목차

레윈존데 데이터

1. 관측장비소개

1.1. 정의

레윈존데 관측은전 세계적으로 가장 널리 사용되는 고층기상관측 방법입니다. 라디오존데 관측과 같이 라디오존데를 기구에 매달아 비양시키고, 이 라디오존데는 상승하면서 일정한 시간 간격으로 기압(또는 고도), 기온, 상대습도(또는 이슬점온도)를 관측합니다. 이 관측 자료는 라디오존데의 무선송수신장치에 의해 지상으로 전송되고, 지상수신장치에서 수신 처리되어 고도별 기압(또는 고도), 기온, 상대습도(또는 이슬점온도) 등을 산출합니다.

※ 라디오존데: 관측센서를 탑재하여 고층 대기 상태를 관측하고 무선송수신장치를 이용하여 무선 신호를 수신하고 관측 자료를 지상으로 송신하는 기상측기를 말함

1.2. 구성

레윈존데 비행렬은 4가지 요소로 구성됩니다.

2. 관측환경

레윈존데 관측소는 가능한 다음과 같은 입지 조건을 갖춘 장소로 선정합니다.

3. 관측센서

3.1. 라디오 존데

3.1.1. 기압센서

기압은 보통 라디오존데에 탑재된 실리콘 기압센서로 측정합니다. 실리콘 기압센서는 온도 의존성이 적으며, 교정 후에 안정성이 높고, 수송이나 취급할때 기계적 충격에 강합니다. 이 기압센서는 실리콘으로 형성된 진공 챔버와 유리층으로 형성된 외부 기압 챔버로 구성되어 있습니다. 2개의 챔버 사이에는 얇은 실리콘 각막이 있으며, 진공 챔버는 기준 챔버의 기능을 합니다. 외부 기압 챔버는 대기압의 영향을 받아 대기압이 변하면 실리콘 각막의 위치가 변하고, 이 변화를 상부 전극과 하부 전극 간의 정전용량 변화로 검출하여 기압을 측정합니다.

3.1.2. 기온센서

라디오존데의 기온센서로는 공기 중으로 돌출된 닻가지(arm)의 끝 부분에 있는 서미스터 기온센서나 백금저항 기온센서가 사용됩니다. 서미스터 기온센서는 망간, 니켈, 코발트, 철, 크롬 등을 소결(燒結)1)한 서미스터 소자와 이것에 연결된 리드선이 유리 속에 들어 있습니다. 서미스터 소자는 작고 가벼우며 응답 속도가 빠르고 온도 변화에 따른 저항 변화가 매우 큽니다. 외부에 노출되어 태양 복사나 장파 복사의 영향을 받으며, 이를 줄이기 위하여 전체적으로 알루미늄 증착(蒸着)2) 가공을 실시합니다. 이 센서는 시간상수가 작고 기구 상승에 따른 맞바람을 받고 있기 때문에 태양 복사가 없는 경우에는 주위 공기의 온도와 열적으로 충분한 평형상태에 있는 것으로 간주하여 센서의 온도를 그대로 기온으로 측정합니다.

그러나 주간에 태양 복사가 있는 경우에는 태양 복사에 의한 가열량을 보정합니다. 백금저항 기온센서는 그림 2.3과 같이 유리와 세라믹 절연체를 사이에 끼운 2개의 얇은 백금선으로 구성되어 있다. 유리와 세라믹 절연체의 유전율은 온도에 따라 변하고, 이 변화를 백금선 사이의 정전용량 변화로서 검출하여 기온을 측정합니다. 태양복사에 의해 기온이 다르게 측정되는 것을 방지하기 위하여 센서는 고반사 알루미늄 박막으로 코팅되어 있으며, 응답시간을 짧게하기 위하여 미세한 구조로 되어 있습니다.

3.1.3. 습도센서

라디오존데의 습도센서로는 정전용량식이 사용되며, 보통 기온센서와 함께 닻가지에 설치되어 있습니다. 이 센서는 유리판 위에 있는 금속층의 하부 전극과 수증기가 통과할 수 있는 박막의 상부 전극 사이에 고분자 감습막이 설치되어 있고, 주위 공기의 습도에 따라 두 장의 전극 사이에 낀 고분자막의 유전율이 변하고 정전용량이 변하는 것으로 습도를 측정합니다. 이 센서는 열용량, 지연, 히스테리시스 등이 작아서 시간 상수가 작고 재현성이 좋은 것이 특징입니다. 태양 복사나 장파 복사에 의한 영향과 물방울 침입을 막기 위하여 알루미늄 캡을 피복하여 사용합니다. 일반적으로 습도센서에는 온도 의존성이 있으며, 저온으로 갈수록 지연이 커집니다.

3.1.4. 지오포텐셜고도

특이고도나 표준등압면에서의 지오포텐셜고도는 측고방정식에 각 고도의 기압, 기온, 습도를 대입하여 기층의 두께를 산출한 후에, 그 관측소의 해발고도에 기층의 두께를 순서대로 더하여 산출합니다. GPS 라디오존데의 경우에는 GPS 신호를 해독하여 고도를 관측합니다.

3.1.5. 바람

대기 중으로 상승하는 라디오존데는 주위 바람에 의해 수평으로 흘러간다고 가정하고, 어떤 시간 동안에 라디오존데가 이동한 거리를 그 시간으로 나눈 값을 이 기층의 풍속으로, 흘러간 방향의 반대 방향을 풍향으로 산출합니다. 이때, 라디오존데의 이동 방향과 거리는 이동 전후의 위치 차이로부터 산출하며, 라디오존데의 고도는 기압, 기온, 습도 관측자료를 측고방정식에 대입하여 산출된 지오포텐셜고도나 GPS신호로부터 계산된 고도를 사용합니다.

3.2. 지상수신장치

3.2.1. 관측방법

3.3. 비양기구(풍선)

3.4. 비양기구(낙하산)

규격
구분 규격
고층기상관측소용(백령도, 강원청, 흑산도, 태풍센터) 고층기후관측소용(포항기상대)
관측 환경 기압 : 1,050hPa~10hPa,
기온 : +60℃ ~ -90℃,
습도 : 100% ~ 1% 		기압 : 1,050hPa~10hPa,
기온 : +60℃ ~ -90℃,
습도 : 100% ~ 1%
재질 고품질 천연고무 또는 폴리프로필렌의 합성고무 고품질 천연고무 또는 폴리프로필렌의 합성고무
목 길이 10cm ~ 20cm 10cm ~ 20cm
평균상승속도 300 m/min ~ 360 m/min 300 m/min ~ 360 m/min
필수도달고도 100 hPa 고도(약 16 km) 30hPa 고도(약 25km)
최대도달고도 30 hPa 고도(약 25 km) 10hPa 고도(약 30km)

3.2. 얼레

4. 관측지점

레원존데 관측망
장비명지 점 명
레윈존데(7개소)- 자동발사장치 -포항, 국가태풍센터, 백령도, 흑산도, 북강릉, 창원, 제2해양기지(덕적도) / 공군 2개소 운영(오산, 광주)

※ 포항기상관측소는 2004년 6월 28일 세계고층기후관측소(Global Climate Observing System Upper-Air Network : GUAN)로 지정 운영

레원존대 관측망

5. 생산

5.1. 라디오존데의 관측센서

  1. 라디오존데의 관측센서는 날려보내기 전 지상점검에서 지상점검장치 또는 지상기상관측장비의 관측값과 비교하여 다음과 같은 편차를 만족시켜야 합니다
    • 기압: ±3 hPa 이내
    • 기온: ±1 ℃ 이내
    • 습도: ±4 % 이내
관측센서별 규격
관측센서규격
기압 센서◦ 측정범위: 1050 hPa ～ 5 hPa
◦ 분해능: 0.1 hPa 이하
◦ 불확도
- 지상 ～ 16 km: 1 hPa
- 16 km 초과: 0.6 hPa
◦ 측정주기: 1 Hz 이하
기온 센서◦ 측정범위: 50 ℃ ～ -90 ℃
◦ 분해능: 0.1 ℃ 이하
◦ 불확도
- 지상 ～ 16 km: 0.4 ℃
- 16 km 초과: 0.8 ℃
◦ 측정주기: 1 Hz 이하
습도 센서◦ 측정범위: 상대습도 100 % ～ 1 %
◦ 분해능: 1 % 이하
◦ 불확도
- 지상 ～ 12 km: 상대습도 6 %
- 12 km 초과 ～ 17 km: 상대습도 10 %
◦ 측정주기: 1 Hz 이하

6.2.레윈존데 관측장비의 바람 관측

  1. 바람은 LORAN-C 방식이나 GPS 방식으로 관측하여야 합니다.
규격
관측요소 규격
풍향 ◦ 측정범위: 0° ～ 360°
◦ 분해능: 5° 이하
◦ 불확도 - 10 m/s 이하: 5° - 10 m/s 초과: 2°
◦ 측정주기: 1 Hz 이하
풍속 ◦ 측정범위: 0 m/s ～ 200 m/s
◦ 분해능: 0.5 m/s 이하
◦ 불확도: 1 m/s
◦ 측정주기: 1 Hz 이하

6. 검색 및 획득

6.1. 검색·획득 – 기상자료개방포털​

6.1.1. 자료 접근

6.1.2. 자료 검색

6.2. 검색·획득 - 기상청 API허브​

6.2.1. 자료 접근

6.2.2. 자료 획득