미기상학

부 호 ? 15

제1장 | 개 요

1.1 미기상학 ? 23
1.2 대기 규모 ? 27
1.3 대기경계층 ? 28
1.4 지표면 에너지균형 ? 31
1.4.1 지표면 순 복사 ? 33
1.4.2. 지중열플럭스와 지중열 저장 ? 38
1.4.3 난류플럭스 ? 42
1.5 물 균형방정식 ? 47

제2장 | 대기난류의 기본방정식
2.1 운동방정식 ? 49
2.1.1 Navier-Stokes 평균운동방정식 ? 49
2.1.2 난류운동방정식 ? 50
2.1.3 종결기법 ? 56
2.2 난류운동에너지 방정식 ? 60
2.3 플럭스-경도 상사 ? 62
2.3.1 중립 성층의 프로파일 방정식 ? 62
2.3.2 모닌?오부코프 상사이론 ? 68
2.3.3 보웬비 상사 ? 76
2.4 플럭스?분산 상사 ? 77
2.5 난류 스펙트럼 ? 80

제3장 | 지표 근처의 난류 특성
3.1 기저표면의 성질 ? 89
3.1.1 거칠기 ? 89
3.1.2 영면 변위 ? 95
3.1.3 식물 캐노피 내의 프로파일 ? 97
3.2 내부경계층 ? 100
3.2.1 정의 ? 100
3.2.2 실험에 의한 결과 ? 103
3.2.3 열적 내부경계층 ? 107
3.2.4 블렌딩 높이 개념 ? 108
3.2.5 내부경계층의 실용적 타당성 ? 108
3.3 장애물 ? 110
3.4 유효영향면적 ? 112
3.4.1 정의 ? 112
3.4.2 유효영향면적 모델 ? 113
3.4.3 유효영향면적 모델의 적용 ? 115
3.5 키가 큰 식생 ? 118
3.5.1 산림 내 기상 매개변수들의 특성 ? 118
3.5.2 반경도 플럭스 ? 120
3.5.3 거칠기 아층 ? 122
3.5.4 산림 내와 위의 난류구조 ? 123
3.5.5 혼합층의 유사성 ? 127
3.5.6 대기권과 식물 캐노피 사이의 결합 ? 128
3.6 안정층에서의 상태 ? 130
3.7 에너지 평형 종결 ? 133

제4장 | 에너지와 물질의 플럭스를 추정하는 실험 방법
4.1 에디-공분산법 ? 137
4.1.1 기본적인 관측 기술 ? 138
4.1.2 보정법 ? 141
4.1.3 품질보증 ? 152
4.1.4 갭 채우기 ? 155
4.1.5 종합 평가 ? 157
4.2 프로파일 방법 ? 158
4.2.1 총체접근법 ? 158
4.2.2 보웬비법 ? 161
4.2.3 수정 보웬비법 ? 164
4.2.4 추가적인 매개변수화 방법 ? 167
4.2.5 프로파일 계산 ? 169
4.2.6 품질보증 ? 171
4.2.7 멱 접근법 ? 173
4.3 플럭스 분산법 ? 175
4.4 축적법 ? 177
4.4.1 에디 축적법(EA) ? 177
4.4.2 완화 에디 축적법(REA) ? 177
4.4.3 분리형 에디-공분산법(DEC) ? 182
4.4.4 표면갱신법 ? 183
4.5 화학물질의 플럭스 ? 185

제5장 | 에너지와 물질 교환 모델링
5.1 에너지 평형법 ? 191
5.1.1 가능증발량의 결정 ? 192
5.1.2 실제증발량의 결정 ? 196
5.1.3 정규 날씨 관측으로부터의 결정 ? 199
5.2 유체역학적 다층모델 ? 201
5.3 저항 접근법 ? 203
5.4 수면의 모델링 ? 208
5.5 대규모 모델 내의 모델링 ? 209
5.6 큰 에디 모의 ? 212
5.7 면적 평균 ? 214
5.7.1 간단면적평균법 ? 215
5.7.2 복잡면적평균법 ? 216
5.7.3 모델결합 ? 218

제6장 | 관측기술
6.1 자료 수집 ? 220
6.1.1 디지털 자료 수집의 원리 ? 220
6.1.2 신호 샘플링 ? 222
6.1.3 전이함수 ? 225
6.1.4 관측시스템의 관성 ? 227
6.2 기상요소 관측 ? 230
6.2.1 복사관측 ? 231
6.2.2 바람 관측 ? 235
6.2.3 온도와 습도 관측 ? 242
6.2.4 강수관측 ? 251
6.2.5 원격탐사법 ? 253
6.2.6 기타 관측기술 ? 256
6.3 품질 보증 ? 262
6.3.1 품질관리 ? 263
6.3.2 측기들의 상호비교 ? 265

제7장 | 미기후학
7.1 기후학적 규모 ? 268
7.2 기후요소의 소규모 변화 ? 270
7.3 미기후 관련 순환 ? 271
7.3.1 해륙풍 순환 ? 271
7.3.2 산곡풍 순환 ? 271
7.4 국지 한랭공기 흐름 ? 272
7.5 미기후학 관측 ? 276

제8장 | 응용기상학
8.1 대기오염의 분포 ? 278
8.2 바람 에너지 사용의 기상조건 ? 281
8.3 대기권 내의 소리 전파 ? 283
8.4 인간생기상학 ? 285
8.5 응용기상학의 전망 ? 288

부 록
A1. 추가 문헌 ? 289
A2. SI 단위의 사용 ? 291
A3. 상수 및 주요 매개변수들 ? 292
A4. 추가 방정식 ? 295
A5. 실험의 전반적인 개요 ? 303
A6. 기상 관측소 ? 305
A7. 독일에서 사용되는 미기상학적 표준 ? 306
A8. 사용 가능한 Eddy-Covariance 소프트웨어 ? 308
A9. 용어 ? 309

참고문헌 ? 313
출처 등록 ? 351

토마스 포켄 Thomas Foken
1990년 Ph. D. 베를린 대학(독일)
현) Univerrsity of Bayreuth(독일) 명예교수
1949년 독일 동부 작센 주 츠비카우(Zwickau)에서 태어났다. 그는 베를린 대학교에서 기상학을 전공하였고 1978년 라이프치히대학교에서 Ph.D.를 받았다. 그의 연구 주제는 해양 미기상학이었다. 그는 두 번째 박사학위를 1990년에 베를린 대학교에서 받았다. 1981년부터 1997년까지, 그는 독일연방 기상청(1990년부터 독일기상청으로 명칭이 바뀜) 산하 포츠담 기상대와 린덴베르크 기상대의 연구소 책임자로서 활동하였다. 1997년에 이르러, 포켄 박사는 바이로스 대학교(University of Bayreuth) 미기상학 교수가 되었다. 그는 베를린, 포츠담, 바이로스에서 미기상학 과목을 가르쳤다. 그는 많은 과학 논문들을 발표하였고 또한 국내와 국제 야외실험과 연구 프로젝트에 참여하였다.
이 책은 단지 범위가 수 km 정도의 지역상공의 대기권 중에서 최하층인 100-1000 m 내에서 인간환경에 직접적으로 영향을 미치는 대기현상들에 초점을 맞추고 있다. 이 책은 독일어 판인 "응용기상학-미기상학적 방법" 2판을 영어로 번역한 것이다. 선택된 예들이긴 하지만 이 책에는 생물기상학, 농업기상학, 수문기상학, 기술기상학, 환경기상학, 생물지구과학과 같은 학문분야에 미기상학의 기본들이 적용된 내용들이 제시되고 있다. 이 책에서 논의된 중요한 이슈들은 대기권과 그 아래에 놓인 지표면 사이의 수송과정과 플럭스들이다. 식생으로 덮인 지표면과 이질 지표면들은 특별한 주제이다. 저자는 강의, 연구에 도움이 되는 실용적인 접근 뿐만 아니라 이론의 적용에 있어서 독립적으로 사용될 수 있는 모든 방법, 즉 이론, 관측기술, 실험방법, 모델들의 분야들을 망라하고 있다.