KR20220033556A - 인공증우(설) 항공실험 방법 - Google Patents

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KR20220033556A
KR20220033556A KR1020200113890A KR20200113890A KR20220033556A KR 20220033556 A KR20220033556 A KR 20220033556A KR 1020200113890 A KR1020200113890 A KR 1020200113890A KR 20200113890 A KR20200113890 A KR 20200113890A KR 20220033556 A KR20220033556 A KR 20220033556A
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Abstract

본 발명에 따라 인공증우(설) 항공실험은 시딩물질이 반응할 수 있는 기상상태(기온, 기압, 습도, 바람 등)가 만족하면 실험을 설계한다. 성공적인 인공증우(설) 실험을 위해서는 기상상황을 정확히 파악하고, 이에 맞는 항공실험 전략이 필요하다. 본 발명의 항공관측 자료를 이용한 실험지역에서의 인공증우(설) 항공실험 설계방법은 실험지역 상공에서 인공증우(설) 항공실험을 할 수 없는 기상 상황일 때 항공관측 자료를 활용한 인공증우(설) 성공률을 높이기 위한 항공실험 전략을 수정 제안한다. 항공기를 이용한 실험은 연료, 비행시간, 공역 등 운항 특성의 제약으로 지상에 착륙해서 항공실험 전략을 수정하고 다시 실험지역으로 이동하는 데 한계가 있다. 본 발명에서 제안한 방법으로 실험지역 상공에서 항공실험 전략을 설계한다면 가뭄저감, 산불예방, 미세먼지저감 등의 다양한 목적에 맞는 인공증우(설) 항공실험의 성공률 향상을 기대할 수 있게 된다.

Description

인공증우(설) 항공실험 방법{AIRBORNE EXPERIMENTAL DESIGN METHOD FOR ARTIFICIAL INCREASING OF RAIN AND SNOW}
본 발명은 인공증우(설) 항공실험 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실험지역 상공에서의 항공관측자료를 이용한 항공실험설계의 수정을 통한 인공증우(설) 항공실험에 대한 성공률을 극대화시킬 수 있는 인공증우(설) 항공실험 방법에 관한 것이다.
최근 기후변화에 의한 이상기온 현상으로 태풍, 집중호우, 폭설, 가뭄 등 다양한 기상이변이 발생하고 있으며 이는 직간접적으로 물질적, 경제적 손실을 유발하고 있다.
우리나라는 연평균 강수량이 부족할 뿐만 아니라 여름철에 집중되는 경향이 있으며, 강수의 지역적ㅇ계절적 편차가 심하여 가을과 봄철에는 강수량 부족으로 인한 많은 문제점이 발생되고 있다.
자연으로부터의 수자원이 제한되어 있는 상황에서 대체수자원 확보의 방안으로 댐건설, 강변여과수, 해수담수화, 해양심층수, 인공증우, 인공증설 등이 고려될 수 있다.
이 중 인공증우나 인공증설, 즉 인공증우(설)은 개발에 따른 환경문제를 최소화하며 비교적 적은 비용으로 수자원을 확보하고 가뭄 피해를 줄이는 방안이 될 수 있어 바람직하다.
인공증우는 구름층이 형성되어 강수의 가능성이 있으나 예상강수량이 적은 경우 인공의 구름 씨뿌리기(cloud seeding, 이하 시딩)를 통해 구름발달과 강수응결을 활성화시켜 더 많은 강수를 내리게 하거나 다른 지역에 강수를 미리 내리게 하는 기술이고, 인공증설은 낮은 기온으로 인해 비 대신 눈이 내리도록 하는 것에 대응된다.
이러한 인공증우(설) 실험은 크게 항공실험과 지상실험으로 나누어지며 그 중 항공실험이 더 효과적이다.
인공증우(설) 항공실험에서 가장 중요한 것은 시딩라인을 설정하고 결정하는 것이다. 시딩라인은 구름액체수함량(cloud liquid water content; 구름수함량)이 가장 많이 있는 지점 및 고도에 위치하는 것이 효과적이다.
이에 대한 선행기술문헌으로서 대한민국 등록특허공보 제2008698호를 소개할 수 있다.
선행기술문헌에 따른 구름액체물량을 고려한 항공실험용 인공증우 시딩라인 산출 방법은 도 1에 도시된 바와 같이 대상 영역에 대한 수치예보모델 자료 산출 단계와, 상기 수치예보모델 자료에 따른 목표지역의 매 시간대별 평균 총구름액체수함량(LWP) 산출 단계와, 상기 구름수함량(LWP)의 최대값이 나타나는 시간대를 도출하는 시딩 시각 설정 단계와, 상기 목표지역에서의 시딩라인의 중간지점 및 양끝점의 위도와 경도를 산출하는 시딩 지점 설정 단계와, 상기 시딩라인의 중간지점으로부터 왼쪽, 오른쪽, 위쪽, 아래쪽 방향으로 소정 거리의 영역에서 구름의 최대 액체수함량(LWC)을 산출하는 LWC 산출 단계와, 상기 최대 액체수함량(LWC)이 0보다 크다고 판단되면, 최대 액체수함량(LWC)이 나타나는 고도층으로 시딩라인 및 상기 시딩라인의 고도를 선정하여 시딩라인 및 시딩고도 표출 단계를 포함하는 것으로 제안하고 있다.
본원 출원인은 선행기술문헌을 참조하여 인공증우(설) 항공실험을 보다 효율적으로 성공시킬 수 있는 방법을 본 발명으로 제안하고자 한다.
대한민국 등록특허공보 제2008698호
본 발명의 목적은 실험지역의 기상 상황이 예보와 다를 경우 인공증우(설) 항공실험의 성공률을 높이기 위한 실험지역 상공에서의 항공관측 자료를 이용한 인공증우(설) 항공실험 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 목적은 인공증우(설) 항공실험의 성공률을 높이기 위한 현장에서의 항공실험 수정 전략으로 인공증우(설)에 대한 성공률을 극대화시키면서 생산적 결과를 얻을 수 있는 인공증우(설) 항공실험 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 목적은 목표지역 인근 실험지역의 기상상황이 예보와 다를 경우, 구름액체수함량측정센서(LWC-100, Liquid Water Content)에서 관측되는 구름수함량(LWC, Liquid Water Content)을 이용하여 목표지역의 기상상황에 맞는 수정으로 인공증우(설) 항공실험에 대한 성공률을 보장할 수 있는 인공증우(설) 항공실험 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 목적은 인공증우(설) 항공실험 시 목표지역 인근 실험지역의 기상상황이 예보와 다를 경우 인공증우(설) 실험을 효과적으로 수행하기 위하여 항공실험을 목표지역 인근 실험지역 상공에서 수정 설계하여, 가뭄저감, 산불예방, 미세먼지 저감 등 목적에 맞는 인공증우(설) 항공실험의 성공률 향상을 실현시킬 수 있도록 한 인공증우(설) 항공실험 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 목적은 계획된 실험지역 상공의 항공실험조건이 인공증우(설) 항공실험을 할 수 없는 조건으로 변화된 경우, 항공기로 관측된 구름수함량을 이용하여 시딩물질이 반응할 수 있는 최적의 조건을 찾아 인공증우(설) 항공실험의 성공률을 높일 수 있도록 한 인공증우(설) 항공실험 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인공증우(설) 항공실험 방법은, 기상상황 예보장을 이용하여 인공증우(설)에 대한 항공실험조건을 검토하는 단계(S10)와, 상기 항공실험조건에 의한 인공증우(설) 항공실험이 가능할 경우 목표지역을 결정하는 단계(S20)와, 상기 항공실험조건 및 목표지역을 토대로 항공실험설계(실험지역 및 비행정보)를 구상하는 단계(S30)와, 상기 항공실험설계의 비행정보를 따라 항공기로 비행하여 상기 실험지역의 구름수함량이 만족될 경우 항공실험을 수행하는 반면 상기 실험지역의 구름수함량이 만족되지 않을 경우 항공실험설계(실험지역 및 비행정보)를 수정하는 단계(S40)와, 상기 항공실험설계(실험지역 및 비행정보)의 수정시 수정된 비행정보를 따라 상기 항공기로 비행하여 수정된 실험지역에서의 항공실험을 수행하는 단계(S50)를 포함하는 것을 그 기술적 방법상의 기본 특징으로 한다.
상기 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인공증우(설) 항공실험 방법은, 상기 S10 단계에서 상기 항공실험조건은 상기 기상상황 예보장을 토대로 구름의 양을 1∼10할로 구분할 때 6할이상이면서 구름의 두께는 500m∼1㎞이고, 풍속은 0∼30m/s인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인공증우(설) 항공실험 방법은, 상기 S30 스텝에서 상기 항공실험조건의 비행정보 중 목표지역으로부터 실험지역까지의 거리 D는 아래 식 1로 설계하는 것을 특징으로 한다.
Figure pat00001
D는 목표지역으로부터 실험지역까지의 거리(m),
Figure pat00002
는 풍속(m/s),
Figure pat00003
는 시딩물질의 최대 효과시간(min)이다.
이때, 시딩물질은 기온이 0
Figure pat00004
이상일 경우 흡습성물질인 염화칼슘(
Figure pat00005
- 반응시간이 1시간에서 최대 4시간)을 이용하여 운저에서 실험하고, 기온이 0
Figure pat00006
이하일 경우 빙정행 역할을 하는 요오드화은(AgI - 반응시간이 30분에서 최대 2시간)을 이용하여 운중(구름속)에서 실험한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인공증우(설) 항공실험 방법은, 상기 S40 단계에서 상기 실험지역의 구름수함량이 만족되는 범위는 0.2∼5g/㎥인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인공증우(설) 항공실험 방법은, 상기 S30 스텝에서, 상기 항공실험조건의 비행정보 중 비행경로는 상기 목표지역으로부터 상기 실험지역 중 구름수함량이 최대인 지점까지의 직선방향이고, 상기 항공실험조건의 비행정보 중 상기 실험지역에서의 시딩물질을 분사시키기 위한 시딩라인은 상기 실험지역 중 구름수함량이 최대인 지점으로부터 교차방향인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인공증우(설) 항공실험 방법은, 상기 항공실험조건의 비행정보 중 상기 실험지역의 시딩라인의 폭은 20∼40㎞인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인공증우(설) 항공실험 방법은, 상기 S40 스텝에서 상기 항공실험설계(실험지역 및 비행정보)의 수정은 상기 항공실험설계의 비행정보 중 비행경로를 따라 역비행하여 구름수함량이 최대인 지점을 확인하여 새로운 실험지역 및 비행정보로 설계하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인공증우(설) 항공실험 방법은, 상기 S50 스텝에서 상기 수정된 항공실험조건의 비행정보 중 비행경로는 상기 목표지역으로부터 상기 수정된 실험지역 중 구름수함량이 최대인 지점까지의 직선방향이고, 상기 항공실험조건의 비행정보 중 상기 수정된 시딩라인은 상기 수정된 실험지역 중 구름수함량이 최대인 지점으로부터 교차방향인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인공증우(설) 항공실험 방법은, 상기 항공실험조건의 비행정보 중 상기 수정된 시딩라인의 폭은 20∼40㎞인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 인공증우(설) 항공실험의 성공률을 높이기 위한 현장에서의 항공실험 수정 전략으로 인공증우(설)에 대한 성공률을 극대화시키면서 생산적 결과를 얻을 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 목표지역 인근 실험지역의 기상상황이 예보와 다를 경우, 구름액체수함량측정센서(LWC-100, Liquid Water Content)에서 관측되는 구름수함량(LWC, Liquid Water Content)을 이용하여 목표지역의 기상상황에 맞는 수정으로 인공증우(설) 항공실험에 대한 성공률을 보장할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 인공증우(설) 항공실험 시 목표지역 인근 실험지역의 기상상황이 예보와 다를 경우 인공증우(설) 실험을 효과적으로 수행하기 위하여 항공실험을 목표지역 인근 실험지역 상공에서 설계하여, 가뭄저감, 산불예방, 미세먼지 저감 등 목적에 맞는 인공증우(설) 항공실험의 성공률 향상을 실현시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 계획된 실험지역 상공의 항공실험조건이 인공증우(설) 항공실험을 할 수 없는 조건으로 변화된 경우, 항공기로 관측된 구름수함량 자료를 이용하여 시딩물질이 반응할 수 있는 최적의 조건을 찾아 인공증우(설) 항공실험의 성공률을 높일 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 인공증우(설) 항공실험 방법을 나타내는 순서도.
도 2는 본 발명에 따른 인공증우(설) 항공실험 방법을 설명하기 위한 인공증우(설) 항공실험 모식도.
도 3은 본 발명에 따른 인공증우(설) 항공실험 방법을 설명하기 위한 항공실험설계(실험지역 및 비행정보)를 나타내는 지도.
도 4는 본 발명에 따른 인공증우(설) 항공실험 방법을 설명하기 위한 수정된 항공실험설계(실험지역 및 비행정보)를 나타내는 지도.
본 발명에 따른 인공증우(설) 항공실험 방법의 바람직한 실시예를 도면을 참조하면서 설명하기로 하고, 그 실시예로는 다수 개가 존재할 수 있으며, 이러한 실시예를 통하여 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 더욱 잘 이해할 수 있게 된다.
인공증우(설) 항공실험은 강수를 내릴 만큼 발달하지 못한 구름에 인위적으로 시딩물질을 뿌려 구름의 발달과 강수 응결을 활성화해 강수를 내리도록 하는 것이다.
시딩물질로서 차가운 구름(0℃ 이하)을 대상으로는 빙정핵 물질인 요오드화은(AgI)을 사용하고, 따뜻한 구름(0℃ 이상)에는 흡습성 물질인 염화칼슘(
Figure pat00007
)을 사용한다.
인공증우(설) 항공실험은 시딩물질이 반응할 수 있는 기상상태(기온, 기압, 습도, 바람 등)가 만족되면 실험을 설계한다.
항공실험설계는 목표지역에 강우(설) 발생 및 증가를 유도하기 위한 중요한 작업이다. 정확한 항공실험설계를 위해서는 구름에 영향을 미치는 시딩물질의 확산, 이동경로 및 구름이동 등 다양한 조건들이 고려되어야 한다. 이러한 기상요소들은 실시간으로 변동이 많아 불확실성이 크다. 따라서 성공적인 인공증우(설) 실험을 위해서는 기상상황을 정확히 파악하고, 이에 맞는 항공실험 전략이 필요하다.
본 발명에 따른 인공증우(설) 항공실험 방법은 인공증우(설) 항공실험의 성공률을 높이기 위한 현장에서의 항공실험 전략을 제안한다. 인공증우(설) 항공실험은 목표지역 인근 실험지역에서의 구름을 관측하면서 시딩물질, 즉 구름씨 물질(염화칼슘, 요오드화은)의 시딩을 수행한다.
인공증우(설) 항공실험의 성공을 위해서는 목표지역의 풍향, 풍속, 구름 고도 및 두께, 기온, 상승속도 등의 기상 상황을 고려하여야 한다. 이를 위해 항공실험 당일의 실험지역에 대한 기상예보상황을 확인하고, 기상상황과 목적에 맞는 항공실험 전략을 수립한다. 실험당일의 목표지역 기상상황이 예보와 다를 경우에는 현장의 기상 상황에 맞는 항공실험 전략 수정이 필요하다.
항공기를 이용한 실험은 목표지역 상공의 기상상황이 예보와 달라 인공증우(설) 항공실험을 할 수 없는 경우에도 항공기 비행시간, 공역 등 운항 특성의 제약으로 지상에 착륙해서 항공실험 전략을 수정해서 다시 비행하는 데는 수많은 소모와 한계가 따른다. 이에 따라 계획된 항공실험 전략으로 인공증우(설) 실험을 수행하는데, 이러할 경우 인공증우(설)에 대한 소기의 목적을 달성하지 못하고 실패하고 만다.
항공기에는 구름입자통합측정기(CCP, Cloud Combination Probe)가 장착되어 있다. CCP는 구름수함량을 측정하는 LWC-100(Liquid Water Content Sensor), 구름입자크기분포를 측정하는 구름입자측정기(CDP, Cloud Droplet Probe), 구름입자크기분포 및 형태를 측정하는 구름영상측정기(CIP, Cloud Imaging Probe)가 통합된 구름물리관측장비이다.
본 발명에서는 목표지역 인근 실험지역의 기상상황이 예보와 다를 경우, 구름액체수함량측정센서(LWC-100, Liquid Water Content)에서 관측되는 구름수함량(LWC, Liquid Water Content)을 이용하여 목표지역의 기상상황에 맞는 항공실험 방법 전략을 제시하고자 한 것이다.
본 발명은 항공실험 시 목표지역 인근 실험지역의 기상상황이 예보와 다를 경우 인공증우(설) 실험을 효과적으로 수행하기 위하여 항공실험을 목표지역 인근 실험지역 상공에서 설계하여, 가뭄저감, 산불예방, 미세먼지 저감 등 목적에 맞는 인공증우(설) 항공실험의 성공률 향상을 실현코자 한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 인공증우(설) 항공실험 방법을 나타내는 순서도이다.
본 발명에 따른 인공증우(설) 항공실험 방법은 도 1에 도시된 순서도를 통해 설명할 수 있다.
먼저, Day-10일, Day-3일 기상상황예보장을 이용하여 구름두께, 기온, 풍향, 풍속, 강수량 등을 확인하고, 항공실험조건을 검토한다(S10).
그리고, 항공실험조건을 검토한 후, 인공증우(설) 항공실험이 가능한 목표지역을 결정한다(S20).
이후, 항공실험조건을 고려한 항공실험설계(실험지역 및 비행정보)를 구상하고(S30), 항공실험설계의 비행정보를 따라 목표지역으로부터 항공기로 비행하여 실험지역의 구름수함량이 만족될 경우 항공실험을 수행한다.
이때, 실험지역의 인공증우(설) 항공실험을 수행하기 위한 구름수함량이 만족되지 않을 경우에는 실험지역 상공의 풍향, 풍속을 고려하여 항공실험설계(실험지역 및 비행정보)를 수정한다(S40).
인공강우 항공실험을 수행하기 위한 항공실험조건으로는 실험지역의 구름상태와, 풍속 등을 고려한다. 구름은 1∼10할로 나타내는데 목표지역의 구름이 6할(많음) 이상, 구름의 두께는 500m∼1㎞(500m이하일 경우 시딩물질의 효과가 나타나기 어렵고 1㎞이상일 경우 시딩물질에 의한 효과보다는 자연강우가 이루어지기 때문이다)로 한다. 풍속은 항공기의 안전을 고려하여 30m/s이하(30m/s이상일 경우 항공기의 비행에 위험을 초래한다)에서 인공강우 항공실험을 수행한다.
도 2는 본 발명에 따른 인공증우(설) 항공실험 방법을 설명하기 위한 인공증우(설) 항공실험 모식도이다.
인공증우(설) 항공실험은 시딩물질의 반응시간, 풍향 및 풍속을 고려하여 목표지역에서 떨어진 위치에서 항공실험을 수행한다. 항공실험의 시딩고도는 목표지역의 지형과 구름의 높이를 고려하여 결정된다.
이때, 기온이 0
Figure pat00008
이상이면 흡습성 물질인 염화칼슘(
Figure pat00009
)을 이용하여 운저에서 실험하고, 기온이 0
Figure pat00010
이하이면 빙정핵 역할을 하는 요오드화은(AgI)을 이용하여 구름 속(운중)에서 실험을 수행한다.
도 3은 본 발명에 따른 인공증우(설) 항공실험 방법을 설명하기 위한 항공실험설계(실험지역 및 비행정보)를 나타내는 지도이다.
본 발명에 따른 인공증우(설) 항공실험 방법을 설명하기 위하여 풍향을 서풍으로 가정하고 설명한다.
A 지점은 항공기 이륙 전 기상상황 예보장(Day-10, Day-3)을 이용한 항공실험조건으로 설계된 인공증우(설) 구름수함량이 최대인 지점이다.
실험지역은 시딩물질 반응속도와 풍속에 따라 결정된다.
염화칼슘(
Figure pat00011
)의 반응시간을 1시간에서 최대 4시간, 요오드화은(AgI)은 반응시간을 30분에서 최대 2시간으로 가정하고, 목표지역에서 실험지역까지의 거리(d)를 계산한다. 거리(d)는 다음 식 1로 계산한다.
Figure pat00012
…………………… 식 1
여기서, d는 목표지역에서 실험지역까지의 거리(m),
Figure pat00013
는 풍속(m/s),
Figure pat00014
는 시딩물질의 최대 효과 시간(min)이다.
이후, 항공기를 타고 목표지역으로 이동하여 목표지역으로부터의 비행경로인 O2와 O1[목표지역으로부터 실험지역 중 구름수함량이 최대인 지점까지의 직선방향]을 이동하면서 구름상태를 확인하고 시딩고도를 결정한다. 시딩고도가 결정되면, 시딩라인인 S1과 S2[실험지역 중 구름수함량이 최대인 지점으로부터 교차방향]를 왕복 비행하면서 인공증우(설) 실험을 수행한다.
이때, 시딩라인인 S1과 S2에서 항공실험을 수행하기 위한 기상조건이 아닌 경우, O2에서 O1을 이동하면서 풍향, 풍속을 고려하여, 실험경로 S1과 S2를 수정한다(S40).
도 4는 본 발명에 따른 인공증우(설) 항공실험 방법을 설명하기 위한 수정된 항공실험설계(실험지역 및 비행정보)를 나타내는 지도이다.
본 발명에 따라 실험지역에서 항공기로 관측된 구름수함량(LWC)을 활용한다.
본 발명에 따른 인공증우(설) 항공실험 방법은 계획된 실험지역 상공의 항공실험조건이 인공증우(설) 항공실험을 할 수 없는 조건으로 변화된 경우, 항공기로 관측된 구름수함량 자료를 이용하여 시딩물질이 반응할 수 있는 최적의 조건을 찾아 인공증우(설) 항공실험의 성공률을 높일 수 있도록 한 것이다.
초기 항공실험설계(실험지역 및 비행정보)에 따라 항공기로 실험지역에 도착했을 때 시딩물질을 살포할 수 있는 구름(염화칼슘-운저, 요오드화은-운중)의 조건이 만족이 안 될 경우 항공기로 구름수함량을 다시 관측하여 항공실험설계(실험지역 및 비행정보)를 수정토록 한다(S40).
먼저, A 지역 도착 후 O3과 O4를 비행하면서 구름수함량을 관측한다. 이때, O4 지점은 시딩물질이 반응하여 인공증우(설) 효과가 목표지역에 영향을 줄 수 있도록 해당 고도의 풍향과 풍속을 고려해서 목표지역과 거리(식 1)로 계산한 지점까지 참작한다.
즉, 시딩물질의 반응시간이 염화칼슘은 최대 4시간, 요오드화은은 최대 2시간이므로 실험지역이 목표지역과 가까우면 시딩효과가 발생하는 지역이 목표지역을 크게 벗어날 수 있기 때문이다.
O3과 O4[수정된 항공실험조건의 비행정보 중 비행경로는 목표지역으로부터 수정된 실험지역 중 구름수함량이 최대인 지점까지의 직선방향]를 비행하면서 항공기로 관측된 구름수함량을 확인하고 구름수함량이 최대로 나타나는 지역(도 4의 B)을 찾아 이동한 후, 수정된 시딩라인인 S3와 S4[수정된 실험지역 중 구름수함량이 최대인 지점으로부터 교차방향]를 비행하면서 구름수함량을 확인한다.
이때, 구름수함량은 단위체적에 대한 액체수의 질량을 의미하며, 구름수함량이 높다는 것은 구름 내 물방울이 많다는 것을 의미한다. 이는 시딩물질이 반응하기 좋은 조건이 될 수 있다. LWC-100장비의 구름수함량 측정범위는 0∼5
Figure pat00015
이다. 장비의 관측 오차를 고려하여, 실험지역 상공에서 항공기로 관측된 구름수함량은 최소 0.2g/㎥이상이어야 한다[0.2g/㎥이하일 경우 시딩물질에 대한 효과를 기대할 수 없음]
이후, S3와 S4를 인공증우(설) 항공실험의 수정된 시딩라인으로 결정하고, 시딩물질을 이용한 항공실험을 수행한다(S50). 수정된 시딩라인인 S3와 S4는 상공에서 구름수함량이 관측됨에 따라 시딩라인의 비행거리를 조정할 수 있으며, 목표지역에서의 효과적인 실험결과 분석을 위해 20∼40㎞로 한다[20㎞이하일 경우 목표지역에서의 인공증우(설)에 대한 효과를 기대할 수 없고 40㎞이상일 경우 목표지역을 벗어난 범위까지 인공증우(설)를 초래하여 소모적이다].
이상과 같이 본 발명의 실시예에 따르면 실험지역 상공에서 계획된 인공증우(설) 항공실험을 할 수 없는 경우 항공기로 관측된 구름수함량을 적극 활용하여 항공실험 전략을 변경하여 인공증우(설) 항공실험의 성공률을 극대화시킬 수 있도록 한 것이다.
이는 항공기가 지상에 착륙하지 않고 항공실험 전략을 상공에서 설계할 수 있도록 함으로써, 가뭄저감, 산불예방, 미세먼지 저감 등 목적에 맞는 인공증우(설) 항공실험의 성공률 향상을 기대토록 한 것이다.
인공증우(설) 항공실험은 시딩물질이 반응할 수 있는 기상상태(기온, 기압, 습도, 바람 등)가 만족하면 실험을 설계한다. 성공적인 인공증우(설) 실험을 위해서는 기상상황을 정확히 파악하고, 이에 맞는 항공실험 전략이 필요하다.
본 발명의 항공관측 자료를 이용한 실험지역에서의 인공증우(설) 항공실험 설계방법은 실험지역 상공에서 인공증우(설) 항공실험을 할 수 없는 기상 상황일 때 항공관측 자료를 활용한 인공증우(설) 성공률을 높이기 위한 항공실험 전략을 수정 제안한다. 항공기를 이용한 실험은 연료, 비행시간, 공역 등 운항 특성의 제약으로 지상에 착륙해서 항공실험 전략을 수정하고 다시 실험지역으로 이동하는 데 한계가 있다.
본 발명에서 제안한 방법으로 실험지역 상공에서 항공실험 전략을 설계한다면 가뭄저감, 산불예방, 미세먼지저감 등의 다양한 목적에 맞는 인공증우(설) 항공실험의 성공률 향상을 기대할 수 있게 된다.
본 발명은 기상조건을 활용하여 인공증우나 인공증설을 실험할 수 있는 산업분야에 이용될 수 있다.
S10 : 항공실험조건 검토 단계
S20 : 목표지역 결정 단계
S30 : 항공실험설계(실험지역 및 비행정보) 구상 단계
S40 : 실험지역에서의 항공실험 수행 단계 또는 항공실험설계(실험지역 및 비행정보) 수정 단계
S50 : 수정된 실험지역에서의 항공실험 수행 단계

Claims (9)

  1. 기상상황 예보장을 이용하여 인공증우(설)에 대한 항공실험조건을 검토하는 단계(S10)와,
    상기 항공실험조건에 의한 인공증우(설) 항공실험이 가능할 경우 목표지역을 결정하는 단계(S20)와,
    상기 항공실험조건 및 목표지역을 토대로 항공실험설계(실험지역 및 비행정보)를 구상하는 단계(S30)와,
    상기 항공실험설계의 비행정보를 따라 항공기로 비행하여 상기 실험지역의 구름수함량이 만족될 경우 항공실험을 수행하는 반면 상기 실험지역의 구름수함량이 만족되지 않을 경우 항공실험설계(실험지역 및 비행정보)를 수정하는 단계(S40)와,
    상기 항공실험설계(실험지역 및 비행정보)의 수정시 수정된 비행정보를 따라 상기 항공기로 비행하여 수정된 실험지역에서의 항공실험을 수행하는 단계(S50)를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공증우(설) 항공실험 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 S10 단계에서 상기 항공실험조건은 상기 기상상황 예보장을 토대로 구름의 양을 1∼10할로 구분할 때 6할이상이면서 구름의 두께는 500m∼1㎞이고, 풍속은 0∼30m/s인 것을 특징으로 하는 인공증우(설) 항공실험 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 S30 스텝에서 상기 항공실험조건의 비행정보 중 목표지역으로부터 실험지역까지의 거리 D는 아래 식 1로 설계하는 것을 특징으로 하는 인공증우(설) 항공실험 방법.
    Figure pat00016

    D는 목표지역으로부터 실험지역까지의 거리(m),
    Figure pat00017
    는 풍속(m/s),
    Figure pat00018
    는 시딩물질의 최대 효과시간(min)이다.
    이때, 시딩물질은 기온이 0
    Figure pat00019
    이상일 경우 흡습성물질인 염화칼슘(
    Figure pat00020
    - 반응시간이 1시간에서 최대 4시간)을 이용하여 운저에서 실험하고, 기온이 0
    Figure pat00021
    이하일 경우 빙정핵 역할을 하는 요오드화은(AgI - 반응시간이 30분에서 최대 2시간)을 이용하여 운중(구름속)에서 실험한다.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 S40 단계에서 상기 실험지역의 구름수함량이 만족되는 범위는 0.2∼5g/㎥인 것을 특징으로 하는 인공증우(설) 항공실험 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 S30 스텝에서, 상기 항공실험조건의 비행정보 중 비행경로는 상기 목표지역으로부터 상기 실험지역 중 구름수함량이 최대인 지점까지의 직선방향이고, 상기 항공실험조건의 비행정보 중 상기 실험지역에서의 시딩물질을 분사시키기 위한 시딩라인은 상기 실험지역 중 구름수함량이 최대인 지점으로부터 교차방향인 것을 특징으로 하는 인공증우(설) 항공실험 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 항공실험조건의 비행정보 중 상기 실험지역의 시딩라인의 폭은 20∼40㎞인 것을 특징으로 하는 인공증우(설) 항공실험 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 S40 스텝에서 상기 항공실험설계(실험지역 및 비행정보)의 수정은 상기 항공실험설계의 비행정보 중 비행경로를 따라 역비행하여 구름수함량이 최대인 지점을 확인하여 새로운 실험지역 및 비행정보로 설계하는 것을 특징으로 하는 인공증우(설) 항공실험 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 S50 스텝에서 상기 수정된 항공실험조건의 비행정보 중 비행경로는 상기 목표지역으로부터 상기 수정된 실험지역 중 구름수함량이 최대인 지점까지의 직선방향이고, 상기 항공실험조건의 비행정보 중 상기 수정된 시딩라인은 상기 수정된 실험지역 중 구름수함량이 최대인 지점으로부터 교차방향인 것을 특징으로 하는 인공증우(설) 항공실험 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 항공실험조건의 비행정보 중 상기 수정된 시딩라인의 폭은 20∼40㎞인 것을 특징으로 하는 인공증우(설) 항공실험 방법.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102008698B1 (ko) 2018-05-29 2019-10-23 대한민국 구름액체물량을 고려한 항공실험용 인공증우 시딩라인 산출 방법 및 표출 시스템

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240010209A (ko) 2022-07-15 2024-01-23 대한민국(기상청 국립기상과학원장) 인공강우 시딩입자 공중 토출장치

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