[자격증] 기상기사 필기 : 5 과목 일기분석 및 예보론 (기상분석)

 정보

• 업무명     : 기상기사 자격증 소개
• 작성자     : 박진만
• 작성일     : 2019-12-11
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 내용

[핵심이론 01]  지상기상전문

• 지상기상전문형식

• 전문해석(SECTION 1)

• \( \text { IIiiì } \) : WMO에서 정한 구역 고유번호(\(\mathrm{II}\))와 구역내 관측소 고유번호(\( \text { iii } \))
• \(\mathrm{i}_{\mathrm{R}} \mathrm{i}_{\mathrm{x}} \mathrm{h} \mathrm{V} \mathrm{V}\) : 강수자료 포함 여부 표시(\(\mathrm{i}_{\mathrm{R}}\)), 관측소 운영 형태와 과거 일기, 현재 일기 포함 여부 표시(\(\dot{1}_{x}\)), 최하층운저의 지상고도(\(\mathrm{h}\)), 지상의 악시정(\(\mathrm{VV}\))
• \( \text { Nddff } \) : 전운량(N), 관측시각 전 10분간의 10도 단위의 평균풍향(dd), 관측시각 전 분간의 평균 풍 속(ff)
  • ff : 단위는 SECTION 0의 \(\dot{1}_{\mathrm{w}}\)에서 결정되며 풍속 (m/s 또는 knots)이 99 이상인 경우 ff 는 99로 하고 그 다음 00fff 를 추가하여 fff 에 실제 값을 기입한다.
• \(1_{\mathrm{sn}} \mathrm{TTT}\) : 기온 인식숫자(1), 자료의 부호(sn), 기온 (\(\mathrm{TTT}\))
• \(2_{\mathrm{Sn}} \mathrm{T}_{\mathrm{d}} \mathrm{T}_{\mathrm{d}} \mathrm{T}_{\mathrm{d}}\) : 노점온도 인식숫자(2), 자료의 부호 (sn), 노점온도(\(\mathrm{T}_{\mathrm{d}} \mathrm{T}_{\mathrm{d}} \mathrm{T}_{\mathrm{d}}\))
• \(3 \mathrm{P}_{0} \mathrm{P}_{0} \mathrm{P}_{0} \mathrm{P}_{0}\) : 현지기압 인식숫자(3), 현지기압 (\(\mathrm{P}_{0} \mathrm{P}_{0} \mathrm{P}_{0} \mathrm{P}_{0}\))
• \(4 \mathrm{PPPP}\) : 해면기압 인식숫자(4), 해면기압(\(\mathrm{PPPP}\))
  • \(\mathrm{P}_{0} \mathrm{P}_{0} \mathrm{P}_{0} \mathrm{P}_{0}\) , \(\mathrm{PPPP}\) : 천 단위를 생략한 0.1hPa 단위
• \(5 \mathrm{appp}\) : 기압변화 인식숫자(5), 3시간 전 관측 이후의 기압변화 경향(a), 3시간 전 관측 이후의 현지 기압 변화량(\(\mathrm{ppp}\))
• \(6 \mathrm{RRRt}_{\mathrm{R}}\) : 강수량 인식숫자(6), 강수량(\(\mathrm{R} \mathrm{R} \mathrm{R}\)), 강수 량 측정을 위한 집수기간(\(t_{R}\))
• \(7 \mathrm{ww} \mathrm{W}_{1} \mathrm{W}_{2}\) : 일기 인식숫자(7), 현재 일기(\(\mathrm{ww}\)), 과거 일기(\(\mathrm{W}_{1} \mathrm{W}_{2}\))
• \(8 \mathrm{N}_{\mathrm{h}} \mathrm{C}_{\mathrm{L}} \mathrm{C}_{\mathrm{M}} \mathrm{C}_{\mathrm{H}}\) : 구름 인식숫자(8), \(\mathrm{C}_{\mathrm{L}}\)의 운량(\(\mathrm{N}_{\mathrm{h}}\)), 하층운의 종류(\(\mathrm{C}_{\mathrm{L}}\)), 중층운의 종류(\(\mathrm{C}_{\mathrm{M}}\)), 상층운의 종류(\(\mathrm{C}_{\mathrm{H}}\))

 

[핵심이론 02]  고층기상전문

• 전문해석(SECTION 2)
• 
• • \(99 \mathrm{P}_{0} \mathrm{P}_{0} \mathrm{P}_{0}\) : 관측소 고도 자료의 인식숫자(99)와 관측 소 고도에서의 정수 단위의 현지기압(\(\mathrm{P}_{0} \mathrm{P}_{0} \mathrm{P}_{0}\))
  • \(\mathrm{T}_{0} \mathrm{T}_{0} \mathrm{T}_{\mathrm{a} 0} \mathrm{D}_{0} \mathrm{D}_{0}\) : 지상고도의 기온의 정수부(\(\mathrm{T}_{0} \mathrm{T}_{0}\)), 소수 이하의 근사차와 부호표시(\(\mathrm{T}_{\mathrm{a} 0}\)), 노점편차(\(\mathrm{D}_{0} \mathrm{D}_{0}\))
    • \(\mathrm{T}_{\mathrm{a} 0}\) : \(\mathrm{T}_{\mathrm{a} 0}\)가 홀수이면 \(\mathrm{T}_{0} \mathrm{T}_{0} \mathrm{T}_{\mathrm{a} 0}\)는 음의 값을 갖고, 짝수이면 양의 값을 갖는다.
  • \(\mathrm{d}_{0} \mathrm{d}_{0} \mathrm{f}_{0} \mathrm{f}_{0} \mathrm{f}_{0}\) : 지상의 풍향, 풍속
  • \(\mathrm{P}_{\mathrm{n}} \mathrm{P}_{\mathrm{n}} \mathrm{h}_{\mathrm{n}} \mathrm{h}_{\mathrm{n}} \mathrm{h}_{\mathrm{n}}\) : 고도 증가순의 표준등압면의 기압

 

[핵심이론 03]  지상일기도

• 지상일기도는 해면기압을 분포를 중심으로 하여 지상기온, 풍향 및 풍속, 날씨 등을 기상상태를 한 눈에 알 수 있도록 지도 위에 기호로 나타낸 것이다.
• 지상일기도에서 실황전문 기입모델과 기입모델 중 현재 일기의 부호는 다음과 같다.

[핵심이론 04]  상층 일기도

• 상층의 등압면고도별 기온 분포를 중심으로 하여 풍향 및 풍 속, 습도 등을 지도 위에 기호로 나타낸 것으로 고층일기도라 고도 한다. 925 hPa, 850 hPa, 700 hPa, 500 hPa, 300 hPa, 200 hPa, 100 hPa일기도를 분석하며 고도에 따라 상층, 중층, 하층으로 분류하나 대개 지상일기도를 제외 한 것을 상층 또는 고층일기도라고 한다.
• 대기하층일기도 : 925 hPa, 850 hPa, 700 hPa 일기도 를 하층일기도라고 하며 대개 강수 예보와 전선 분석에 사용된다.
  • 925 hPa 일기도 : 전선의 위치 결정, 안개 예보, 최저 기온 예보
  • 850 hPa 일기도 : 대류권 하층의 기압분포 파악 가능, 대류권 하층의 습기 유입상태 조사, 하층운 강수 예보, 기온 예보
  • 700 hPa 일기도 : 강수 예보, 착빙 예보, 수직류 분포 분석
• 대기중층일기도 : 중층대기의 대규모적인 기류 분석에 사용되는 500 hPa 일기도는 중층일기도라고 하며 중⋅장 기예보, 제트기류 분석, 층후 분석이 가능하다.
• 대기상층일기도 : 300 hPa, 200 hPa, 100 hPa 일기도 를 상층일기도라고 하며 권운, 난류, 강수 예보에 사용 된다.
  • 300 hPa 일기도 : 지상저기압 발달, 난류 예보, 제트 기류에 의한 상승기류 분석
  • 200 hPa 일기도 : 상층 저기압 이동 예보, 제트기류 분석
  • 100 hPa 일기도 : 성층권 하부의 기류와 기압 분포 파악, 상층 저기압 경로 결정

[핵심이론 05]  단열선도 작성

• 단열선도 : 대기의 연직구조에서 일어나는 열역학 과정을 이해하기 위하여 그래프 상에 등고선, 등온선, 건조단열 선, 습윤단열선, 혼합비선을 기본 등치선으로 나타낸 것으 로 대개 다음 조건을 만족할수록 좋은 단열선도라고 하며 Skew T-log P diagram, Tephigram이 조건을 비교적 만족하고 많이 사용된다.
  • 주요 등치선은 가능한 한 직선으로 구성되어 있어야 한다.
  • 단열선과 등온선이 만나는 각도가 충분히 커야만 한다.
  • 단열선도상의 면적이 열역학적 에너지와 비례하여야 한다.
  • 단열선도상의 수직좌표가 가능하면 대기의 연직분포 를 표시하여 고도 개념 파악이 용이해야 한다.
  • 높은 고도까지 포함할 수 있으면서 취급이 간편해야 한다.

 

[핵심이론 06]  단열선도상의 기상요소 산출

• 상승응결고도(LCL, Lifting Condensation Level)
  • 지상의 공기덩이를 건조단열 과정에 의해 강제상승시켰을 때 포 화에 이르는 고도이며 단열선도 상에서 구할 경우 지상의 이슬점온도를 지나는 혼합비선과 온도를 지나는 건조단열 선이 만나는 점의 고도이다.
• 대류응결고도(CCL, Convection Condensation Level)
  • 지상의 공기덩이가 복사가열로 에너지를 받아 단열적으로 상승하여 포화에 이르는 고도이며 단열선도 상에서 구할 경우 지상의 이슬점온도를 지나는 혼합비선과 온도상태곡선이 만나는 점의 고도를 구하면 된다.
• 자유대류고도(LFC, Level of Free Convection)
  • 상승응결 고도에서 포화단열적으로 계속 상승하여 처음으로 대기의 온도상태곡선과 만나는 고도로 단열선도에서 구할 경우 상승응결고도에서 습윤단열선을 따라 올라가서 처음으로 온도상태곡선과 만나는 점의 고도를 구하면 된다.
• 혼합응결고도(MCL, Mixing Condensation Level)
  • 공기가 상하로 혼합이 충분히 이루어지면 공기의 연직분포에 서 기온은 건조단열선과 평행하고 이슬점온도는 혼합비 선과 평행하게 분포한다. 결국 온도상태곡선과 이슬점온 도곡선이 만나는 점에서 구름이 형성되는데, 이때 최초의 교점을 말하며 단열선도에서 구하는 방법은 먼저 하층대 기의 예상풍속, 지상 장애물, 온도상태곡선 등을 고려하 여 혼합층을 결정한 뒤 등면적법을 이용하여 건조단열선 과 혼합비선을 정하고 이 두 선이 만나는 점의 고도를 구하면 된다.
• 평형고도(EL, Equilibrium Level)
  • 상승응결고도나 자유대 류고도에서 부력을 얻어 상승하는 공기덩이가 온도상태곡 선과 같아지면서 부력을 잃기 시작하는 고도를 의미하며 단열선도 상에서 구할 경우 대류응결고도나 자유대류고도 에서 습윤단열선을 따라 계속 상승하여 처음으로 온도상 태곡선과 만나는 점의 고도가 평형고도이다.
• 빙결고도(FL : Freezing Level)
  • 대기의 온도가 0°C에 달하는 고도이며 단열선도에 그려진 0°C 등온선이 온도상 태곡선과 만나는 점의 고도를 구하면 된다.

 

[핵심이론 07]  안정도

• 단열선도 상에서 안정도는 온도 또는 가온도곡선의 기울기 를 건조단열선 또는 습윤단열선의 기울기와 비교하여 판 단한다.

• 쇼월터안정도지수(SSI, Showalter Stability Index)
  • 850 hPa 면에서 상승응결고도 (LCL)로부터 습윤단열선을 따라 올라가 500 hPa 면과 만나는 점의 온도(T′)를 500hPa 면의 실제 온도 (T)에서 뺀 값으로 뇌우예보에 사용한다.

 

[핵심이론 08]  층후

• 층 후
  • 두 등압면의 지위고도 차이를 말하며 층후를 구하는 식은 다음과 같다
  • \(h=\frac{R_{d}}{g} \overline{T_{v}} \ln \frac{p_{1}}{p_{2}}\)
  • 식에서 보면 알 수 있듯이 층후는 두 층의 평균 가온도에 비례하며 가온도가 대략적으로 온도에 비례하기 때문에 층후 역시 온도에 비례한다고 할 수 있다.
• 층후도의 이용
  • 두 등압면 중간층의 등온선은 그 기층의 층후에 비례하 는데 층후가 기층의 평균가온도(또는 온도)에 비례하 는 특성을 이용하여 이 등온선을 층후선으로 대신 사용 할 수 있다.
  • 전선의 위치와 강도 분석에 사용된다.
  • 지상 기압계의 이동 및 발달 분석에 사용된다.

 

[핵심이론 09]  기단

• 기 단
  • 기단은 온도와 습도 등 그 성질이 주어진 고도에서 수평적 으로 비슷한 공기덩어리를 말한다.
• 기단의 분류
  • 기단은 발원지에 따라 분류 가능한데 한대에서 발원한 기단을 P (Polar), 열대에서 발원한 기단을 T (Tropical), 대 륙이 발원지일 경우 c (continental), 해양이 발원지일 경우 m (marine)으로 분류한다. 네 가지 주요 기단의 성질은 다음과 같다.

[핵심이론 10]  전선

• 전선 : 온도, 습도, 밀도 등 물리적 성질이 서로 다른 두 기단 사이의 경계선을 말한다.
• 전선의 분류
  • 정체전선 : 기단의 세력이 비슷하여 움직임이 거의 없는 전선
  • 한랭전선 : 한랭한 기단이 온난한 기단의 하층으로 파 고들면서 생기는 전선
  • 온난전선 : 온난한 기단이 한랭한 기단 쪽으로 이동하는 전선
  • 폐색전선 : 한랭전선은 온난전선보다 이동 속도가 빠 르기 때문에 두 전선이 합쳐진 상태를 말하며 한랭전선 의 공기보다 온난전선의 공기가 차가워 한랭전선이 온난전선의 경사면을 따라 놓이는 경우를 한랭형 폐색전 선, 한랭전선의 공기가 더 차가워 온난전선이 한랭전 선의 경사면을 따라 놓이는 경우를 온난형 폐색전선이 라고 한다.

• 전선의 분석
• 정체전선 : 특성이 온난전선과 비슷하고 저기압 중심으 로 발달하는 경우가 많다. 또한 좁은 면적 내에서 풍향 의 차이가 크고 온도경도가 있으며 광범위한 구름대가 존재한다.
• 한랭전선 : 대개 저기압의 남서쪽에 위치하며 한랭전선 의 후방에서는 북서풍이 강하게 불고 전방에서는 남서 풍이 분다. 기온이 급격히 변화하는 곳에 전선이 위치 하며 전방에서는 기온이 높고 후방에서는 기온이 급하강한다.

• 온난전선 : 대개 저기압의 동쪽에 위치하며 전선 후방 에서는 남서풍이 불고 기온이 상승하며 전방에서는 남 동풍이 불고 기온이 낮으며 노점온도의 상승이 뚜렷한 것이 특징이다. 또한 후방에서는 지속적으로 비가 내 리며 안개가 넓은 범위에 나타난다면 온난전선이 위치 한다.

• 폐색전선 : 남북으로 접근된 저기압 사이에는 흔히 폐 색전선이 위치하는데 폐색전선의 전방에서는 남동풍, 후방에서는 북서풍이 불며 비교적 넓은 범위에 강한 비가 내린다.

 참고문헌

[논문]

• 없음

[보고서]

• 없음

[URL]

• 없음

 

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