Influence of Rain Gauge Density and Temporal Resolution on the Performance of Conditional Merging Method

Abstract

본 연구는 in-situ 강우자료와 레이더자료를 병합하는 조건부 합성(CM)기법의 성능 평가를 목표로 한다. 합성방법은 다음 단계를 통해 처리된다. (1) 정규 크리깅(OK) 기법은 관측소와 레이더 기반 크리깅 강우장을 얻기 위해 적용한다. (2) 보정 강우장은 원래 레이더 강우장에서 레이더기반 크리깅 강우장의 차로 계산한다. (3) 합성강우량은 관측소기반 크리깅 강우장에 보정 강우장을 더하여 도출한다. 분석결과는 CM기반 강우장이 조사된 모든 33개의 10분 강우장 중 22개 사례에 대해 관측소기반 강우장보다 더 정확한 것으로 나타났다. CM 방법과 관측소기반 OK기법의 상관계수는 각각 0.63과 0.83 그리고 0.01과 0.74 사이 값을 보인다. 두 방법의 성능은 관측소 밀도가 높고 시간해상도가 낮을수록 향상되었다. OK기법의 성능은 관측소 밀도에 더 민감하고, CM 기법의 성능은 시간해상도에 더 민감한 것으로 나타났다. 또한, 기존 관측소 밀도가 100 km2 당 1개 일 때, 관측소를 추가하면 두 방법의 성능이 크게 향상되었다. 관측소 증가에 의한 강우량 측정 개선 정도는 관측소 개수가 100 km2 당 4개 이상에 도달할 시 효과가 미미한 것으로 나타났다. This study aims to evaluate the performance of conditional merging (CM) technique to merge radar and in-situ rain gauge data. The merging method contains the following steps: (1) the ordinary kriging(OK) technique is applied to obtain the gauge-only and radar-only kriged rainfall fields; (2) the correction field is calculated by subtracting the radar-only kriged rainfall field from the original radar field; (3) the composite rainfall is derived by adding the correction field to the gauge-only kriged field. We investigated 33 10-min rainfall fields; there were 22 instances where the CM-based rainfall fields were more accurate than the gauge-only fields. The correlation coefficients of the CM and the gauge-only OK methods varied between 0.63 and 0.83, and 0.01 and 0.74 respectively. The performance of both methods improved with greater gauge density and coarser temporal resolution. Furthermore, the OK and CM techniques’performances were more sensitive to gauge density and temporal resolution respectively. We also found that the addition of gauge significantly improved the performance of both methods when the existing gauge density is approximately 1 gauge/100 km2. However, this effect is absent when the density reaches 4 gauges/100 km2.