A Comparison of Typhoon Wind Models with Observed Winds

해상풍 관측자료에 근거한 태풍 해상풍 모형간의 상호비교

  • 강시환 (한국해양연구원, 연안·항만공학 연구본부) ;
  • 전기천 (한국해양연구원, 연안·항만공학 연구본부) ;
  • 박광순 (한국해양연구원, 연안·항만공학 연구본부) ;
  • 방경훈 (한국해양연구원, 연안·항만공학 연구본부)
  • Published : 2002.08.01

Abstract

The sea-surface winds during the passage of 64 typhoons for 1979-1999 were simulated using two different typhoon wind models, ie, typhoon parametric model(TPM) and primitive vortex model(PVM). The model hindcast winds were compared with the winds observed at JMA ocean buoys(22001 and 21002) and Kyushu ocean observation tower. The analysis of ms and relative errors between hindcast and observed winds was made to find the accuracy and sensitivity of the typhoon wind prediction models. Both hindcast winds of TPM and PVM underestimate the observed typhoon winds, but PVM winds are more closer to the observations with less rms and relative errors. Relative errors of two model winds were small within 200km from typhoon center, but TPM's relative errors increase up to 70% as the radial distance from typhoon center increases beyond > 200km although PVM's relative errors remain in 20% with less sensitive to the distance from typhoon centers.

지난 20년 기간 동안에 한반도와 그 주변해상을 통과했던 64개의 태풍에 대해 태풍 파라미터 모형(TPM)과 원시 소용돌이 모형(PVM)의 모의를 통해서 해상풍을 산출하였다. 그 결과를 동중국해, 남해 그리고 동해상에서 관측된 일본 기상청(JMA)의 해상풍 자료와 비교하였으며, 오차 분석을 통해서 두 모형의 신뢰도와 민감도에 대해 고찰하였다. 원해상의 해양부이 관측자료와의 비교에서는 두 모형 모두 관측치보다 낮게 모의되었으며, rms오차와 상대오차는 PVM이 TPM보다 훨씬 낮게 나타났다. 그러나, 큐슈 연안의 해상풍 자료에 대해서는 PVM은 약간 높게 TPM은 낮게 모의되었으며, PVM이 TPM보다 오차가 작은 것으로 나타났다. 태풍중심위치와 해상풍 관측지점 간의 거리에 따른 상대오차의 분석결과, 태풍 중심권에 근접한 거리에서는 두 모형 모두 상대오차가 작았으나, 200km이상의 먼 거리에 대해서는 TPM의 상대오차는 거리에 비례해서 약 70%까지 크게 증가하는 반면. PVM의 상대오차는 약 20%정도로 나타났다.

Keywords

References

  1. 2001년도 추계학술발표회 요약집 태풍중심권에서의 해면기압 및 해상풍 예측연구 강시환;전기천;이동영;박광순
  2. N2-02-01-A-02 해상·연안재해 대응기술 개발 과학기술부
  3. 한국기상학회보 v.11 no.3 폭풍해일 예측을 우한 태풍 해면기압 및 해상풍 추정 전기천;강시환;이동영;박광순
  4. BSPM 00066-00-1331-2 해상파랑관측 및 조사 해양수산부
  5. Mon. Wea. Rev. v.105 no.2 Tropical cyclone minimum sea level pressure-maximum sustained wind relationship for western North Pacific Atkinson, G.D.;C.R. Holliday
  6. Mon. Wea. Rev. v.105 no.2 Suggested revisions to certain boundary layer parameterization schemes used in atmospheric circulation models Arya, S.P.S. https://doi.org/10.1175/1520-0493(1977)105<0215:SRTCBL>2.0.CO;2
  7. Geophys. Sci. Lab. Specification of the wind field distribution in the marine boundary layer for wave forecasting Cardone, V.J.
  8. CERC-94-14 Upgrade of Tropical Cyclone Surface Wind Field Model Cardone, V.J.;A.T. Cox;J.A. Greenwood;E.F. Thompson
  9. Mon. Wea. Rev. v.103 Tropical cyclone intensity analysis and forecasting from satellite imagery Dvorak, V.F. https://doi.org/10.1175/1520-0493(1975)103<0420:TCIAAF>2.0.CO;2
  10. Papers in Meteorol. and Geophys. v.26 no.4 Numerical estimation of sea waves in a typhoon area Fujita, T.
  11. Mon. Wea. Rev. v.105 Review of drag coefficients over oceans and continents Garratt, J.R. https://doi.org/10.1175/1520-0493(1977)105<0915:RODCOO>2.0.CO;2
  12. Mon. Wea. Rev. v.108 no.7 An analytical model of the wind and pressure Japan Meteorological Agency (JMA), 1984. Data from ocean data buoy stations Holland, G.J.
  13. Data from ocean data buoy stations no.7 Japan Meteorological Agency(JMA)
  14. Mon. Wea. Rev. v.94 no.6 Numerical computation of storm surge without bottom stress Jelesnianski, C.P. https://doi.org/10.1175/1520-0493(1966)094<0379:NCOSSW>2.3.CO;2
  15. J. Geophys. Res. (Ocean) v.104 no.C5 NSCAT high resolution surface wind measurements in typhoon Violet Jones, L.W.;V.J. Cardone;W.J. Pierson;J. Zec;L.P. Rice;A.T., Cox;W.B. Sylvester https://doi.org/10.1029/1998JC900107
  16. Florida Hydrometeorol. Rep. no.31 Analysis and synthesis of hurricane wind patterns over Lake Okeechobee Schloemer, R.W.
  17. J. of Atm. Sci. v.40 The asymmetric boundary layer flow under a translating hurricane Shapiro, L.J. https://doi.org/10.1175/1520-0469(1983)040<1984:TABLFU>2.0.CO;2
  18. Mon. Wea. Rev. v.91 no.3 General circulation experiment with the primitive equation. Ⅰ: The basic experiment Smagorinsky, J. https://doi.org/10.1175/1520-0493(1963)091<0099:GCEWTP>2.3.CO;2
  19. J. of Waterway, Port, Coastal and Ocean Engineering v.122 no.4 Practical modeling of hurricane surface wind fields Thompson, E.F.;V.J. Cardone https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-950X(1996)122:4(195)