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기상기후분야

디지털 대전환 시대 국가 과학기술혁신을 위한 초고성능 국가 데이터 네트워크, KREONET

WEATHER / CLIMATE

원격 의료교육은 지방과 수도권의 우수한 의료진의 공평한 교육과 인적교류를 달성하고 다자간 참여가 가능한 원격컨퍼런스에는 멀티캐스트 등의 멀티미디어 공유형 기술이 요구됩니다.

KREONET과 GLORIAD를 통한 국내 기상청과 국제 협력 기관 간 기후 정보와 데이터의 교류는 기상과 기후 연구분야의 빠른 발전과 대국민 예보 서비스의 정확성을 향상시키고 있습니다.

  • 국내외 협업기관

    기상청, 해양과학기술원

    • 170

      전송량(일간)GB

      5

      전송량(월간)TB

      60

      전송량(연간)TB

    • 5

      참여연구원

    • 1

      SCIE논문

    연구 목적/내용

    • 대기 및 해양확산모델 정밀도 확보
    • 국내외 기상/해류 자료 수집 및 해류모델 적용
    • 대기 및 해양확산 모델 신뢰도 증가를 위한 자료 동화 기법 고도화
    • 앙상블 모듈을 위한 대기 및 해양확산모델 구축
    • 확산모델 결과 앙상블 가중치 평가
    • 초기 및 중장기 대응을 위한 통합 방사선환경방호시스템 구축 및 실시간 운영

    연구망 활용

    • 기상청 실시간 수치예보자료 수신
    • 해양과학기술원 해양예보자료 수신
    • 첨단연구망을 이용해 일 평균 140~170GB 데이터 수신

    연구망 활용 성과

    • 기존 80% 정도의 데이터 수신률로부터, 첨단망을 활용하여 98~99% 수준의 안정적인 데이터 수신률 달성
    • 연구망을 활용해 수신한 기상예보자료를 이용한 실시간 방사선환경방호 시스템 운영 및 장기 모의실험 연구 수행
    • 방사선방호시스템 및 청정시험시설 운영 과제 유발
    • 현업 방사선환경방호시스템의 운영을 통한 방사선 사고 시 즉각적인 방사성 오염 물질의 환경영향 평가
    • 장기 환경자료를 이용한 장기 방사성 오염물질의 인체영향 평가
    • 장기 기상예보자료를 이용한 한반도 주변 화산의 가상분화에 대한 장기 모의실험 수행
    • 육상 및 해저바닥 핵종 이동 모듈 신뢰도 향상
    현업 방사선환경방호시스템 RAPS-K 메인화면
    실시간 방사선환경방호시스템 계산용 초고속 병렬 클러스터
  • 국내외 협업기관

    기상청

    • 20

      전송량(일간)GB

      600

      전송량(월간)GB

      7.2

      전송량(연간)TB

    • 6

      참여연구원

    • 2

      SCIE논문

    연구 목적/내용

    • 국정과제 56-4: 재난 예〮경보 시스템 구축 수행
    • 너울성 파랑 예측시스템 현업지원을 위한 운용기술 및 체계 확보
    • 의사결정지원을 위한 너울성 파랑 위험판단기준 확대 적용 및 대응(안) 마련
    • 너울성 파랑 예측 시범지역 12개소 시범운용

    연구망 활용

    • 국립재난안전연구원-기상청간 대용량 수치예보모델 산출자료 실시간 수신
    • 대용량 데이터 실시간 고속전송 기반 구축
    • 국정과제 수행을 위한 실시간 데이터 전송기반 실시간 시뮬레이션 체계구축
    • 월파 관측장비 구축 및 영상자료 실시간 수신(속초, 울진, 울산, 강릉, 삼척, 포항)

    연구망 활용 성과

    • 실시간으로 안정적인 데이터 수신이 가능해지며 연간 약 6,000만원의 회선 비용 절감효과
    • 실시간 연안재난 위험예측 시스템 구축을 통한 신속한 의사결정지원 시스템 구축
    • 연안재난(폭풍해일, 지진해일, 너울성 파랑) 실시간 위험예측 및 재현성 확보
    • 기상청 산출자료 실시간 연계를 통한 실시간 수치모델링 계산효율 향상
    • 20 ~21년 발생 태풍에 대한 폭풍해일고 의사결정 지원
    • 국정과제 56-4 재난·예경보 시스템구축 과제 수행을 위한 기상청 실시간 데이터 수신
    • 너울성 파랑 예측시범지역 12개소에 대한 수치예측모형 확대적용
    • 기상청 산출자료 실시간 연계를 통한 실시간 수치모델링 계산효율 향상
    너울성 파랑 예측기술 개발
    너울성 파랑예측을 위한 계산격자망 최신화
    월파관련 관측장비 설치현황
  • 국내외 협업기관

    기상청

    • 200

      전송량(일간)GB

    • 29

      참여연구원

    연구 목적/내용

    • 취약계층을 위한 재난방송 수어방송 체계 구축
    • 다양한 재난에 대비한 재난안전 콘텐츠 제작
    • 지리정보 융합 재난그래픽 시스템 구축
    • 재난미디어 활용 체계 강화
    • 재난 CCTV 개방 활용

    연구망 활용

    • 기상청 수신 대용량 정보 수신
    • 슈퍼컴 모델 예측 자료(GRIB) 수신
    • 천리안 위성영상, 레이더 영상 등 수신

    연구망 활용 성과

    • 기상위성 천리안2호 활용에 따라 위성영상 규모가 커졌으나 첨단망을 활용하여 지연없이 방송
    • 재난방송 주관방송사로서 독보적인 재난방송 체계 운영
    • 대용량 기상청 자료를 수신, 가공 처리해 정확하고 신속한 재난 콘텐츠를 만들어내고 재난미디어에 활용
    • 재난방송 생방송에 즉각 활용 가능한 미디어 콘텐츠 생산
    • 정확하고 신속한 재난정보를 제공해 국민의 생명과 재산 보호에 기여
    • 국가 기간 방송사로서 대외 신뢰도 제고
    • 재난방송 주관방송사의 재난미디어 시스템 운영을 위한 기본 인프라 역할 수행
    • 기상청 슈퍼컴과 위성/레이더 자료 활용 극대화
    재난 컨텐츠 기상 레이더 영상
    재난 컨텐츠 천리안 위성 영상
    모의훈련용 인공지능 기술 적용 지진재난방송
  • 국내외 협업기관

    한국해양연구원, 해양경찰청, 한국해양조사원 등 12개 기관

    미국환경위성정보센터, NASA 등 7개 기관

    • 8.91

      전송량(일간)GB

      267.34

      전송량(월간)GB

      3.21

      전송량(연간)TB

    • 436

      참여연구원

    연구 목적/내용

    • 국내외 관련기관 기상자료 활용체계 기반 구축
    • 고품질 대용량 기상자료 교환
    • 기상청 종합기상정보시스템 및 슈퍼컴퓨터 수집처리자료 교환 체계 구축

    연구망 활용

    • 국내 유관기관들과의 기상관측자료 교환
    • 국외 기상관련 기관들과의 기상관측자료 송수신

    연구망 활용 성과

    • ScienceDMZ 인프라 서비스를 활용한 대용량 기상관측자료 교환시간 단축
    • 국내외 30여개 기상관련 기관 간 기상관측자료 공동활용을 통해 전세계 기상예보 정확도 및 효율성 극대화
    • 일반 통신망 구축대비 관제 인력 및 고가의 전용 회선료 비용 감소 및 예산 절감효과
    • 기상청 – 공군기상단 간 첨단연구망 ScienceDMZ 구성으로 자료 실질 전송속도 약 5.2배 향상
    위성 기상산출물
    위성 활용 기술
  • 국내외 협업기관

    기상청 슈퍼컴퓨터센터, 국토연구원 등 30여개 기관

    NASA, 호주 기상청, 일본 기상청 등 20여개 기관

    • 900

      전송량(연간)TB

    • 59

      참여연구원

    • 19

      SCIE논문

    연구 목적/내용

    • 아태지역 실시간 고품질 기후예측 시스템 운영 및 기술개발
    • 기후예측 생산 제공 시스템 운영 및 개선
    • APCC 기후예측시스템 운영 및 개선
    • APCC 기후정보서비스 개선 및 통합개발
    • 아태지역 기후변동 감시분석 및 활용체계구축
    • 기후감시 및 분석체계 구축을 통한 이상기후 대응 역량강화
    • 다중모델 앙상블 기반 기후예측 기술 고도화

    연구망 활용

    • ScienceDMZ 기반의 첨단망을 통한 결과자료의 고속전송
    • 일간 평균 8.5TB 국가기상슈퍼컴퓨터센터 결과자료 전송

    연구망 활용 성과

    • ScienceDMZ 연구망을 활용한 결과자료 고속 수신으로 연구 효율성 증대
    • 전 세계 장기기후예측자료 서비스 안정성 강화
    • 실시간 다중모델 앙상블 예측기술 개발 및 핵심 계절예측 정보제공 기관 역할 수행
    • 현업 및 연구기관 참여 모델의 예측성 향상 및 개선 피드백 제공
    • APCC 계절 및 계절내 예측성 향상 기여와 신뢰도 높은 예측자료 제공
    • 기상청 슈퍼컴퓨터 활용성 극대화 기여
    • 다중모델 앙상블 자료 생산을 위한 참여모델 자료의 안정적인 자료수신을 위한 인프라 네트워크 환경 제공
    • BSISO 예보 참여모델 자료의 안정적인 수신을 위한 네트워크 환경 제공
    • APCC MME 현업자료의 차질없는 정기적인 생산 기여
    • CORDEX-EA Phase 1 자료센터의 안정적인 운영
    • CORDEX-EA Phase II 기반 ESGF 데이터노드 국내최초 운영
    • ESGF 연간 서비스 가동시간 90% 이상 달성 기여
    • 국내외 학술발표 및 행사진행을 위한 네트워크 서비스 지원
    상세기작 유사성 예측기법 적용예
  • 국내외 협업기관

    기상청, KISTI

    ECMWF

    • 150

      전송량(연간)TB

    • 5

      참여연구원

    • 1

      SCIE논문

    연구 목적/내용

    • AlphaMet을 이용하여 미관측 지점에 대한 고해상도(~1km) 강수 기후값 복원
    • 미관측 지점에 대한 복원된 강수 기후값과 당해 연도 관측복원강수량을 이용하여 가뭄상황 분석 체계 구축
    • 기상청 예측 자료와 AlphaMet을 이용하여 미관측 지점에 대한 미래 가뭄상황 감시 시스템 개발

    연구망 활용

    • 관측자료 및 재분석자료 상시 수신
    • 기상청과의 초고속 자료 전송

    연구망 활용 성과

    • KREONET 망을 이용한 ScienceDMZ 구축으로 데이터 전송 속도 증가(8배 이상)
    • 관측자료 및 재분석자료 상시 수신으로 고해상도 복원자료 실시간 분석 가능
    • 기상청 슈퍼컴 4호기와의 KREONET을 이용한 자료전송으로 결과 분석 용이성 달성
    • ECMWF 초기장 자료를 수신 가능해짐에 따라 전지구 기상 모델 수행
    • 기상청 슈퍼컴퓨터 4호기와 부경대학교 슈퍼컴퓨터센터간 ScienceDMZ를 구축하여 전송 효율 극대화
    • 국가 R&D 과제 수행을 통한 국가적 기여
    • 계절예보 수행결과 기상청 기후예측전문가단 회의 발표
    • 첨단망을 활용한 다수의 연구과제 수행
    고해상도 가뭄상황 감시시스템
    계절예보 기상청 기후예측 전문가단 발표
  • 국내외 협업기관

    기상청, KISTI

    • 150

      전송량(월간)TB

    • 2

      참여연구원

    • 1

      SCIE논문

    연구 목적/내용

    • 동아시아 지역에서의 앙상블 및 변분법 기반 자료동화 방법 성능 비교 검증
    • 동아시아 지역에서의 자료동화 방법의 최적화
    • 최적화된 자료동화 방법을 이용하여 동아시아 기상/기후 빅데이터 재현 및 특성 분석

    연구망 활용

    • 슈퍼컴퓨터 4호기에서 연세대학교로 자료 다운로드에 활용

    연구망 활용 성과

    • 기존 상용망 30Mbps 전송속도 대비 1Gbps의 첨단망을 활용하여 초고속 데이터 전송 달성
    • 초고속 첨단망을 통해 원격지의 저장공간 한계로 인한 고해상도 동아시아 지역 재분석 자료 생산 중단문제 해결
    • 원격지의 지역 재분석 자료 연속생산 달성
    • 내부 연구시설에서 장기간의 재분석 자료 분석의 용이성 달성
    • 하이브리드 앙상블-변분 자료동화 방법을 이용하여 동아시아의 기후를 재현한 고품질의 지역 재분석장생산
    • 동아시아 지역의 기후변화와 기상재해의 특성을 분석하기 위한 유용한 자료 제공 기여
    • 기존대비 데이터 전송시간 1/30 달성을 통해 연구 효율성 증가
    • 첨단망을 활용한 다수의 국가 R&D 사업참여 가능
    연구망 네트워크 장비
    연구실 계산서버 장비
  • 국내외 협업기관

    기상청, KISTI

    • 60

      전송량(월간)TB

    • 84

      참여연구원

    • 2

      SCIE논문

    연구 목적/내용

    • 생지화학 과정을 포함하는 기후시스템모형을 이용하여 이산화탄소 증감에 따른 비가역적 기후변화가 여러 기후 권역에 미치는 영향과 원인 분석
    • 생지화학 과정이 포함된 기후시스템모형을 이용하여 이산화탄소 증감에 따른 앙상블 실험 수행
    • 이산화탄소 증감에 따른 기후의 비가역적 변화 진단
    • 극한기후변화에 나타나는 비가역성 진단

    연구망 활용

    • 한국과학기술정보연구원 국가슈퍼컴퓨팅센터와 기상청 국가기상슈퍼컴퓨터센터의 공동활용 자원을 이용하여 기후시스템모형으로 이산화탄소 증감 실험 수행
    • 국가기상슈퍼컴퓨터센터에서 2020년 1월부터 현재까지 약 94TB의 자료 전송
    • 국가슈퍼컴퓨팅센터에서 약 1.2PB의 기후 시뮬레이션 자료를 전송/이전

    연구망 활용 성과

    • 타기관과 실험자료를 공유함으로써 공동연구 활성화
    • 비가역적기후변화연구센터 운영
    • 온실기체 변화에 따른 기후시스템의 비가역적 반응과 해양 변동성의 역할 과제수행
    • 탄소 배출의 증감에 따른 비가역적 기후변화를 분석함으로써 탄소중립 정책이 가져올 장기적 기후변화에 대한 과학적 근거 확충
    • 국내 연구진의 비가역적 기후변화에 관한 국제적 선도연구 주도
    • 첨단망과 슈퍼컴퓨팅시스템을 활용하여 연구내용의 다양성 및 연구결과의 신뢰도 제고
    • 영향력지수 7이상의 해외 저명학술지 논문 게재
    연구성과 언론게재
    한국연구재단 웹진 발간
  • 국내외 협업기관

    기상청, KISTI, 공주대학교

    • 450

      전송량(연간)TB

    • 7

      참여연구원

    • 1

      SCIE논문

    연구 목적/내용

    • SSP 시나리오 자료 처방을 위한 지역기후모델 WRF의 모의환경 구축
    • UKESM을 강제력으로 처방한 WRF를 이용한 동아시아 상세 기후변화 시나리오 생산 및 평가
    • 고해상도 실험설계를 통해 남한지역 현재기후 모의능력 평가
    • 생산된 동아시아 및 한반도 미래 상세 기후변화 전망자료 분석

    연구망 활용

    • ScienceDMZ 첨단네트워크를 통해 슈퍼컴퓨터 생산자료 다운로드
    • 연간 약 300TB 이상의 기상기후 데이터 전송

    연구망 활용 성과

    • ScienceDMZ를 통해 자료 전송시간이 단축됨으로써 자료생산 및 분석작업의 효율성 증가
    • RCP 및 SSP 시나리오에 근거한 WRF를 이용한 CORDEX 동아시아에서의 상세 기후변화 정보 산출
    • GRIMs 지역기후모델을 이용한 SSP 시나리오 기반 동아시아 상세 기후변화 정보 산출
    • 첨단망 활용을 통해 다수의 학술지 및 학술발표 달성
    • 첨단연구망을 통해 자료 다운로드 속도가 10배 이상 증가함으로써 연구과제 진행이 원활해짐
    • 시간의 절약에 따른 자료 분석 집중 및 연구과제에서 요구하는 자료생산의 신속성 달성
    연구성과 발표내용
  • 국내외 협업기관

    기상청, UNIST, KISTI

    NOAA

    • 0.1

      전송량(일간)TB

      3.7

      전송량(월간)TB

      43.4

      전송량(연간)TB

    연구 목적/내용

    • 공군 수치예보 협업체계 운영 및 표출 개선
    • 지역규모 수치예보 최적화 구성 방안 연구
    • 공군 지역규모 수치예보모델의 구름미세물리 과정 민감도 연구
    • 공군 작전기상 지원 목적에 부합한 최적 영역 및 해상도 구성

    연구망 활용

    • 공군 수치예보모델 초기자료의 적시적 수신
    • 공군 수치예보모델 결과 수신

    연구망 활용 성과

    • 국가연구망 활용을 통한 공군 수치예보모델 적시적 운영 여건 구축
    • 공군 수치예보모델 초기자료 적시적 수신을 통한 공군 수치예보모델 주기적 운영 여건 구축
    • 작전기상 지원 역량 강화
    • 공군 수치예보모델 수행 결과의 수신 및 예보지원 체계 마련
    • KREONET 기반 공군 수치예보 협업체계 운영 및 표출 개선
    • 단일 도메인 기반의 공군 수치예보모델 운영 방안 식별 및 검토
    • 공군 수치예보모델 구름미세물리과정의 민감도 분석으로, 공중 기동공간 예측방안검토
  • 국내외 협업기관

    연세대학교, 세종대학교, 서울시립대학교, 부산대학교

    • 100

      전송량(일간)GB

      3

      전송량(월간)TB

      40

      전송량(연간)TB

    • 9

      참여연구원

    • 6

      SCIE논문

    연구 목적/내용

    • 지진에 대한 국민적 관심도가 증가하였으며 국내 지진 연구에 대한 필요성 대두
    • 본 연구에서는 위성레이더 영상을 활용하여 최근 국내에 발생한 지진의 피해정도를 산출하고 이를 지도의 형태로 산출
    • 위성레이더 영상의 간섭기법을 이용하여 지진으로 인한 경주와 포항지역의 지표변위지도를 산출

    연구망 활용

    • 국가 연구망의 초고속 인터넷망을 활용하여 일간 100GB, 연간 40TB의 인공위성 영상자료를 획득

    연구망 활용 성과

    • 자체 데이터 저장을 통한 신속한 대응 및 자연재해의 선제적 대응조치 기반 마련
    • 국내 5개 대학의 인공위성 연구실의 연구결과 교류를 통해 양질의 연구결과를 도출하였음
    • 연구그룹간 연구교류 활성화
    • 데이터 서버의 인터넷 및 인트라넷 망 환경 개선
    • 학내 인터넷 제약 대비 연구망을 통한 연구자료 다운로드 속도 30배 이상 상승 및 연구효율성 제고
    • Sentinel-1 영상을 이용한 경주, 포항 지진의 피해 분석
    • 위성레이더(SAR) 영상의 토양 수분함량 변화 감지 특성을 활용한 액상화 현상 관측 기술 연구 과제 유발
    KREONET을 활용한 연구 네트워크 구성
    Sentinel-1 위성의 간섭영상을 활용한 경주지진의 지표 변위
    Sentinel-1 위성의 간섭영상을 활용한 포항지진의 지표 변위
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