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육상 지표수모델 (LSM: land surface model) 구현: 지표수 모델(LSM)은 기상과 육상의 입력 자료들을 통해서 지구시스템에서 일어나는 물과 에너지의 흐름을 설명합니다.
본 연구에는 LIS에서 안정적으로 운영이 되는 Noah 모델 (Noah 3.5, Noah-MP), VIC, CLSMF2.5(NASA GSFC 개발)을 근본으로 ESM을 구현합니다. 각 LSM 마다의 토양수분을 설명하기 위한 지하면의 깊이와 두께에 대한 설정이 다르고, 태양 복사에너지로부터 육상 지표면에 전달하는 기본식들이 다양하기에 다양한 LSM을 이용하여 연구수행할 필요가 있습니다.
지표수 위성자료 자료동화 (DA): 인공위성 자료인 SWOT은 해양에서는 바닷물 높이의 값을(공간해상도 1km) 육상에서는 강이나 호수면의 높이 값을(공간해상도 50m) 제공합니다. 육상에서는 강에서 흐르는 물의 경사값을 주고, 호수나 저수지에서는 물보존량의 변화량을 산출합니다. ESM에서 수리모델 (routing) coupling 되면, SWOT 자료와의 DA을 통해서 매우 향상된 수리에 관련된 모델 출력값들이 산출될 수 있습니다.
ESM-Routing 모듈 구현: ESM에서는 수직적인 방향으로의 물과 에너지 성분의 움직임을 산출하는데 반해서, 지표수의 수평적인 방향으로의 움직임을 표현하는데 한계가 있습니다. 따라서, ESM에서 routing 모듈을 연계하여서 수리성분의 움직임을 연구할 필요가 있습니다. 특별히, 수재해에서 발생하는 지표수의 역학들을 분석하는데 있어서는 routing 모듈이 매우 중요합니다.
ESM-Forecasting 모듈 구현: 본 연구에서는 단기예측으로 3-6 개월의 예측자료를 제공하는 Goddard Earth Observing System (GEOS) forecast system 이용하여 ESM-forecasting모듈을 구축할 예정입니다. 뿐만 아니라, 단순히 과거 수십년간의 자료를 이용하여 단기 예측을 할 수 있는 ESP (ensemble streamflow prediction) forecast 방법도 사용하여, GEOS-5 기반의 예측과 비교 분석할 예정입니다.
ESM-DA 기반 자연재해 연구: 남한지역에서 ESM-DA 을 통하여 얻어지는 물과 에너지 성분의 결과값들을 이용하여 가뭄, 홍수, 범람, 연안침식에 관련된 자연재해를 감시하고 예측하려고 합니다. 다양한 성분들의 자연재해 지수들을 산출하고, 남한에서 일어나는 자연재해에 대해서 총체적으로 자연현상을 바라보는 시각에서 해석하려고 합니다.
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