선진국의 기상 레이더 연구 소개선진국의 기상 레이더 연구 소개: : Mc Gill Mc Gill 대학을 중심으로대학을 중심으로

2001. 6. 12기상연구소

원격탐사연구실발표자 : 송병현

기상 레이더 관련 기술

장비운영기술장비운영기술 관측 기술관측 기술 자료 활용 기술자료 활용 기술

•레이더 setting•Calibration•전자 , 전기 , 기계•유지 보수•신기술 채용

•레이더 setting•Calibration•전자 , 전기 , 기계•유지 보수•신기술 채용

•사례별 Parameter•비교관측•관측 전략•관측 document

•사례별 Parameter•비교관측•관측 전략•관측 document

•자료처리 및 저장•자료 DB 운용•자료동화•자료 가시화•응용 프로그램

•자료처리 및 저장•자료 DB 운용•자료동화•자료 가시화•응용 프로그램

기상 레이더 연구 그룹

KOREA METRI, Kyungbuk Univ., Pukyung Univ., KAF

CANADA McGill Univ.

USAU. of Oklahoma, Colorado State Univ., NCAR, NASA, Texas A& M Univ.

ENGLAND Rreading Univ.

GERMANY GKSS

JAPAN Kyoto Univ.

Etc…

McGill 대학의 기상 레이더 연구

McGill S band Radar

1968 : 최초 설치 후 계속 운영 실시간 관측1992 : 도플러 관측1999 : 이중 편파관측

발진기 : 700 kW Klystron안테나 : 9 m (30') dish( 기상 레이더중 캐나다에서 제일 큰 것임 )이중 편파 정보는 45° 편파를 보내 수평 , 수직 편향 파를 동시에 받아서 처리

관측 전략 : regular scanning strategy관측각 : 24 elevations angles (from 0.5° to 34.4°) every 5 min. 올라갈 때 12 개 고도각내려올 때 12 개 고도각을 관측하여 5 분 내에 끝냄이렇게 함으로 급격하게 발달하는 악기상 탐지에도 유용하게 대응

Vertically pointing radar (VPR)

• Radar pointing vertically

• X-Band radar (3.2cm wavelength)

• Mesures reflectivity and speed of targets as a function of time

An example of output data from VPR

1st panel=reflectivity

2nd panel=velocity

3rd panel=spectrum

Small X-band dual-polarization radarPrototype radar (McGill 대학과 프랑스 Institut pour la Recherche et le Développement 가 공동 개발 )저가형 강우 관측 레이더로 도시강수 , 복잡한 지형 , 적은 국토의 나라에서 활용

X-Polito

RAPID (Radar data Analysis, Processing and Interactive Display)

• Volume scan pre-processing

• VAD(Velocity-Azimuth Display), CAPPI, PPI, Shear PPI

• LARPPI(Lowest Altitude Rain rate PPI)

• Rainfall Accumulation(1~24h)

• Point forecast

• Mesocyclone & Surplomb(Overhang) Detection

• GUST & ET(Echo Top)

• VIL(Vertically Integrated Liquid water content)

• 3-D Wind retrievals(Single, bistatic radar)

• composite RADAR and Satellite Maps

Nowcasting

연구팀 운영 특징

•특징•연구팀과 개발 운영팀의 분리 운영

•직접 개발로 원천 기술 확보

•장기 방문자와의 기술 협력

•전략•장기간의 집중적인 연구개발

•상업적인 내용과 연계 거부

•개발운영팀의 연구팀 지원 시스템

•내부 인력의 양성과 외부 인력 활용의 조화

연구팀( 대학교 근무 )

연구팀( 대학교 근무 )

상주 기술팀( 관측소 근무 )

상주 기술팀( 관측소 근무 )

System maintenance and update

Radar Engineer

업무직명

Radar maintenance and update

Radar Technician

Radar data processing and display

Product developmentResearch Associate

Computer Scientist

Snow hydrologyM. Sc. Student

Profiler and RASS measurementsProfessor Emeritus

All areaProfessor

Data assimilation and bistaticPh. D Student

Predictability and scaleM. Sc. Student

Aircraft icingM. Sc. Student

PrecipitationPh. D Student

Target identificationM. Sc. Student

Data assimilation

Radar data analysis and display

Signal Processing, Icing

연구영역

Professor

Post Doctorial fellow

Research Assistant

직명

방문 연구자방문 연구자

Development of X-polito

Long-term Visitor

업무직명

연구팀 구성

연구용 기상 레이더 현안

•정상적인 연구를 위한 선결사항 해결•정확한 관측을 위한 보정

•자료 처리 시스템 구축

•연구용 기상 레이더 활용에 대한 현안

•공동 관측에 의한 특정 사례 집중 연구 – ORG, VPN

•X-band, DPS 특성에 적합한 집중관측

•공동연구를 통한 인적 물적 지적 자원의 집중

•현업화 요구와의 조화

레이더 자료의 표준화 및 이용

연구소 수자원공사영종도기상청 미 공군

사용기관 기 상 연구소

기상청 Site

영종도공 항

수자원공 사

공군 미 공군

사용 Band X C S C C S

탐지거리(km)

60/120 240/480 240/480 240/480 240/480 240/480

사용포멧 EEC

Binary EEC

BinaryIRIS

BinaryEEC

BinaryEEC

Binary

NEXRAD

Binary

사용소프트웨어 C, IDL EDGE IRIS EDGE EDGE NEXRA

D

공군

통일된 포멧과 분석 소프트웨어

레이더 관측 자료 가시화 제공

레이더 자료 응용 프로그램 활용

결 론

•연구용 기상 레이더의 연구기반 정착•정확한 관측을 위한 보정

•자료 처리 시스템 구축

•전문 운영 인력의 안정적 확보

•선진 기상 레이더 연구 기술의 단계적 소화•X-band, DPS 특성에 적합한 집중관측 및 결과 제시

•국내 공동연구를 통한 대외 경쟁력 강화

•단계적인 기기 - 기술 도입 및 소화 ( 저가형 레이더 등 )