Bathymetry around the Korean Peninsula and World Height System

해양조사원의 해도수심은 매 해도마다 다른 조석기준면 (Tidal Datum Plan) 높이를 근거하여 해도간의정합이 이루어지지 않아 우리나라 서해의 seamless한 수치해도를 통안 안전항해를 위해서는 상당한 경정작업이 이루어져야 한다. 그럼에도 불구하고 이점이 간과되고 있다. 공간적인 평균해면 (또는 국지평균해면)을기준한 광역의 digital 수심 DB(dataset)가 제안되고 또는 국지적인 정밀수심관측자료 및 위성자료에 의한 조간대 파악을 통한 전반적인 개선이 필요하나 해조원은 항만에의 항행안전만을 위한 해도의 정합되지 않은수심을 아직도 고집하고 있어 연안에서 떨어진 연안항행수로에서의 안전항행 및 수중함의 안전운용을 위한seamless한 디지털 수심의 필요성이 간과되고 있다.점이 간과되고 있다. 공간적인 평균해면 (또는 국지평균해면)을기준한 광역의 digital 수심 DB(dataset)가 제안되고 또는 국지적인 정밀수심관측자료 및 위성자료에 의한 조간대 파악을 통한 전반적인 개선이 필요하나 해조원은 항만에의 항행안전만을 위한 해도의 정합되지 않은수심을 아직도 고집하고 있어 연안에서 떨어진 연안항행수로에서의 안전항행 및 수중함의 안전운용을 위한seamless한 디지털 수심의 필요성이 간과되고 있다.2

Prediction of Typhoon-induced Storm Surge, Waves and Coastal Inundation in the Suyeong River Area, South Korea: A Case Study during Typhoon Chaba

Typhoon-induced storm surge and high waves caused coastal inundation and resulting coastal damages in the south-eastern coast of South Korea (the Republic of Korea), especially in the Suyeong River Area (SRA), Busan during typhoon Chaba (201618) which occurred early in October 2016. This study developed a prediction system based on weather and tide-surge-wave models to guide countermeasures against coastal inundation. The weather prediction model is named K-MPAS (KISTI - Model for Prediction Across Scales), and was optimized by KISTI to more accurately predict typhoons in the Western Pacific Ocean. The tide-surge-wave model ADCIRC+SWAN, a widely-used model, is based on a flexible unstructured grid with a more detailed grid for the region of interest (SRA). As a case study, the meteorological condition, storm-surge, and waves due to typhoon Chaba were predicted using this prediction system, and are presented and discussed in terms of the typhoon track, surface pressure, wind, storm-surge, waves, and resultant coastal inundation in the SRA. The model results were in good agreement with observations, thus this prediction system can provide a reliable service for coastal disaster management

Performance of K-MPAS on Typhoon Track Prediction with Variable Resolution Grids Focusing on Western Pacific Basin

Objectives : We aim to generate accurate typhoon track prediction in order to provide essential information for theDecision Making Support System(DMSS) of natural disasters that has been developed at KISTI(K-DMSS) inorder to help avoid serious damage of human lives and properties.Methods : The Next generation weather/climate model MPAS(Model for Prediction Across Scales) has been selectedfor the typhoon track prediction of K-DMSS, a global atmospheric model recently developed by NCAR(US NationalCenter for Atmospheric Research) under a collaborative research project with KISTI. Defining features ofMPAS enable us to run the global to regional weather prediction in a computationally efficient way with better accuracythan other global NWP models. The version of MPAS optimized especially for typhoon track forecasting, referredto as K-MPAS, has been developed through a KISTI-NCAR collaborative research project.Results : Verification of K-MPAS typhoon track prediction for the cases that occurred in both 2015 and 2016 showsthat K-MPAS has been sufficiently advanced to produce comparable or even better results than other operationalNWP models, in terms of typhoon track prediction.Conclusion : As a result of a two year verification of the typhoon track prediction, we conclude that K-MPAS is awell-qualified prediction system to provide excellent typhoon track prediction of K-DMSS responding to natural disasters.We plan to advance K-MPAS further with GPU acceleration and a data assimilation system, which we expectto help generate more accurate prediction with less computing time

Wave Observation Infrastructures in Korea

2000년 초반까지의 한국해안의 해파관측연혁은 이미 2004년 국제워크샵 (Wave, Tide Observations andModeling in the Asian-Pacific Region)에서 보고된 바 있다. 이 보고에는 당시 러시아의 해파전문가인Lavrenv교수가 기상청 부이자료 분석결과를 포함하였는데 H1/10과 H1/3의 관계가 전혀 현실적이 아님을 지적하였는데 이 잘못된 결과를 한국해안의 이상고파로서 보고한 논문까지도 있다. 부표식 wave rider 관측이 해양연구소에서 수행되었지만 잦은 고장으로 신뢰성 있는 악기상 관측자료를 확보하지 못했었다. 현재 해안파고의 관측은 기상청이 동해안에 radar식 파고계(Mirros사 제작)를 설치운용하나 이 간접적 해파자료는 제공되고 있지 않다. 기 십억이 투여된 울릉도에 설치된 음파파고계 (수상) 및 해저케이블에 연결된 수압계의 운용현황역시 외부에 전혀 보고되고 있지 않다. 현단계에서 우선 이용가능한 자료를 전부 수집하여 DVD로 제작하였다. 해안공학연구 및 해안구조물 설계에 필수적인 관측이 현재에 실종된 상태이다.하였는데 H1/10과 H1/3의 관계가 전혀 현실적이 아님을 지적하였는데 이 잘못된 결과를 한국해안의 이상고파로서 보고한 논문까지도 있다. 부표식 wave rider 관측이 해양연구소에서 수행되었지만 잦은 고장으로 신뢰성 있는 악기상 관측자료를 확보하지 못했었다. 현재 해안파고의 관측은 기상청이 동해안에 radar식 파고계(Mirros사 제작)를 설치운용하나 이 간접적 해파자료는 제공되고 있지 않다. 기 십억이 투여된 울릉도에 설치된 음파파고계 (수상) 및 해저케이블에 연결된 수압계의 운용현황역시 외부에 전혀 보고되고 있지 않다. 현단계에서 우선 이용가능한 자료를 전부 수집하여 DVD로 제작하였다. 해안공학연구 및 해안구조물 설계에 필수적인 관측이 현재에 실종된 상태이다.2

Integral Tide-Surge-Wave Model of the Yellow Sea for Integral Tide-Surge-Wave Model of the Yellow Sea for

Numerical simulations of tide and tidal current for the effect of the new port on Saemangeum area were carried outbased on finely resolved meshes and integral tide-surge-wave model of the whole Yellow Sea and also for a compactmodel optimized for the field operation. The resulting modelling system can be used for hindcasting (prediction) thetide-surge-wave coupled environments at complex coastline, shallow water and fine-grained sediment area like areasaround Korean Peninsula. We investigated and discussed the changes of tidal residual current, maximum bottomshear stress and tidal energy dissipation due to the new port for Saemangeum area where the construction of newlarge port is being built

Sea state simulation during Tsushima Battle

1905년 5월 27일에서 28일 대한해협의 북서측에 러시아의 발틱함대와 일본의 동향평팔랑(도고 헤이하치로)제독의 함대가 벌린 해전 기간의 해황시뮬레이션을 3차원 역학수치모델(MOHID)를 이용하여 해황을 재현하였다. 전회에 개발하였던 비교적 간단한 표류추적 모형(조석+풍성류+대한해협의 해류)은 제한적인 상황에서 간단히 적용이 가능하나, 3차원 역학수치모델은 MyOcean(http://myocean.eu) 재분석 자료를 10년 평균한 월평균 자료를 경계로 하고 실시간 조석을 함께 계산하여 당시 상황에서의 해류를 재현하여 당시 해전상황과 비교하였다.당시 러시아는 태평양에서의 해상주도권을 잡기위해 발트 함대를 유럽에서 블라디보스톡으로 파견하였으며, 쓰시마해협에서 먼 여정으로 인해 피로가 극에 달한 러시아 함대를 맞아일본이 승리하였다. 이 승리로 인해 일본은 포츠머스 조약을 체결할 시 매우 유리한 입장을차지할 수 있었다. 이 해전의 상세한 기록은 시바료타로의 “언덕위의 구름”, 1969년의 도시로미후네가 도고 제독으로 나오는 일본영화에 상세하게 소개되고 또한 영국의 전쟁박물관에도당시 해전의 상황이 잘 전시되어 있다.표류추적 모형(조석+풍성류+대한해협의 해류)은 제한적인 상황에서 간단히 적용이 가능하나, 3차원 역학수치모델은 MyOcean(http://myocean.eu) 재분석 자료를 10년 평균한 월평균 자료를 경계로 하고 실시간 조석을 함께 계산하여 당시 상황에서의 해류를 재현하여 당시 해전상황과 비교하였다.당시 러시아는 태평양에서의 해상주도권을 잡기위해 발트 함대를 유럽에서 블라디보스톡으로 파견하였으며, 쓰시마해협에서 먼 여정으로 인해 피로가 극에 달한 러시아 함대를 맞아일본이 승리하였다. 이 승리로 인해 일본은 포츠머스 조약을 체결할 시 매우 유리한 입장을차지할 수 있었다. 이 해전의 상세한 기록은 시바료타로의 “언덕위의 구름”, 1969년의 도시로미후네가 도고 제독으로 나오는 일본영화에 상세하게 소개되고 또한 영국의 전쟁박물관에도당시 해전의 상황이 잘 전시되어 있다.2

Sea Level Observation Infrastructures in Korea

20세기 초반에 수준망형성을 위해 시작한 검조활동 그리고 1960년 전후를 통해 시작된 남한의 검조활동이 지금까지 전개되고 있다. 1980년 초반에 검조소의 mean well sounding test(Van de Casteele diagram작성에 의한 검조체계성는평가)가 한번 이루어진 후 관측조위시계열에 대한 검토와 편집활동은 극히 제한적이었다. 첫째 검조소 기준면변화가 PSMSL에 누락되어 보고되지 않아 수정된 RLR자료 역시 일관적인 자료를제공하지 못하고 있다. 둘째, 표준시의 변화(1960년초반)에 따른 시계열자료의 정비(편집)를 수행하지 않았다.셋째, 국가기록원과 해조원에 보관된 관측자료의 1분자료로서의 digitizing으로 raw data DB를 형성하였으나시간오차, 기준면오차 등은 그대로 보정, 편집이 되지 않았다. 넷째, 해안을 따르는 단기적인 조석기준점(Tidal BM)과 장기자료와의 철저한 상관성이 검토되지 않아서 sea slope dynamic에 대한 통찰력은 부여치못하고 있다. 다섯째는 검조자료의 분석과 위성고도계자료의 복합적인 활용이 시도되지 못하고 있다. 여섯째,단기 악기상에 의한 해면변화 자료(폭풍해일자료)가 공급되지 못하고 있다.진 후 관측조위시계열에 대한 검토와 편집활동은 극히 제한적이었다. 첫째 검조소 기준면변화가 PSMSL에 누락되어 보고되지 않아 수정된 RLR자료 역시 일관적인 자료를제공하지 못하고 있다. 둘째, 표준시의 변화(1960년초반)에 따른 시계열자료의 정비(편집)를 수행하지 않았다.셋째, 국가기록원과 해조원에 보관된 관측자료의 1분자료로서의 digitizing으로 raw data DB를 형성하였으나시간오차, 기준면오차 등은 그대로 보정, 편집이 되지 않았다. 넷째, 해안을 따르는 단기적인 조석기준점(Tidal BM)과 장기자료와의 철저한 상관성이 검토되지 않아서 sea slope dynamic에 대한 통찰력은 부여치못하고 있다. 다섯째는 검조자료의 분석과 위성고도계자료의 복합적인 활용이 시도되지 못하고 있다. 여섯째,단기 악기상에 의한 해면변화 자료(폭풍해일자료)가 공급되지 못하고 있다.2

Tides in the East Asian Marginal Seas (Chapter 8. Rivisit Tidal Simulation of 1592 Hansan Naval Battle)

TRUETRU

Simulation of Typhoon Bolaven using Integrally Coupled Tide-Surge-Wave Models based on locally Enhanced Fine-Mesh Unstructured Grid System

The integrally coupled wave-tide-surge models based on hydrodynamic and spectral wave models with anunstructured mesh system were tested in the typhoon Bolaven, which hit the Korean Peninsula in 2012 and causedthe deaths of 19 victims. The identical and homogeneous mesh allows the physics of wave-circulation interactions tobe correctly resolved in both models. The unstructured mesh can be applied to a large domain allowing all energyfrom deep to shallow waters to be seamlessly followed. The model results were compared with the observations, andthe model performance was evaluated. The results show that it is important to incorporate the wave-currentinteraction effect into coastal areas in the wave-tide-surge coupled model. The model should consider effects ofdepth-induced wave breaking, wind field, currents and sea surface elevation in the prediction of waves. The resultingmodeling system can be used for hindcasting (prediction) and forecasting the wave-tide-surge coupled environmentsat complex coastlines, shallow water and fine sediment areas, such as around the Korean Peninsula

Modelling of Storm-induced Seawater Flooding in the Suyeong River Area, South Korea: A Case Study due to the Storm Surge and Waves during Typhoon Sanba

The Suyeong River Area (SRA), located in Busan, a major city on the southeastern coast of South Korea, is frequently damaged by storm-induced seawater flooding. One of the main reasons for seawater flooding is the propagation of storm surges and wind waves through the Suyeong River in the SRA. In this study, a series of prediction systems of storm tides, surges, waves and resultant seawater flooding for the SRA based on unstructured meshes with a high resolution of approximately 10 m covering the entire flood plain and a HPC-based parallel tide-surge-wave model were developed. Meteorological forcing variables such as wind and air pressure calculated by the parametric tropical cyclone model based on typhoon information were used in the storm-surge and wave models. The modeled meteorological data were in good agreement with observations of both the wind and air pressure. The simulated surge heights and wave properties showed good agreement with the observations as well. Waves reached the mid-stream area of the SRA, likely affecting the duration of seawater flooding. The prediction system in this study can reasonably simulate tide-surge-wave and resultant seawater flooding (coastal inundation) during extreme conditions, e.g., storms in the SRA of Busan, South Korea