기상분석 I (바람 분석)

바람과 생활

바람은 우리 생활에 다양한 영향을 미친다. 풍력 발전 같은 산업분야 뿐만 아니라, 항공기나 선박, 낚시 나 캠핑 같은 취미에 이르기까지 바람이 우리 생활에 미치는 영향은 크다. 이글은 누구나 생활하면서 느끼는 바람에 대한 느낌을 몇 가지 특성으로 가시화 시켜 본 글이다.

데이터 수집 및 처리

데이터는 기상청이 기상자료 개방 포털(https://data.kma.go.kr/cmmn/main.do)을 통해 제공하는 바람 데이터를 크롤링하였다. 2019년부터 2023년까지 5년 동안 매시간 수집된 바람 측정 데이터 20여만 건을 대상으로 하였다. 참고로 대상 지역은 내가 수행했던 프로젝트에서 지정되었던 지역(파주, 동두천, 철원, 인제, 속초)을 대상으로 하였고, 변수 타입 조정 등 필요한 전처리를 수행하였다.

풍속 분석

기상청에서 제공하는 풍속 데이터는 매시 정각 10분간 측정한 평균 풍속 데이터와, 동 시간대에 가장 강한 바람의 속도를 의미하는 순간최대 풍속 데이터를 제공하고 있다.

계절별로 풍속의 변화가 있을지, 지역별로 차이가 얼마나 있는지 알아보자.

예상한 대로 지역적으로는 속초가 모든 시기에 가장 바람이 강하다. 시기적으로는 겨울에서 봄으로 진행되면 바람이 강해지다가 4월에 가장 강하고 이후 점차 약화하여 여름인 7, 8월에 바람이 약해진다. 속초는 여름 이후 풍속이 강해지기 시작하며, 기타 지역들은 10월 이후에 바람이 강해지는 경향을 보인다.
2023년 초속 5m 이상되는 바람의 빈도를 바이올린 플롯으로 보면 속초 지역이 월등히 많음을 관찰할 수 있다.

순간적으로 강한 바람을 돌풍이라 하며 이를 측정한 데이터가 순간최대풍속이다. 순간최대풍속은 불규칙한 특성이 있다. 둘풍 풍 속 역시 봄이 시작되며 증가하는 경향을 보이고 여름에 떨어졌다가 다시 10월에 최저를 보인다. 특이하게 속초는 겨울과 봄의 돌풍 속도가 타지역보다는 차별화 되게 크지만, 계절간 변화는 크지 않은 특성을 보이며 7, 8월 돌풍의 속도는 타지역과 동일한 수준을 유지하는 것을 볼 수 있다. 2023년 초속 10m/s 이상 풍속 분포를 보면 속초 지역의 돌풍이 매우 강하고 빈번함을 알 수 있다.

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## `.groups` argument.

이번에는 풍속을 시간대별로 분석해 보자. 바람은 각 지역 공히 야간에 잠잠하다 아침 일출 이후 증가하기 시작하며, 12시부터 17시까지 강하게 유지되었다가 이후 다시 잠잠해지는 패턴을 보인다. 지역적 특성으로 인제지역은 야간이나 새벽 시간대에는 파주, 동두천, 철원 지역과 동일한 수준의 풍속을 보이다가, 8시 이후 급격하게 증가하며 한낮에는 속초와 비슷한 수준까지 올라갔다 다시 급격하게 하강하는 특성을 보인다.

풍향분석

사실 풍향은 풍속보다 더 예민하다. 본 분석에서 사용한 풍향 관련 데이터는 해당 지역의 기상 관측소에서 측정한 풍향 데이터에 근거한다. 풍향 데이터는 나의 직관과는 상당한 차이가 있었다.

속초를 제외한 지역의 풍향은 북풍이 지배적으로 많음을 알 수 있다. 속초는 서풍, 북서풍, 비율이 북풍보다 앞선다. 풍향과 관련된 그래프를 작성하며, 나의 직관과 상당한 차이가 있어 이해가 안 되는 부분이 많았다.

종합

풍향과 관련한 분석 결과가 직관과 차이가 커, 몇 번이나 데이터를 확인하였으나, 기상청 데이터에는 문제가 없어 보였다. 데이터와 직관 간의 차이가 있을 때 우리가 의존해야 하는 것은 데이터인것 같다. 마치 비행기 조종사가 계기와 자신의 감각 간의 충돌이 있을 때, 계기판을 믿고 비행해야 하는 것 처럼 말이다. 데이터 상으로 우리나라는 북풍이 앞도적으로 많다. 그래서 북한이 오물 풍선을 자주 날릴 수 있는것 같다.