고주파 레이더 표층 유속을 이용한 수색구조 모델링

Abstract

한국해양과학기술원에서 개발한 수색구조 (search and rescue) 예측시스템은 운용해양 예측시스템에서 72시간 예측된 바람장과 표층 유속장을 이용하여 표류체의 이동 궤적과 수색영역을 예측하는 시스템이다. 수색구조 예측에 중요한 관점 중에 하나가 표류체의 초기위치와 최종위치의 불확실성(uncertainty)을 얼마나 제대로 평가를 하는가이다 (Ullman et al.,2006). 그와 동시에, 최적의 수색영역이 잘 예측되기 위해서는 외력으로 쓰여지는 바람과 표층유속의 불확실성의 수치량을 제공하는 것이 필요하다. 수색구조 예측성 향상과 수색구조 표류체의 표층 유속장에 대한 불확실성을 파악하기 위하여 고주파(high-frequency:HF) 레이더 표층 유속장을 이용하는 것이 제안되었다. 현재 우리나라 주변 해역에서 5개 기관들이 25개 정도의 HF 레이더 시스템을 운용하고 있으며 국립해양조사원은 지속적으로 시스템을 확장하고 있다 (You et al., 2012). 따라서 본 연구에서는 HF 레이더 표층유속 자료를 이용한 입자추적 모델링을 통해 수색구조 예측 영역의 불확실성을 평가하고 HF 레이더 관측 자료의 자료동화 가능성을 파악하는 것이 주된 목적이다. 여수 해만과 태안 근해에서 운용되는 HF 레이더 표층 유속장에 다양한 optimization method를 적용하여 얻은 결과를 표류 부표체 관측실험 결과와 비교하여 표층 유속장의 불확실성을 파악하였다. 또한 Optimal Interpolation 방법을 통해 얻어진 최적의 표층 유속장을 이용하였을 경우가 72시간 예측된 표층 유속장을 이용하였을 경우에 비해 이동 궤적의 평균 오차가 크게 감소함을 나타내었다.