습구흑구온도(WBGT) 추정모델 정확도 및 활용가능성 평가

• 영문명: Evaluating the Accuracies of the WBGT Estimation Models and their Onsite Applicability in Korea
• 발행기관: 한국방재학회
• 저자명: 이지선(Lee, Ji-Sun) 김규랑(Kim, Kyu Rang) 조창범(Cho, Changbum) 강미선(Kang, Misun) 하종철(Ha, Jong-Chul) 김동수(Kim, Dong Su)
• 간행물 정보: 『2. 한국방재학회 논문집』 19권4호, 53~63쪽, 전체 11쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2019.08.30

국문 초록

본 연구에서는 국내외에서 개발된 습구흑구온도(WBGT) 추정모델들의 정확도와 민감도를 비교하고, WBGT 추정모델들이 한국의 기상관측지점뿐만 아니라 WBGT 활용 현장에도 적용 가능한지 평가했다. WBGT 추정에는 물리모델과 경험모델이 사용되었다. 물리모델은 선행연구에서 정확도가 높다고 알려진 Liljegren 모델을 이용하였고, 경험모델은 4가지 변수로 추정하는 한국 기상청 KMA2006과 일본 환경성 JME 모델, 2가지 변수로 추정하는 한국기상청 KMA2016과 호주기상청 ABM 모델을 적용하였다. ABM과 Liljegren 모델은 미국과 뉴질랜드에서 검증된 결과보다 RMSE가 약 1℃ 높게 모의되었다. 반면, KMA2006과 JME 모델은 RMSE가 0.45℃로 정확도가 가장 높았고, 기온과 상대습도만으로 추정하는 KMA2016 모델도 물리모델보다 모의성능이 우수했다(RMSE 1.06℃). 다만, KMA2016 모델은 최고기온이 발생하는 시간 이외에는 정확도가 감소하고, 군사훈련소 를 비롯한 중부지역은 잘 모의하지만 남부지역의 WBGT는 과소 모의하는 경향을 보였다. 따라서 일사량과 풍속이 관측되는 종관기상관측장비(ASOS) 지점은 KMA2006과 JME 모델이 최적의 모의성능을 제공할 수 있고, 기온과 상대습도만 관측되는 군부대, 학교, 산업현장 등 일상현장에는 KMA2016을 활용하면 ±0.6℃ 오차범위로 WBGT를 추정할 수 있을 것으로 예상된다.

영문 초록

This study compared the accuracy and sensitivity of the Wet-Bulb Globe Temperature (WBGT) models developed based on domestic and international studies. The applicability of these models to formal weather observatory and user-installed sites such as the military training centers in Korea were evaluated. For the WBGT estimation, a physical model and four empirical models were used. A Liljegren model, which is known to have high accuracy, was used as the physical model. The KMA2006, JME (four-variable), KMA2016, and ABM (two-variable) models were used as the empirical models. The root-mean-square errors (RMSE) of ABM and Liljegren models obtained in this study are approximately 1 ℃ higher than RMSE results in US and New Zealand. The KMA2006 and JME models demonstrated high accuracy at RMSE of 0.45 ℃. The KMA2016 model performed better in the simulation than the physical model (RMSE of 1.06 ℃) even though only two variables were used. In particular, the KMA2016 model demonstrated good performance in the central region of the Korean peninsula, including the military training centers (RMSE of 0.75 ℃). However, it was underestimated in the southern part of the peninsula. Its performance became worse except for the time occurring maximum temperature. Therefore, at the Automated Surface Observing System stations where solar radiation and wind speed data are available, the KMA2006 and JME models can outperform other models. In the military, school, and industrial sites where only air temperature and relative humidity are observed, we expect that the WBGT can be estimated within an error range of ±0.6 ℃ using the KMA2016 model.

목차

1. 서 론

2. WBGT 추정모델

3. WBGT 관측

4. 결 과

5. 요약 및 결론

키워드

WBGT Heat Stress Heat Health Warning System Thermal Index ISO 7243 습구흑구온도 열 스트레스 폭염 경보 시스템 폭염지수 ISO 7243