WRF-Chem 모델을 활용하여 장마 기간 황해에서 발달하는 한랭운과 에어로졸 미세물리 과정 분석: 2017년 7월 15일 사례 (Cold Cloud Genesis and Microphysical Dynamics in the Yellow Sea using WRF-Chem Model: A Case Study of the July 15, 2017 Event)

서지정보

· 발행기관 : 한국지구과학회
· 수록지 정보 : 한국지구과학회지 / 44권 / 6호 / 578 ~ 593페이지
· 저자명 : 이범중, 조재희, 김학성

초록

2017년 7월 15일 서울과 수도권에 집중호우를 발생시킨 깊은 대류운과 강수 발달에 대한 종관 기상 메커니즘을 규명하고 중국 동부지역으로부터의 PM2.5 에어로졸의 간접효과를 WRF-Chem 실험을 통해 분석하였다. WRF-Chem모델에 에어로졸과 복사의 피드백, 구름 화학 과정, 습식 세정을 모두 포함한 ARI (Aerosol Radiation Interaction) 실험과 에어로졸과 복사의 피드백을 제외하고 구름 화학 과정, 습식 세정만을 포함한 ACR (Aerosol Cloud Radiationinteraction) 실험 결과의 차이로부터 PM2.5 에어로졸 간접효과를 산출하였다. 2017년 7월 15일 새벽에 황해와 한반도에서는 동아시아 대륙에서 저기압-북서 태평양의 고기압 분포로 인해 중국 남동 지역과 동중국해로부터 덥고 습한 기류가 수렴하고 있었다. 이러한 황해의 종관 기상에 의해 발달하는 대류운은 높이 12 km 이상이며 고체 수상체를 형성하고 있었는데, 이는 주로 대륙 위에서 발달하는 한랭운(많은 빙정을 형성하며 운정고도가 8 km 이상)의 특성을 나타내고있었다. 특히, WRF-Chem 모델 실험을 통해 중국 동부지역으로부터 확산하는 PM2.5 에어로졸이 구름물 형성에 5.7%,고체 수상체 형성에 10.4%, 그리고 액체 수상체 형성에 10.8%로 대류운이 한랭운으로 발달하는 데 기여하고 있었다.
본 연구는 황해 위에서 깊은 대류운이 발달하는 과정에 대한 기상적 메커니즘과 더불어 중국 동부지역으로부터 에어로졸에 의한 간접효과의 영향을 제시하였다.

영어초록

Intense convective activity and heavy precipitation inundated Seoul and its metropolitan area on July 15, 2017.
This study investigated the synoptic-scale meteorological drivers of cold cloud genesis of this event. The WRF-Chem(Weather Research and Forecasting model coupled with Chemistry) model was employed to explore the intricate interplaybetween meteorological factors and the indirect effects of PM2.5 aerosols originating from eastern China. The PM2.5aerosols’ indirect effect was quantified by contrasting outcomes between the comprehensive Aerosol Radiation Interactionexperiment (encompassing aerosol radiation feedback, cloud chemistry processes, and wet scavenging in the WRF-Chemmodel) and ACR (Aerosol Cloud Radiation interaction) experiment. The ACR experiment specifically excluded aerosolradiation feedback while incorporating only cloud chemistry processes and wet scavenging. Results indicated that in theearly hours of July 15, 2017, a convergence of warm, moisture-laden airflow originating from southeast China and theEast China Sea unfolded over the Yellow Sea. This convergence was driven by the juxtaposition of a low-pressure systemover the Chinese mainland and Northwest Pacific high. Notably, at approximately 12 km altitude, the resultant convectiveclouds were characterized by the presence of ice crystals, a hallmark of continental-origin cold clouds. The WRF-Chemmodel simulations elucidated the role of PM2.5 aerosols from eastern China, attributing 5.7, 10.4, and 10.8% to cloudwater, ice crystal column, and liquid water column formation, respectively, within the developing cold clouds. Thus, thisstudy presented a meteorological mechanism elucidating the formation of deep convective clouds over the Yellow Sea andthe indirect effects of PM2.5 aerosols originating from eastern China.

참고자료

· 없음