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해상 파랑 관측 조사 사업 보고서

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Academic year: 2023

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그림  5.6  해역(서해,  남해,  동해,  제주)별  심해  설계파의  비교  (N방향),  검은색  :  2005년  산 출된  비태풍시  심해설계파,  파랑색  :  2005년  산출된  태풍시  심해설계파,  빨간색  :  보완  심해설계파  ········································································································· 136 그림
그림 5.6 해역(서해, 남해, 동해, 제주)별 심해 설계파의 비교 (N방향), 검은색 : 2005년 산 출된 비태풍시 심해설계파, 파랑색 : 2005년 산출된 태풍시 심해설계파, 빨간색 : 보완 심해설계파 ········································································································· 136 그림

상황 변화와 관측시스템 개선

마라도 천문대도 파향에 따라 겨울에 국지적으로 영향을 받았다. 이러한 관측시스템을 통해 2차원 정밀파도관측자료가 상당히 축적되었고, 해양수산부에서 실시간 관측소를 여러 개 설치하여 운영하는 등 여건 변화에 따라 해안파 관측소 운영 조정이 필요하게 되었다. 기상청과 구 해양수산부.

한편, 다양한 장파 식별의 필요성이 높아지면서 안정적인 풍파 및 장파 관측자료 제공이 필요하다. 위에서 언급했듯이 위는 제한된 사양의 연속파 관측입니다.

그림 2.2 고정파랑 관측소의 위치도
그림 2.2 고정파랑 관측소의 위치도

개요

태풍 집중관측이 이루어졌을 경우 수중압력센서와 지향성 웨이브라이더 부이로부터 동등한 관측자료를 확보하여 연안파 관측과 수압관측을 동시에 관측하여 수중기압자료 분석 기술의 개발 및 검증을 위한 연구를 수행하고 있으며, 또한 만리포 현장실험에서는 막대형 직접표면파관측형 파고고도계와 수중센서 동시관측실험 등 많은 현장실험이 이루어졌다.

수압식 파랑 자료 분석시 유속의 영향

비선형 천수파 관측 시 비선형성 고려는 관측된 수압스펙트럼의 선형 성분과 비선형 성분을 분리한 후 선형 성분에 대한 선형파의 압력전달함수와 저조파 및 조화파에 대한 압력전달함수를 계산하는 것이다. ii) 선형파이론에 의한 수압파고자료의 분석. 선형파이론에 의한 수압파고자료의 분석에서는 고주파대역에서 소음, 비선형효과, 흐름의 영향이 공존하며 그 영향으로 인한 오차가 있으며 이에 대한 설명은 Lee and 왕(1984). iii) 수압파고계에 대한 수심과 조수의 영향 분석.

그림 2.3 Variation of  with dimensionless current,   and dimensionless wave frequency  (from Lee and Wang, 1984).
그림 2.3 Variation of  with dimensionless current,   and dimensionless wave frequency  (from Lee and Wang, 1984).

파향 스펙트럼의 분석 결과의 압축 데이터베이스

시간에 따라 천천히 변화하는 파동에너지는 다음과 같이 표현할 수 있다. 파력에너지 스펙트럼만으로는 파력에너지의 시간적, 공간적 변화를 충분히 표현할 수 없다.

개요

또한 현장 계측은 큰 파도에 의한 외력의 작용으로 지속적인 유지보수를 위한 안정성 문제와 관련이 있습니다. 레이더 파고 분석 기술의 발전과 더불어 영상 영상 분석을 이용한 해안파 파 정보 생산 기술 개발이 필요하므로 본 절에서는 레이더 파고 및 영상 영상 분석 기술 등 지상파 원격탐사 기술에 대해 다룬다.

레이다 (X-band)를 이용한 파랑관측 기술

레이더파 관측의 활용 및 개선. 동해안 화진해수욕장에서 레이더 관측 실험에서 보듯 너울 관측은 정확했다.

그림 2.11 . 레이다를 이용하여 해상 파랑을 관측할 수 있는 최적정 범위 (Lb).
그림 2.11 . 레이다를 이용하여 해상 파랑을 관측할 수 있는 최적정 범위 (Lb).

비디오 영상 자료를 이용한 연안 국지파랑 관측기술

해안영상을 이용한 파도관측 기술. 만리포장 실험에서 파장대의 변화를 관찰하기 위한 응용 사례.

그림 2.47 (a) Rectified view of a video snapshot captured at the Malipo beach in December, 2008 with locations of the deployed in situ sensors along the cross-shore transect for generating a image timestack, (b) a cross-shore image timestack generated
그림 2.47 (a) Rectified view of a video snapshot captured at the Malipo beach in December, 2008 with locations of the deployed in situ sensors along the cross-shore transect for generating a image timestack, (b) a cross-shore image timestack generated

정기 파랑 관측소 운영

연속관측된 파랑관측자료에서 풍파뿐만 아니라 모든 주파수대역의 파랑정보를 얻을 수 있다. 상대적으로 주기가 짧은 장파는 풍파와 연관되는 경우가 많으나, 장파는 국지풍파와 상관없이 기상조건에 따라 원거리에서 발생 및 전파되며, 예측발전을 위한 관측자료의 축적이 필요하다. 기법.

그림 3.1 수압식 파고계를 이용한 연속 파랑 관측소 위치
그림 3.1 수압식 파고계를 이용한 연속 파랑 관측소 위치

정기 파랑 관측소 자료의 데이트 베이화 및 활용 연구

심해의 거의 선형인 해일이 해안으로 진행함에 따라 근해의 많은 조석 성분이 해저에서의 마찰 소산과 같은 비선형 과정에 의해 생성 및 변형됩니다. 중간 깊이에서 장기 연속 관측 데이터는 아직 잘 이해되지 않은 다양한 장파에 대한 기술을 이해하고 예측하는 데 사용됩니다. 이들 파동관측소의 장파관측자료를 활용한 연구결과는 향후 학술논문으로 발표를 준비 중이며 차기 파동관측 및 산출보고서에 자세히 기술될 예정이다.

파포막 스펙트럼 및 파군 매개변수 분석을 통해 각 관측소에서 월별 파일을 생성하여 데이터베이스화하고, 지역별(동서남해) 및 기상계별(태풍, 동서고파) 파군 특성을 분석하여 기압, 온대저기압) 등), 특성분석, 장파발생특성, 통계분석, 장파와 연안환경요인과의 상관관계분석, 발생메커니즘, 예측가능성평가, 파동시간변동특성분석, 파랑변동분석 태풍발생시 국지해안파 모형에서 연안류와 태풍유도파를 고려하기 위해 ADCP를 설치하여 연안류를 추정하고 동시에 파랑 스펙트럼과 수직 속도도 관찰되었습니다(그림 3.14).

그림 3.10 태풍 샨샨 통과시 파고계 설치 위치 (대변항 일대)
그림 3.10 태풍 샨샨 통과시 파고계 설치 위치 (대변항 일대)

태풍 나비 통과시의 우리나라와 일본의 파랑 관측 자료

파도의 공간적 변동은 얕은 바다에서 크기 때문입니다. 천해에서 파랑모형의 신뢰도를 높이기 위해서는 현장관측실험을 통해 수치모형의 보정 및 연안과정에 대한 이해도를 높일 필요가 있다.

그림 3.15 태풍 나비의 진로(기상청 자료)
그림 3.15 태풍 나비의 진로(기상청 자료)

태안 만리포 개황

만리포해역의 기후특성은 계절풍기후의 영향을 받아 겨울과 여름이 뚜렷하게 구분된다. 내륙 사비나 뒤에는 높이 1.5m가 넘는 콘크리트 벽이 세워져 있고 그 위에 해변 옆으로 아스팔트가 깔린 해안도로가 나 있다.

만리포 현장실험 방법 및 내용

만리포해변 조간대의 수심 및 지형자료는 육상 LiDAR(LiDAR: Rigel's LMS-Z420i)와 광검출기(Total Station: Leica's TCR703)를 이용하여 측정하였다. 만리포해수욕장 3차원 지형자료의 수심과 고도는 평균해수면을 기준으로 측정하였다.

그림 4.2 만리포 해역 파랑, 해류 및 조류 관측을 위해 설치한 장비들의 위치 (설치 장비들의 자세한 명칭 및 위치는 표 4.1에 제시되어 있음).
그림 4.2 만리포 해역 파랑, 해류 및 조류 관측을 위해 설치한 장비들의 위치 (설치 장비들의 자세한 명칭 및 위치는 표 4.1에 제시되어 있음).

측정 및 분석결과

만리포 해수욕장에서 지상 LIDAR를 이용한 3차원 지형 측정은 썰물 시간에 따라 조수대를 최대한 넓게 측정하기 위해 수행되었다. 본 실험에서는 만리포 방파제에서 촬영한 CCTV 영상을 이용하여 현재 현장에서 방파제 횡단을 측정하고자 하였다.

그림 4.4 실험기간중 만리포 외측해역에서 관측된 조석 및 입사파의 분석자료
그림 4.4 실험기간중 만리포 외측해역에서 관측된 조석 및 입사파의 분석자료

1986년 구 해운항만청의 "파랑관측업무개선계획"의 결과에 따라 전국 8개 표준관측소에서 지향성파기수로 파향 2차원 스펙트럼의 정확한 관측자료를 수집하고, 1980년대까지 계산하기 어려웠던 비선형 상호작용을 설명하는 3세대 파동모델이 상용화되는 등 많은 발전이 있었다. 한편, 개발된 기술과 수집된 자료를 활용하여 수산청의 설계파 계산보다 더 정확하게 설계파를 재계산할 필요가 있게 되었고, 한국해양연구원은 1979년부터 지속적으로 2005년 해양수산부에서 한국해양연구원으로 이관된 해상파도관측시스템 사업에서 해양수산부 Ⅴ의 파랑관측사업을 통한 파동관측은 그림 5.1과 같이 심해계획파 전국 해역에서 약 18km마다 각 그리드 포인트에서 재계산되며, 지금까지 사용된 수산청 파도 사양을 대체할 수 있습니다.

그림  5.1  2005년  한국  해양연구원의  설계파  산출  위치
그림 5.1 2005년 한국 해양연구원의 설계파 산출 위치

장기 파랑 산출을 통한 설계파 산출 개선 방안

시험 후 전주기에 걸쳐 장기간에 걸쳐 지속적으로 파랑사양을 산정하여 데이터베이스화하여 기본설계파를 산출하여 제공함으로써 연안항만에서 발생하는 각종 문제에 활용되고 기초자료로 활용된다. 포트 구조에 대한 설계 데이터 . 파랑 관측 데이터가 계속 축적되고 파랑 계산 모델이 빠르게 발전함에 따라 예상 파랑을 수정하고 보완해야 할 필요성이 지속적으로 발생합니다.

최근 5년간 심해파 연속 추가 산출

특정 항만의 상세설계의 경우 서비스 전문가는 연구기관에서 제공하는 기본 설계파 정보와 각 그리드 포인트에서의 지속적인 장기파 계산 결과를 활용하여 상세 검토를 수행하고 상세 설계파를 산출하여 활용하며, 해안 침식 분석, 매몰 문제, 잔잔한 온도 문제 및 다양한 연안 통제 대책 등 다양한 자료로 활용할 수 있습니다. 새로운 디자인 웨이브는 2003년까지 모의 데이터를 사용하며, 최신 계산 결과 데이터가 포함되어 있지 않으므로 최신 변경 추세 정보는 고려하지 않습니다.

재산출된 파랑 데이터 베이스에서 검색 분석

E계열 방향으로 검은색보다는 크게 계산되지만 태풍(청색선)을 포함한 결과보다는 작게 계산되어 심해설계파의 최종 결과에는 영향이 없을 것으로 판단된다. , WNW, NW, NNW. 뒤쪽으로 갈수록 심해의 설계파가 일부 격자점에서 파란색보다 크게 계산되어 더 클 수 있다고 생각된다.

그림 5.3 2005년 10월 너울성 고파 모의 시 격자점(좌) 와 관측 결과와 비교 (우)
그림 5.3 2005년 10월 너울성 고파 모의 시 격자점(좌) 와 관측 결과와 비교 (우)

천해파 산출 모델

천해파 모델의 경계조건으로서 2차원 파동스펙트럼 결정. 청색 스펙트럼 변환 모델의 입력 데이터로 사용됩니다.

Table  5.2에서는  원천항에  사용되는  공식에  따라서  SWAN  모델을  세대별로  정리하였 다.    저면마찰소산에  대해서는  각  세대  모두  3가지의  선택이  있으며,  4파  비선형상호작 용은  제  3세대  모델에서만  고려한다.
Table 5.2에서는 원천항에 사용되는 공식에 따라서 SWAN 모델을 세대별로 정리하였 다. 저면마찰소산에 대해서는 각 세대 모두 3가지의 선택이 있으며, 4파 비선형상호작 용은 제 3세대 모델에서만 고려한다.

개요

지구 온난화에 따른 해수면의 변화

해수면 상승이 점진적이기 때문에 그에 대한 적응도 점진적입니다. 그림 5.23은 한국 해안의 해양 측량사가 조석 관측소에서 관측한 해수면의 장기 변화를 보여준다.

기후 변화와 태풍의 강도 변화에 대한 논란

조석계의 해수면 관측자료는 지구 온난화에 따른 해수면 변화와 지각의 이동에 따른 육지 변화 결과이므로 이를 외삽하여 해수면 변화를 추정하고 계획 수립에 활용할 수 있다. 기후변화 분석에 활용되는 장기관측 자료는 주로 사람이 밀집한 지역에서 만들어지므로 해석에 주의가 필요하다.

화재의 영향으로 자연재해가 증가할 것이라는 전망에 대비하여 인명과 관련된 구조물을 설계할 때 지구온난화의 영향을 고려하여 지구온난화의 영향에 대비할 필요가 있다. 그러나 현재 기후변화로 인한 태풍 강도 증가에 대한 불확실성이 너무 많아 전체 해안구조물을 설계할 때 전지구적 기후변화의 영향을 고려하는 것은 기술적으로 어렵다.

결론 및 제언

파랑계산시스템에 의해 간접적으로 산출된 파랑자료의 신뢰도를 높이기 위해서는 파랑모델 개발 및 계산체계 개선을 위한 지속적인 노력이 요구된다. 우리나라 주변해역에서 파랑계산시스템을 보다 성공적으로 구축하기 위해서는 동북아해역(발트해, 황해, 동중국해)의 모든 바다에서 획득한 파랑자료와 해양기상자료를 활용할 필요가 있다.

Gambar

그림 2.2 고정파랑 관측소의 위치도
그림 2.3 Variation of  with dimensionless current,   and dimensionless wave frequency  (from Lee and Wang, 1984).
그림 2.6 Measured surface wave spectrum vs. estimated spectra from sub-surface pressure data using pressure
그림 2.7 Measured surface wave spectrum vs. estimated spectra from sub-surface pressure data using pressure
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Referensi

Dokumen terkait

Outlier detection and missing data filling methods for coastal water temperature data, Journal of Coastal Research, Special Issue, No.. - 관련 연구 성과의 논문 투고심사진행 – Khil-Ha Lee, Hong-Yeon