쿠시마 원전 사고를 통해 사고 발생 지점 수십 ㎞ 이내 지역은 매우 심각한 영향을 받을 수 있음을 확인할 수 있었으며, 이와 같은 단거리 확산 과정을 정확하게 고려하기 위해서는 종관 기상 조건, 국지 순환과 함께 대기 경계층 내 난류 확산 과정을 정확하게 고려하는 것이 매우 중요하다. 따라서 국내 원전사고에 대한 신뢰할 수 있는 주민보호조치 방안을 마련하기 위해서는 기류확산 모델링의 입력 정보로 활용되는 국지 기상장의 정확도가 확보되어야 한다.
한편, 본 발명과 관련된 선행기술로서, 등록특허 제10-2015889호(발명의 명칭: 방사선비상대응 원전부지 기상관측자료 분석 시스템 및 방법, 등록일자: 2019년 08월 23일) 등이 개시된 바 있다.
본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보의 정확도를 높이기 위해, 고해상도의 환경부 토지 피복 자료를 이용해 갱신된 지면 피복 정보와 위성 기반 고해상도 지형 자료를 기상 수치예측모형에 적용함으로써, 원전 주변 영역에 대해 현실적인 모형 지면 정보가 반영되도록 개선하고, 아격자 규모 지형 고도의 효과를 거칠기 길이로 매개변수화한 지표 항력 물리 과정을 추가함으로써, 원전 주변 지역의 아격자 규모의 지형 효과를 고려해 입력 기상 정보의 정확도를 향상시킬 수 있는, 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템은,
원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템으로서,
기상 수치예측모형의 수행을 위해 데이터를 처리하는 전처리부; 및
상기 전처리부에서 처리된 데이터를 전달받아 기상 수치예측모형을 수행하여 입력 기상 정보를 생산하되, 적어도 한번 이상의 역학적 규모 상세화를 수행하여 원전 주변 지역을 최종 모의 영역으로 하는 고해상도의 입력 기상 정보를 생산하는 기상 정보 생산부를 포함하며,
상기 전처리부는,
고해상도의 환경부 토지 피복 자료를 이용해 지면 피복 정보를 갱신하되, 상기 기상 수치예측모형의 형식에 맞도록 변환하여 갱신된 지면 피복 정보를 상기 기상 수치예측모형에 적용하는 지면 피복 갱신 모듈; 및
위성 기반 고해상도 지형 자료를 저장 및 분석하고, 상기 고해상도 지형 자료를 상기 기상 수치예측모형의 형식에 맞도록 변환하는 고해상도 지형 분석 모듈을 포함하고,
상기 기상 정보 생산부는,
원전 주변 지역의 아격자 규모의 지형 효과를 고려해 상기 입력 기상 정보의 정확도를 향상시키기 위해, 아격자 규모 지형 고도의 효과를 거칠기 길이로 매개변수화 하며, 상기 고해상도 지형 분석 모듈에서 변환된 상기 고해상도 지형 자료를 이용해 상기 거칠기 길이를 산출하는 아격자 규모 지형 항력 모수화 모듈을 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 기상 정보 생산부는,
바람장 모의 정확도가 향상된 상기 입력 기상 정보를 생산할 수 있다.
바람직하게는, 상기 기상 정보 생산부는,
상기 전처리부와 상호작용을 통해, 상기 기상 수치예측모형의 수평 격자 규모를 32.4㎞, 10.8㎞, 3.6㎞ 및 1.2㎞로 하는 복수의 모의 영역에 대하여 순차적으로 수평 해상도를 높이면서 3회의 역학적 규모 상세화를 수행하며, 수평 격자 규모 1.2㎞를 수평 해상도로 하는 상기 최종 모의 영역에 대해 입력 기상 정보를 생산할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 최종 모의 영역은,
원전을 중심으로 반경 100㎞ 영역을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 지면 피복 갱신 모듈은,
환경부 중분류 지면 피복 자료의 분류 코드를 상기 기상 수치예측모형의 분류 코드로 변환하기 위한 매핑 테이블을 생성하고, 생성된 매핑 테이블을 이용해 30m 공간 해상도를 갖는 환경부 중분류 지면 피복 자료를 상기 기상 수치예측모형의 형식에 맞도록 변환하여 갱신된 지면 피복 정보를 저장할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 지면 피복 갱신 모듈은,
중부 원점 좌표계를 따르는 상기 환경부 중분류 지면 피복 자료를 상기 기상 수치예측모형의 좌표계에 따라 1차 변환하고, 1차 변환된 자료를 1m 격자 자료로 2차 변환한 다음, 2차 변환된 자료를 상기 매핑 테이블을 적용하여 상기 기상 수치예측모형의 자료형식에 맞도록 최종 변환하며, 최종 변환된 지면 피복 자료를 상기 기상 수치예측모형에 적용할 수 있다.
바람직하게는, 상기 고해상도 지형 분석 모듈은,
90m 공간 해상도를 갖는 미국 NASA Shuttle Radar Topography Mission (SRTM)의 고해상도 지형 자료를 저장 및 분석할 수 있다.
바람직하게는, 상기 아격자 규모 지형 항력 모수화 모듈은,
수학식
Figure pat00001
을 이용해 상기 거칠기 길이를 산출할 수 있다.
여기서, σh는 아격자 규모에서 지형 고도의 표준편차, βs는 지형 고도의 왜도를 나타내며, α는 0.1이다.
본 발명에서 제안하고 있는 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템에 따르면, 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보의 정확도를 높이기 위해, 고해상도의 환경부 토지 피복 자료를 이용해 갱신된 지면 피복 정보와 위성 기반 고해상도 지형 자료를 기상 수치예측모형에 적용함으로써, 원전 주변 영역에 대해 현실적인 모형 지면 정보가 반영되도록 개선하고, 아격자 규모 지형 고도의 효과를 거칠기 길이로 매개변수화한 지표 항력 물리 과정을 추가함으로써, 원전 주변 지역의 아격자 규모의 지형 효과를 고려해 입력 기상 정보의 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템의 전체 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템에서 사용하는 기상 수치예측모형의 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템에서, 역학적 규모 상세화를 위한 모의 영역 구성을 예를 들어 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템에서, 전처리부 및 기상 정보 생산부의 세부적인 구성을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템의 지면 피복 갱신 모듈에서 사용되는, 환경부 지면 피복 자료를 예를 들어 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템의 고해상도 지형 분석 모듈에서 사용되는, SRTM 지형 자료를 예를 들어 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템의 전처리부에서 변환된 지면 피복 및 지형 자료를 예를 들어 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템에서, 아격자 규모 지형 항력 모수화 모듈의 성능 비교를 위한 실험 결과를 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템에서 예측된 연평균 재순환 인자의 공간 분포를 비교하여 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템에서 예측된 연평균 재순환 인자와 각 측정소 지점별 연평균 재순환 인자를 비교하여 도시한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’ 되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’ 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’ 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’ 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템(100)의 전체 구성을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템(100)은, 기상 수치예측모형의 수행을 위해 데이터를 처리하는 전처리부(110), 및 전처리부(110)에서 처리된 데이터를 전달받아 기상 수치예측모형을 수행하여 입력 기상 정보를 생산하되, 적어도 한번 이상의 역학적 규모 상세화를 수행하여 원전 주변 지역을 최종 모의 영역으로 하는 고해상도의 입력 기상 정보를 생산하는 기상 정보 생산부(120)를 포함하여 구성될 수 있으며, 기상 정보 생산부(120)에서 생산된 입력 기상 정보는 기류 확산 모델링 시스템(200)에 입력 정보로 사용될 수 있다.
기류 확산 모델은 대기 중으로 배출된 물질이 바람을 따라 시/공간 확산되는 과정을 계산하는 수치 모델로, 방사성 오염물질의 확산을 예측하거나 원전사고를 대비한 사전 영향평가를 위한 핵심적인 도구이다. 기류 확산 모델링을 위해서는 입력 정보로 기상 정보가 필요하며, 대기 배출 물질의 정확한 확산을 계산하기 위해서는 신뢰할 수 있는 3차원 입력 기상 정보의 확보가 중요하다.
특히, 원전 주변 지역의 기류 확산을 정확하게 모델링하기 위해서는, 입력 기상 정보로서 원전 주변 바람을 정확하게 예측하는 것이 중요하다. 국내의 원자력 발전소들은 동해와 서해 해안 지역에 위치하고 있으며 복잡한 지면 피복과 산악이 인접한 지리적 특성을 지닌다. 이런 지형 조건에서는 해륙풍과 산곡풍과 같은 국지 순환이 빈번하게 발생할 수 있고 종관 기상 조건에 따라 매우 복잡한 기류 양상을 보일 수 있다.
따라서 본 발명의 일실시예에 따른 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템(100)은, 전처리부(110)가 고해상도의 환경부 토지 피복 자료를 이용해 갱신된 지면 피복 정보와 위성 기반 고해상도 지형 자료를 전처리하여 기상 수치예측모형에 적용함으로써, 원전 주변 영역에 대해 현실적인 모형 지면 정보가 반영되도록 개선하고, 기상 정보 생산부(120)가 기상 수치예측모형에 아격자 규모 지형 고도의 효과를 거칠기 길이로 매개변수화한 지표 항력 물리 과정을 추가함으로써, 원전 주변 지역의 아격자 규모의 지형 효과를 고려해 입력 기상 정보의 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템(100)에서 사용하는 기상 수치예측모형의 구성을 도시한 도면이다(https://www2.mmm.ucar.edu/wrf/users/model.html). 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템(100)에서는, 기상 수치예측모형으로서 WRF(Weather Research and Forecast) 모형을 사용할 수 있다.
WRF 모형은 전처리를 위한 WPS(WRF Pre-Processing System)와 ARW Model을 포함하는 WRF Model을 포함하여 구성될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템(100)에서 WRF 모형을 사용하는 경우, WPS가 전처리부(110), WRF Model이 기상 정보 생산부(120), ARW Model이 기상 수치예측모형의 역할을 각각 수행할 수 있다.
기상 정보 생산부(120)는, 전처리부(110)와 상호작용을 통해, 기상 수치예측모형의 수평 격자 규모를 32.4㎞, 10.8㎞, 3.6㎞ 및 1.2㎞로 하는 복수의 모의 영역에 대하여 순차적으로 수평 해상도를 높이면서 3회의 역학적 규모 상세화를 수행하며, 수평 격자 규모 1.2㎞를 수평 해상도로 하는 최종 모의 영역에 대해 입력 기상 정보를 생산할 수 있다. 이때, 최종 모의 영역은, 원전을 중심으로 반경 100㎞ 영역을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템(100)에서, 역학적 규모 상세화를 위한 모의 영역 구성을 예를 들어 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템(100)에서는, 총 4개의 모의 영역을 설정하고, 3번의 역학적 규모 상세화(down-scaling)를 통해 최종 모의 영역인 네 번째 도메인 (D04)에 대해 3차원 고해상도 입력 기상 정보를 생산할 수 있다.
보다 구체적으로, 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산에서는, 기상 조건의 현실적인 변화를 반영하기 위해 대기 경계층 규모 (~ 1㎞) 대기 운동에서부터 종관 규모 (~ 1000㎞) 변화까지 충분히 반영할 수 있어야 한다. 특히, 복잡 지형에 위치한 원전 부지의 경우 이로 인한 국지 순환의 직접적인 영향을 받게 되므로 다중 규모 대기 현상의 고려가 필요하다. 따라서, 본 발명에서는, 첫 번째 도메인 (D01)은 종관 규모 대기 현상을 충분히 반영할 수 있도록 중국, 한국, 일본을 포함하는 넓은 영역으로 설정하였으며, 두 번째 도메인 (D02)과 세 번째 도메인 (D03)은 한반도를 중심으로 주변 영역을 보다 상세하게 모의할 수 있도록 구성하였다.
한편, 후쿠시마 원전 사고의 경우 원전 주변 50 ㎞ 이내 영역에서 심각한 피해를 입었다는 사실로 볼 때, 초기 비상 대응에 필요한 확산 지도는 원전 주변 100 ㎞ 이내의 영역에서 작성될 필요가 있다. 따라서, 네 번째 도메인(D04)은 고리/월성 원전을 중심으로 100 ㎞ 이내의 영역을 포함하도록 설정하였다.
다음 표 1은 본 발명의 일실시예에 따른 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템(100)에서 사용하는, 모의 영역 설정 정보 및 수치 적분에 사용되는 물리 방안을 나타낸 것이다.
Figure pat00002
각 도메인의 수평 격자 해상도는 각각 32.4, 10.8, 3.6, 1.2㎞이며, 56층의 연직 시그마 대기층으로 설정하여 대기 경계층 뿐 만 아니라 종관 규모 대기 현상을 현실적으로 모의할 수 있는 해상도로 설정하였다. 격자수는 첫 번째 도메인이 181×134, 두 번째 도메인이 190×181, 세 번째 도메인이 181×190, 네 번째 도메인이 181×217이다. 모형의 물리 과정으로 Goddard 단파 복사 방안, RRTM(Rapid Radiative Transfer Model) 장파 복사 방안, Noah 지면 모형, MYNN 대기 경계층 방안, Grell 적운 모수화 방안을 적용하였다. 도메인별 기상장은 단방향 둥지 격자 방식(one-way nested grid approach)으로 순차적으로 수치 적분하였다. 전 지구 기후 모형의 성긴 해상도 예측 기상장을 이용하여 저해상도의 WRF 기상장을 생산하고, 이를 다시 하위 도메인의 경계 조건으로 사용하여 점진적으로 대상 지역의 국지 기상장의 공간 해상도를 높이게 된다. 이와 같은 역학적 규모 상세화 방안은 종관 규모의 기상장과 고해상도 국지 기상장을 동일한 기상 모형을 이용하여 수치 적분을 수행하므로 각 도메인 간의 역학 과정이나 물리 과정의 불일치에 의한 오차를 줄일 수 있다. 상위 세 개의 도메인에 대해서는 FDDA(four dimensional data assimilation) 전지구 재분석 기상장 너징 기법을 적용하여 종관 규모 기상장이 현실적으로 모의될 수 있도록 설정하였다.
한편, 초기/경계 조건으로 사용되는 전지구 기후 모형의 기상장은 예측 기상장보다 정확도가 상대적으로 높은 진단 기상장을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 다양한 시간 규모 (연/계절/시간)의 기상 변화를 기류확산 모델링에 충분히 반영하기 위해서 장기간의 국지 기상장 생산과 기류확산 모델링이 필요하다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템(100)에서는, 신뢰할 수 있는 전지구 재분석 기상장으로서, 미국 국립환경예측센터(National Center for Environment Prediction: NCEP)에서 제공하고 있는 FNL(final operational global analysis) 재분석 자료와 유럽중기예보센터(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts: ECMWF)에서 제공하고 있는 ERA-Interim 자료를 초기/경계 조건으로 사용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템(100)에서, 전처리부(110) 및 기상 정보 생산부(120)의 세부적인 구성을 도시한 도면이다. 본 발명에서는, 도 2에 도시된 바와 같은 WRF 모형을 기본적으로 사용하되, 전처리부(110)가 지면 피복 갱신 모듈(111) 및 고해상도 지형 분석 모듈(112)을 더 포함하여, 기존의 WRF 모형에서 사용하는 지면 피복이나 지형 정보에 비해 고해상도 자료를 기상 수치예측모형에 적용함으로써, 대기 경계층의 정보가 특히 중요한 기류 확산 모델링을 위해 정확도가 향상된 입력 기상 정보를 생산할 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같은 WRF 모형의 역학 코어와 물리 과정을 사용하면서, 기상 정보 생산부(120)가 아격자 규모 지형 항력 모수화 모듈(121)을 더 포함함으로써, WRF Model에 지형 항력 모수화를 추가하여 아격자의 미세규모 지형의 효과까지 반영하여 산악과 해안이 인접한 지역에 위치한 국내의 원전 주변의 복잡한 기류 양상이 입력 기상 정보에 더욱 정확하게 반영되도록 하고, 이를 통해 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링 정확도를 향상시킬 수 있다.
이하에서는, 도 4를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템(100)에서, 전처리부(110) 및 기상 정보 생산부(120)의 세부적인 구성에 대해 상세히 설명하도록 한다.
전처리부(110)의 지면 피복 갱신 모듈(111)은, 고해상도의 환경부 토지 피복 자료를 이용해 지면 피복 정보를 갱신하되, 기상 수치예측모형의 형식에 맞도록 변환하여 갱신된 지면 피복 정보를 기상 수치예측모형에 적용할 수 있다. 환경부 지면 피복 자료는 대분류, 중분류, 소분류로 구분되어 작성되고 있으며, 본 발명에서는 WRF 모형의 모의 해상도와 모형 지면 피복 분류 정보를 고려하여 중분류 자료를 사용하였다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템(100)의 지면 피복 갱신 모듈(111)에서 사용되는, 환경부 지면 피복 자료를 예를 들어 도시한 도면이다. 고해상도 환경부 중분류 토지 피복 자료는 2007년 기준 자료로 전국 722개 도엽으로 구성되어 있으며 각 도엽의 크기는 0.125°×0.125°이며, 약 30m의 공간 해상도를 가진다.
지면 피복 갱신 모듈(111)은, 환경부 중분류 지면 피복 자료의 분류 코드를 기상 수치예측모형의 분류 코드로 변환하기 위한 매핑 테이블을 생성하고, 생성된 매핑 테이블을 이용해 30m 공간 해상도를 갖는 환경부 중분류 지면 피복 자료를 기상 수치예측모형의 형식에 맞도록 변환하여 갱신된 지면 피복 정보를 저장할 수 있다. 다음 표 2는 매핑 테이블을 예를 들어 도시한 것이다.
Figure pat00003
매핑 테이블은, 환경부 중분류 토지 피복 정보와 WRF 모형에서 정의한 USGS 지면 피복 정보 사이의 변환 관계를 정의할 수 있다. 본 발명에서는, 도시 지역은 저밀도 주거 지역, 고밀도 주거 지역, 그리고 상업지역으로 세분하여 구분하였다. 대상 원전 지역을 포함한 한반도 전체 영역에 대해 환경부 중분류 지면 피복 자료를 이용하여 갱신된 지면 피복 정보를 수치 모의에 활용하였다.
한편, 지면 피복 갱신 모듈(111)은, 중부 원점 좌표계를 따르는 환경부 중분류 지면 피복 자료를 기상 수치예측모형의 좌표계에 따라 1차 변환하고, 1차 변환된 자료를 1m 격자 자료로 2차 변환한 다음, 2차 변환된 자료를 매핑 테이블을 적용하여 기상 수치예측모형의 자료형식에 맞도록 최종 변환하며, 최종 변환된 지면 피복 자료를 기상 수치예측모형에 적용할 수 있다.
즉, 갱신된 지면 피복 자료를 기상 수치예측 모형에 적용하기 위해서, 지면 피복 갱신 모듈(111)은, 기상 수치예측모형이 요구하는 포맷에 맞도록 개별 자료를 D/B로 구축하고, 자료 변환을 위한 인터페이스를 개발 및 적용할 수 있다. WRF 모형의 경우, WPS에서 요구하는 포맷에 맞도록 지면 피복 갱신 모듈(111)은, 중부 원점 좌표계를 따르는 환경부 지면 피복 자료를 WGS84 좌표계에 따라 변환하고, 이를 다시 1m 격자 자료로 변환한 후 표 2와 같은 매핑 테이블을 적용하여 WPS 자료 형식에 맞도록 D/B화 할 수 있다.
전처리부(110)의 고해상도 지형 분석 모듈(112)은, 위성 기반 고해상도 지형 자료를 저장 및 분석하고, 고해상도 지형 자료를 기상 수치예측모형의 형식에 맞도록 변환할 수 있다. 보다 구체적으로, 고해상도 지형 분석 모듈(112)은, 90m 공간 해상도를 갖는 미국 NASA Shuttle Radar Topography Mission (SRTM)의 고해상도 지형 자료를 저장 및 분석할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템(100)의 고해상도 지형 분석 모듈(112)에서 사용되는, SRTM 지형 자료를 예를 들어 도시한 도면이다. SRTM 지형 고도 자료는 2000년 기준 자료로 전세계 자료를 제공하고 있다(https://www2.jpl.nasa.gov/srtm/). 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템(100)의 고해상도 지형 분석 모듈(112)에서는 한반도를 중심으로 136개 도엽을 사용하였으며, 각 도엽의 크기는 1°×1°이며, 약 90m의 공간 해상도를 가진다. 기존 WRF 모형 내에 포함되어 있는 지형 고도 자료 중 가장 높은 공간 해상도를 가지는 것은 약 1㎞이며, 새롭게 갱신된 자료는 국지 지형을 보다 현실적으로 모형에 반영할 수 있다고 판단된다.
한편, 위성 기반 고해상도 지형 자료를 기상 수치예측 모형에 적용하기 위해서, 고해상도 지형 분석 모듈(112)은, SRTM 지형 고도 자료를 기상 수치예측모형이 요구하는 포맷에 맞도록 개별 자료를 D/B로 구축하고, 자료 변환을 위한 인터페이스를 개발 및 적용할 수 있다. SRTM 지형 고도 자료는 바이너리 형식의 자료로 제공되고 있으며 WPS 지형 고도 자료 D/B 변환 과정은 자료 형식의 변환을 통해 등위경도 자료로 구축할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템(100)의 전처리부(110)에서 변환된 지면 피복 및 지형 자료를 예를 들어 도시한 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템(100)의 전처리부(110)는, (a) SRTM을 이용한 변환된 고해상도 지형 정보와, (b) 환경부 지면 피복 자료를 이용한 갱신된 지면 피복 자료를 기상 수치예측모형에 입력하여, 지면에 대한 보다 정확한 정보를 반영할 수 있다.
기상 정보 생산부(120)의 아격자 규모 지형 항력 모수화 모듈(121)은, 원전 주변 지역의 아격자 규모의 지형 효과를 고려해 입력 기상 정보의 정확도를 향상시키기 위해, 아격자 규모 지형 고도의 효과를 거칠기 길이로 매개변수화 하며, 고해상도 지형 분석 모듈(112)에서 변환된 고해상도 지형 자료를 이용해 거칠기 길이를 산출할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템(100)에서는, 기상 수치예측모형의 국지 기상장 모의 성능 향상을 위해 모형 격자 크기에서 표현되지 않는 상세 지형 고도 효과를 반영할 수 있도록, 아격자 규모 지형 항력 모수화 방안을 모형에 새롭게 추가하였다.
즉, 아격자 규모 지형 항력 모수화 모듈(121)은, 다음 수학식 1을 이용해 거칠기 길이(z0,eff)를 산출할 수 있다.
Figure pat00004
여기서, σh는 아격자 규모에서 지형 고도의 표준편차, βs는 지형 고도의 왜도를 나타내며, α는 0.1이다.
이하에서는, 아격자 규모 지형 항력 모수화 모듈(121)을 통해 새롭게 추가한 지형 항력 모수화 방안이 국지 기상장 모의 성능에 미치는 영향을 정량적으로 평가하기 위해, 기준 실험과 비교하였다.
즉, 본 발명의 일실시예에 따른 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템(100)의 검증을 위해, 2016년 1년(12개월) 기간에 대해 WRF 모형을 이용해 도 3 및 표 1에 따라 세부적인 모형을 구성하여 입력 기상 정보를 생산하는 모델링을 수행하였다. 아격자 규모 지형 항력 모수화 모듈(121)을 사용하지 않은 실험 1(EXP1)과 아격자 규모 지형 항력 모수화 모듈(121)을 사용한 실험 2(EXP2)를 수행하고 그 결과를 비교하였다.
실험 1 및 실험 2의 모의 성능을 검증하기 위해, 기상청 정규지상관측소와 원전 부지 내에서 측정된 기상 요소를 이용하였다. 기상청은 한반도 내에 95개소의 정규기상관측소를 설치하여 정기적으로 기상 요소의 관측을 수행하고 있으며, 국내 원전 부지에서도 자동 기상 관측 장비를 이용해 지상 기상장을 정기적으로 측정하고 있다. 도 3에 도시된 바와 같은 모의 영역 구성에서, 고리/월성 원전 주변의 최종 모의 영역인 D04 내에는, 22개소의 정규기상관측소가 운영되고 있다. 각 정규기상관측소 지점에서 측정된 바람, 기온, 습도, 기압, 강수, 일조, 일사, 적설, 구름, 시정, 지면 상태, 지면 온도 등 정보는 기상청에서 운영하고 있는 국가기후데이터센터를 통해 분, 시간, 일, 월, 연 단위의 자료로 제공되고 있다.
고리/월성 원전 주변 지역의 상세 국지 기상장의 검증은 일반적인 통계 검증 방법과 국지 순환 특성을 영향을 분석하기 위한 재순환 인자(recirculation factor) 분석을 사용하였다. 통계 검증 분석에는, 평균 편의 오차(mean bias error; MBE), 평균 제곱근 오차(root mean square error; RMSE), 피어슨 상관 계수(Pearson’s correlation coefficient; R)를 사용하였다.
재순환 인자는, 국지적 순환 특성을 분석하기 위한 것으로, 다음 수학식 2에 의해 산출될 수 있다.
Figure pat00005
여기서, Ri는 재순환 인자로 임의의 지점에서 대기의 재순환 정도를 0과 1 사이의 값으로 나타내며, Li는 임의의 지점에서 어떤 시간 동안 바람이 이동한 최종 거리를 직선으로 나타낸다. Si는 어떤 시간 동안 바람이 이동한 총 거리를 의미한다. 즉, 재순환 인자는 어떤 시간 동안 바람이 이동한 총 거리와 바람의 변위의 비로 정의된다. 재순환 인자는 대기 오염 물질의 국지 분포를 결정하는 분산 특성을 반영하는 인자로 활용할 수 있다. 재순환 인자(Ri)가 0.6 이상이면 대기의 재순환이 크게 일어나고 있는 상태로 판단할 수 있다. 본 발명에서는 1시간 간격의 예측(기상 수치예측모형의 모의 값)과 측정(관측) 바람장을 이용하여 1일 간격의 재순환 인자를 계산하고 비교하였다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템(100)에서, 아격자 규모 지형 항력 모수화 모듈(121)의 성능 비교를 위한 실험 결과를 도시한 도면이다. 도 8은 2016년 1년 기간의 고리/월성 원전 주변 지역(최종 모의 영역, D04)의 모의 결과의 풍속을 대상 영역 내에 위치한 22개 지상 관측소 지점의 측정 풍속과 비교하였다. 지점별 10m 풍속의 평균 편의 오차(MBE)와 평균 제곱근 오차(RMSE)를 계산하고, 이를 월별 분포로 나타내었다. 주간 시간(daytime)은 09 LST부터 15 LST까지, 야간 시간(nighttime)은 21 LST부터 다음날 03 LST까지로 정의하여 분석하였다. EXP1의 10m 풍속은 측정에 비해 대체로 1 ms-1내외의 과대 모의 경향을 보였으며(도 8의 (a) 및 (b)), 주간 시간의 과대 모의 경향이 야간에 비해 다소 높게 나타났다(도 8의 (c) 내지 (f)). 또한 주간 시간과 야간 시간 모두 여름 기간에 비해 겨울 기간에 풍속의 과대 모의가 높게 나타나는 특징을 보였다. 아격자 규모 항력 모수화를 추가적으로 적용한 EXP2에서는 EXP1에서 나타나는 풍속 모의 오차가 상당 부분 감소한 것을 확인할 수 있다. 지점별 평균 MBE는 계절적 차이가 있으나 0.5 ms-1이내의 값을 보여 모의 성능이 매우 크게 개선됨을 알 수 있다. 평균 편의 오차의 계절별 차이도 줄어들었으며 이러한 경향은 주간 시간과 야간 시간에 모두 나타났다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템(100)에서 예측된 연평균 재순환 인자의 공간 분포를 비교하여 도시한 도면이다. 도 9는 2016년 고리/월성 원전 주변 지역의 측정(좌측), EXP 1의 모의 재순환 인자(중간), EXP 2의 모의 재순환 인자(우측)의 연간 분포를 각각 보여준다. 측정 지점의 재순환 인자는 각 지점에서 1시간 간격의 측정 바람을 이용하여 계산하였으며, 모형의 재순환 인자는 모형 격자에서 예측된 1시간 간격의 바람장을 이용하여 계산하였다. 재순환 인자는 대기 배출 물질의 확산 정도를 가늠하는 변수로 지점 측정을 이용하여 추정할 수 있는 변수이다. 최종 모의 영역(D04) 내에서 측정 바람으로 계산된 재순환 인자는 전반적으로 0.3-0.6 사이의 값을 보여 주고 있다(도 9의 좌측). 하지만 EXP1 실험 결과로 계산된 재순환 인자는 대부분 지역에서 0.3이하의 값을 나타내고 있어 측정에 비해 매우 낮은 값을 보여준다(도 9의 중간). 이는 대상 지역에서 통풍(ventilation)이 매우 활발하게 일어남을 의미한다. 한편 국지 바람장의 모의 정확도가 높았던 EXP2 실험에서 계산된 재순환 인자는 측정에 비해 다소 낮은 값을 보여주고 있으나 EXP1에 비해서는 높은 값을 보여주어 보다 현실적인 값을 예측하고 있음을 알 수 있다(도 9의 우측).
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템(100)에서 예측된 연평균 재순환 인자와 각 측정소 지점별 연평균 재순환 인자를 비교하여 도시한 도면이다. 도 10은 각 측정소 지점별로 계산된 측정과 모의 재순환 인자를 비교하고 있다. EXP1과 EXP2의 선형 상관 계수는 각각 0.56과 0.71로 EXP2 실험이 더 좋은 일치도를 보여주고 있으나, 측정값에 비해서는 각각 평균 47%와 25% 과소 모의하고 있다.
이와 같이, 본 발명에서 제안하고 있는 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템(100)의 기상 정보 생산부(120)는, 바람장 모의 정확도가 향상된 입력 기상 정보를 생산할 수 있다. 특히, 최종 모의 영역과 같이 복잡 지형 지역에서 지역 규모 기상 모형의 풍속 과대 모의 경향은 자주 보고되고 있는데, 아격자 규모 지형 항력 모수화 모듈(121)을 포함함으로써, 모형 격자에서 표현되지 못한 아격자 규모의 지형 효과를 현실적으로 반영하고, 종래의 풍속 과대 모의 경향을 개선하고 바람장 모의 정확도를 향상시켜, 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링에 큰 영향을 미치는 입력 기상 정보의 질을 크게 향상시킬 수 있는 현저한 효과가 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에서 제안하고 있는 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템(100)에 따르면, 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보의 정확도를 높이기 위해, 고해상도의 환경부 토지 피복 자료를 이용해 갱신된 지면 피복 정보와 위성 기반 고해상도 지형 자료를 기상 수치예측모형에 적용함으로써, 원전 주변 영역에 대해 현실적인 모형 지면 정보가 반영되도록 개선하고, 아격자 규모 지형 고도의 효과를 거칠기 길이로 매개변수화한 지표 항력 물리 과정을 추가함으로써, 원전 주변 지역의 아격자 규모의 지형 효과를 고려해 입력 기상 정보의 정확도를 향상시킬 수 있다.
이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 입력 기상 정보 생산 시스템
110: 전처리부
111: 지면 피복 갱신 모듈
112: 고해상도 지형 분석 모듈
120: 기상 정보 생산부
121: 아격자 규모 지형 항력 모수화 모듈
200: 기류 확산 모델링 시스템

Claims (8)

  1. 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템(100)으로서,
    기상 수치예측모형의 수행을 위해 데이터를 처리하는 전처리부(110); 및
    상기 전처리부(110)에서 처리된 데이터를 전달받아 기상 수치예측모형을 수행하여 입력 기상 정보를 생산하되, 적어도 한번 이상의 역학적 규모 상세화를 수행하여 원전 주변 지역을 최종 모의 영역으로 하는 고해상도의 입력 기상 정보를 생산하는 기상 정보 생산부(120)를 포함하며,
    상기 전처리부(110)는,
    고해상도의 환경부 토지 피복 자료를 이용해 지면 피복 정보를 갱신하되, 상기 기상 수치예측모형의 형식에 맞도록 변환하여 갱신된 지면 피복 정보를 상기 기상 수치예측모형에 적용하는 지면 피복 갱신 모듈(111); 및
    위성 기반 고해상도 지형 자료를 저장 및 분석하고, 상기 고해상도 지형 자료를 상기 기상 수치예측모형의 형식에 맞도록 변환하는 고해상도 지형 분석 모듈(112)을 포함하고,
    상기 기상 정보 생산부(120)는,
    원전 주변 지역의 아격자 규모의 지형 효과를 고려해 상기 입력 기상 정보의 정확도를 향상시키기 위해, 아격자 규모 지형 고도의 효과를 거칠기 길이로 매개변수화 하며, 상기 고해상도 지형 분석 모듈(112)에서 변환된 상기 고해상도 지형 자료를 이용해 상기 거칠기 길이를 산출하는 아격자 규모 지형 항력 모수화 모듈(121)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템(100).
  2. 제1항에 있어서, 상기 기상 정보 생산부(120)는,
    바람장 모의 정확도가 향상된 상기 입력 기상 정보를 생산하는 것을 특징으로 하는, 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템(100).
  3. 제1항에 있어서, 상기 기상 정보 생산부(120)는,
    상기 전처리부(110)와 상호작용을 통해, 상기 기상 수치예측모형의 수평 격자 규모를 32.4㎞, 10.8㎞, 3.6㎞ 및 1.2㎞로 하는 복수의 모의 영역에 대하여 순차적으로 수평 해상도를 높이면서 3회의 역학적 규모 상세화를 수행하며, 수평 격자 규모 1.2㎞를 수평 해상도로 하는 상기 최종 모의 영역에 대해 입력 기상 정보를 생산하는 것을 특징으로 하는, 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템(100).
  4. 제3항에 있어서, 상기 최종 모의 영역은,
    원전을 중심으로 반경 100㎞ 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는, 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템(100).
  5. 제1항에 있어서, 상기 지면 피복 갱신 모듈(111)은,
    환경부 중분류 지면 피복 자료의 분류 코드를 상기 기상 수치예측모형의 분류 코드로 변환하기 위한 매핑 테이블을 생성하고, 생성된 매핑 테이블을 이용해 30m 공간 해상도를 갖는 환경부 중분류 지면 피복 자료를 상기 기상 수치예측모형의 형식에 맞도록 변환하여 갱신된 지면 피복 정보를 저장하는 것을 특징으로 하는, 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템(100).
  6. 제5항에 있어서, 상기 지면 피복 갱신 모듈(111)은,
    중부 원점 좌표계를 따르는 상기 환경부 중분류 지면 피복 자료를 상기 기상 수치예측모형의 좌표계에 따라 1차 변환하고, 1차 변환된 자료를 1m 격자 자료로 2차 변환한 다음, 2차 변환된 자료를 상기 매핑 테이블을 적용하여 상기 기상 수치예측모형의 자료형식에 맞도록 최종 변환하며, 최종 변환된 지면 피복 자료를 상기 기상 수치예측모형에 적용하는 것을 특징으로 하는, 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템(100).
  7. 제1항에 있어서, 상기 고해상도 지형 분석 모듈(112)은,
    90m 공간 해상도를 갖는 미국 NASA Shuttle Radar Topography Mission (SRTM)의 고해상도 지형 자료를 저장 및 분석하는 것을 특징으로 하는, 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템(100).
  8. 제1항에 있어서, 상기 아격자 규모 지형 항력 모수화 모듈(121)은,
    수학식
    Figure pat00006
    을 이용해 상기 거칠기 길이를 산출하는 것을 특징으로 하는, 원전 주변 지역의 기류 확산 모델링을 위한 입력 기상 정보 생산 시스템(100).
    여기서, σh 는 아격자 규모에서 지형 고도의 표준편차, βs는 지형 고도의 왜도를 나타내며, α는 0.1이다.
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