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J. Korean Soc. Hazard Mitig. > Volume 16(2); 2016 > Article
호우특보 평가 및 개선방안 연구

Abstract

Due to recent occurrence of regional heavy rain events, the amount of life loss and property damages is increasing every year. In case of South Korea, it is necessary to have a pretty accurate weather forecasting system to predict regional heavy rain events during rainy season in summer since typhoons or heavy rains result in urban inundation. In this study, we select 12 government districts out of the important districts and metropolitan cities and determine the accuracy of heavy rain forecasts by comparing the observed rainfall data and heavy rain forecast announced by KMA based on the old and current two criteria for issuing heavy rain forecast which were revised in June of 2011. Also, by comparing the regional design rainfall for each return period and heavy rain warning, it may contribute to improve the accuracy of heavy rain forecast and suggest a way of the application for each region.

요지

최근 발생하고 있는 국지성 호우로 인한 인명 및 재산피해는 해마다 증가하고 있다. 특히, 우리나라의 여름철은 태풍이나 장마등의 호우가 발생하여 침수피해를 예방하기 위한 정확도 높은 호우특보가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 전국 주요 행정구역과 광역시를 대상으로 총 12개의 시군구을 선정하여 2011년 06월을 기준으로 개정 전, 후의 호우특보 발령기준에 대하여 강우 관측자료와 적중률을 비교 검토하였다. 또한, 호우경보에 대한 지역별 설계빈도 강우량을 검토하여 우리나라의 호우특보에 대한 정확도 향상과 지역별 적용 방안에 대하여 제안하였다.

1. 서론

우리나라의 호우특성은 단기간에 발생하는 국지성 집중호우가 주를 이루고 있으며 이에 따른 피해가 매년 증가하고 있다. 현재 기상청에서는 호우발생으로 인한 피해를 최소화 하고, 예상되는 호우에 대응, 대비하기 위해 호우특보 기준을 호우주의보(Heavy Rain Watch)와 호우경보(Heavy Rain Warning)로 구분하여 운영하고 있다. WMO(1992)의 호우주의보는 호우로 인한 피해가 예상될 때 일반 국민이나 관계기관에 주의를 상기시키며, 호우경보는 호우로 인한 대규모 피해가 예상될 경우 일반 국민이나 관계기관에 경고하기 위하여 기상청에서 발표하는 기상특보이다. 그러나 우리나라의 호우특보는 예측강우량의 산정을 위한 레이더의 중요성만을 강조하고 있을 뿐 기상청의 호우특보 발령기준에 대한 정확도 검토 등의 연구는 미비한 실정이다.
Kim et al.(2009)은 우리나라의 재산 피해액과 기상청 호우특보 기준에 따른 관계를 조사하여 지역별 강우강도의 연관성을 분석하고 재해피해발생 강우량을 제시하였으며 Takahashi(1980)는 호우발생에 대한 사회적 관심은 강우강도에 따라 결정되기보다 피해 정도에 따라 달라지므로 자주 발생되는 호우현황에 대해서는 사회적 대비책이 필요하다고 제안하였다.KMA(2007)은 일반인과 전문가를 대상으로 델파이 분석한 결과 현재 운영하고 있는 2단계 호우특보(주의보, 경보)를 4단계 호우특보(예비특보, 주의보, 경보, 중대경보)로 개편할 필요가 있다고 제안하였으며 Kim et al.(2011)은 호우규모와 그에 따른 피해발생 가능성의 관계는 자연적인 것과 인위적인 것이 복합되게 나타나 각 지역의 지형, 토양, 식생 등의 특성을 감안한 지역별 호우특보 기준에 관한 연구의 필요성을 강조하였다. Lee et al.(2003)은 수치모델 RDAPS(Reginal Data Assimilation and Prediction System) 결과를 이용하여 당시의 호우특보 체제를 평가하고, 그 한계점을 개선하기 위해 강수량을 단순 누적하는 것보다 시간별로 가중치를 주어 합산한 잔류강우량 개념의 도입을 제안하였다. 그러나 현재까지도 우리나라의 호우특보는 지역적 편차를 고려하지 않고 전국에 일괄적으로 발령기준을 적용하고 있는 실정이다. 우리나라의 호우특보 발령기준과 지역별 호우재해, 선진국의 호우특보 기준, 누적강우량 개념의 호우특보 기준을 검토하여 현재 우리나라의 호우특보 기준은 지속시간을 1 hr, 3 hr, 6 hr, 12 hr, 24 hr에 대해 세부화 할 필요가 있으며 지역별 편차를 적용한 호우특보 개선과 매 3~5년마다 개정이 필요하다고 제안하였다(Jung, and Bong(1993); Friday(1997); Bong et al.(1998); Hong(1999)). 그러나 우리나라의 호우특보는 2011년 6월에 개정되었으며 지속시간은 6 hr, 24 hr에 대하여 전국에 일괄 적용되고 있다.
본 연구에서는 우리나라의 호우특보 발령 현황과 과거 관측자료를 비교 검토하여 호우특보의 적중률을 분석하고자 한다. 또한 호우특보 발령기준 개정 전, 후의 호우특보 적중률 검토와 지역별 설계빈도를 비교분석하여 우리나라의 호우특보 발령기준에 대한 보완 및 정확도 향상과 지역별 적용방안을 제안하고자 한다.

2. 국내외 호우특보 발령 기준

2.1 국내 호우특보 기준

기상청에서 운영하고 있는 호우특보는 호우주의보와 호우경보로 나누어 진다. 호우주의보는 재해가 일어날 우려가 있는 경우나 사회, 경제 활동에 큰 영향을 미칠 가능성이 있을 경우 이를 발표하는 예보이며, 호우경보는 중대한 재해가 일어날 수 있음을 경고하는 예보이다. 국내 호우특보 기준은 1964년 12월 제정된 이후로 총 4차례 변경되었으며 2011년 6월에 개정된 기준이 현재까지 운영되고 있다(Table 1). 최근 개정된 호우특보는 호우현황에 따른 강우패턴과 호우피해와 강우량의 상관성을 고려하여 누적강우량과 강우강도의 개념을 적용하여 재설정 되었다. 현재 운영중인 호우특보 중 호우주의보는 6시간 70 mm이상, 12시간 110 mm 이상이 예상될 때, 호우 경보는 6시간 110 mm이상, 12시간 180 mm 이상이 예상될 때로 호우주의보 2개, 호우경보 2개로 총 4개의 기준이 수립되었다. 과거 호우특보의 예보시간이 12시간이나 24시간인데 비해 근래 변경된 호우특보 기준은 집중호우에 신속히 대응하는 한편 장기간의 비상대기에 의한 행정력과 예산이 낭비되는 것을 예방할 수 있다. 국내의 호우특보는 기상청의 단기예측모델인 KWRF(Korea Weather Research and Forecasting)와 UMRG(Unified Model)와 초단기 강수예측 모델인MAPLE(McGill Algorithm for Precipitation Nowcasting using Semi-Lagrangian Extrapolation), VSRF (Very Short-Range Forecast of Precipitation), KLAPS(Korea Local Analysis and Prediction System)모형을 기반으로 운영하고 있다.
Table 1
The Historical Changes of Heavy Rain Forecast Criteria in Korea
Revised Date Heavy Rain Watch Heavy Rain Warning
2011.6 ~ Present  - more than 70mm/6hr
 - more than 110mm/12hr
 - more than 110mm/6hr
 - more than 180mm/12hr
2004.7 ~ 2011.5  - more than 80mm/12hr  - more than 150mm/12hr
1983.12 ~ 2004.6  - more than 80mm/24hr  - more than 150mm/24hr
1971.7 ~ 1983.12  - more than 80mm/24hr and when damage are expected  - more than 150mm/24hr and when significant damage are expected
1964.12 ~ 1971.6  - more than 30mm/hr  - more than 30mm/hr or more lasts longer than 3 hours

2.2 국외 호우특보 기준

국외에서 운영되고 있는 호우특보는 각 나라의 지형 및 기후 특성을 반영하여 운영되고 있으며 그 기준은 Table 2과 같다. 일본 기상청(Japan Meteorological Agency)의 호우특보는 시정촌(일본 행정구역 구분 시 가장 세분화된 단위)을 기준으로 호우주의보와 호우경보를 발령하고 있다. 호우특보는 크게 1시간과 3시간 기준으로 운영되고 있으며 토양특성을 반영하기 위해 토양우량지수(Soil Water Index)를 적용하고 있다. 영국 기상청(Weather and Climate Change)은 호우특보의 단계가 주의보, 경보, 심각한 경보, 해제로 총 4단계로 구성되어있으며 발령기준은 3시간에 15 mm이상의 강우가 예상되거나 1시간에 4 mm가 2시간이상 지속될시 경보를 발령하고 있다. 중국 기상청(China Meterological Administration)의 호우특보는 빨강, 주황, 노랑, 파랑으로 색깔로 위험을 구분하여 3시간, 6시간, 12시간에 대한 강우량에 따라 호우특보를 발령하고 있다. 캐나다 기상청(Environment Canada)의 호우특보는 12시간과 24시간에 대하여 호우경보만을 운영하고 있으며 세 지역으로 분류하여 각 지역에 대한 호우특보 강우량을 다르게 적용하고 있다. 미국 기상청(National Oceanic and Atmospheric Administration)의 경우 호우특보는 강수량에 대한 예보보다는 호우로 인한 홍수가 예상되는 하천의 유역별로 홍수예경보가 운영되고 있다. 국외에서 운영되는 호우특보의 산정근거는 확인하기 어려웠지만 각 나라의 지형특성이나 기후특성에 적합한 운영방식을 적용하고 있으며 국내의 호우특보보다는 세분화된 호우특보 기준을 확인할 수 있었다.
Table 2
Criteria of Heavy Rain Forecast at Each Country
Country Heavy Rain Watch Heavy Rain Warning
Japan  - 20mm~50mm/hr(Soil Water Index 95~184)
 - 60mm~80mm/3hr(Soil Water Index 95~184)
 - 40mm~80mm/hr(Soil Water Index 80~156)
 - 70mm~120mm/3hr(Soil Water Index 80~156)
United Kingdom  - more than 15mm/3hr
 - 4mm/hr or more be continued longer than 2hr
China Red Orange Yellow Blue
 - more than 100mm/3hr  - more than 50mm/3hr  - more than 50mm/6hr  - more than 50mm/12hr
Canada Heavy Rain Warning
Prairie and Northern Ontario Atlantic Region
 - more than 50mm/12hr
 - more than 75mm/24hr
 - more than 50mm/12hr
 - more than 80mm/24hr
 - more than 50mm/12hr(December~April)
 - more than 50mm/12hr(May~November)

3. 지역별 호우특보 특성

3.1 대상지역

본 연구에서는 과거의 호우특보 발령 현황과 관측 자료를 비교 검토하여 적중률과 지역별 호우특보의 특성을 분석하고자 한다. 이러한 지역별 호우특보의 특성을 검토하기 위해서는 기상청에서 지상기상관측업무를 수행하고 있는 전국 79개소 관측소의 관측 자료와 호우특보 현황을 모두 조사하여 분석하는 것이 가장 합리적인 연구결과가 도출될 것으로 예상된다. 그러나 과거에 발생된 호우특보의 현황은 ‘대한민국 정보공개 포털’을 통해 전국 지자체를 대상으로 자료 수집을 진행할 수 있으나 전국 지자체의 호우특보 현황의 자료유무나 분석에 필요한 통일성 있는 자료의 수집은 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 주요행정구역을 대상으로 선행적인 연구를 적용하고자 한다. 본 연구에서는 기상청 관할 79개 관측소 중 주요행정구역과 광역시에 포함된 2~3개의 시군구를 대상지역으로 선정하여 호우특보 현황과 관측 자료의 분석을 수행하고자 한다(Fig. 1). 선정된 대상지역은 경기권은 서울특별시, 인천광역시 강원권은 강릉시, 원주시 충청권은 대전광역시, 충주시, 청주시 호남권은 광주광역시, 여수시, 전주시 영남권은 대구광역시, 부산광역시로 총 12개 지역을 선정하였다(Table 3).
Fig. 1
Metropolitan Cities for Study Area.
KOSHAM_16_02_113_fig_1.gif
Table 3
Categorization of Metropolitan Cities for Study Area
Metropolitan Cities Study Area
Kyonggi Seoul-si, Incheon-si
Kangwon Gangneung-si, Wonju-si
Chungcheong Daejeon-si, Cjungju-si, Cheongju-si
Honam Gwangju-si, Yeosu-si, Jeonju-si
Yeongnam Daegu-si, Busan-si

3.2 지역별 호우특보 발령현황

기상청에서 운영하고 있는 호우특보는 호우주의보와 호우경보로 나누어지며 호우특보의 최근 개정일은 2011년 6월이다. 개정일부터 현재까지 발생된 호우특보 발령 현황과 관측자료의 검토는 3년 ~ 4년간의 자료와의 비교가 가능하나 호우특보의 적중률을 검토하기에는 짧은 기간에 해당한다. 따라서, 본 연구에서는 10년 이상의 자료를 비교 분석하기 위해 호우특보 발령 기준 중 2004년 7월 개정 기준과 2011년 6월 개정 기준에 대하여 총 11년간의 자료를 비교 분석하였다. 2004년 7월부터 2011년 5월까지 운영된 호우특보의 호우주의보는 12시간 강우량이 80 mm이상 예상될 때, 호우경보는 12시간 강우량이 150 mm이상 예상될 때이며 2011년 6월부터 현재까지 적용되고 있는 호우특보의 호우주의보와 호우경보의 발령기준은 Table 1과 같다.
3.1절에서 선정된 12개의 시군구에 대한 호우특보 발령 현황을 기상청의 정보공개 요청을 통해 자료를 검토하였다. 각 대상지역의 호우특보 발령 자료는 Table 4에 제시된 발령 개수보다 더 많은 횟수가 발령되었으나 호우특보의 표기 오류 및 발효, 해지시간의 미표기 등의 데이터는 분석에서 제외하였다. 또한, 호우주의보에서 호우경보를 변경될 경우, 호우 주의보의 해지시간은 호우 경보가 발령되는 시점으로 계산하였으며, 호우경보에서 호우주의보로 변경되는 경우도 같은 기준을 적용하였다. 대상지역에 대한 2004년 7월부터 2014년 12월까지 발령된 호우특보는 Table 4와 같으며 약 11년간의 호우특보 발령횟수는 1,006회이며 호우주의보가 861회, 호우경보가 145회로 1년에 약 91회의 호우특보가 발령되었다.
Table 4
The Number of Heavy Rain Forecast for Study Area
Metropolitan Cities Study Area 2004.7 ~ 2011.5 2011.6 ~ Present The Number of Heavy Rain Forecast
Watch Warning Watch Warning Total Yearly Average
Kyonggi Seoul-si 58 12 27 9 106 9.6
Incheon-si 78 17 34 12 141 12.8
Kangwon Gangneung-si 38 9 19 2 68 6.2
Wonju-si 54 9 17 4 84 7.6
Chungcheong Daejeon-si 47 4 17 5 73 6.6
Cjungju-si 46 6 19 1 72 6.0
Cheongju-si 36 3 16 1 56 5.1
Honam Gwangju-si 54 7 19 5 85 7.7
Yeosu-si 79 10 29 5 123 11.2
Jeonju-si 36 4 16 2 58 5.3
Yeongnam Daegu-si 32 1 12 2 47 4.3
Busan-si 52 6 26 9 93 8.5
Total 610 88 251 57 1,006 90.9

4. 지역별 호우특보의 적중률 분석

4.1 호우주의보에 대한 적중률 분석

호우주의보의 발령 현황은 2004년 7월부터 2011년 5월까지 610건, 2011년 6월부터 2014년 12월까지 251건으로 총861건의 호우주의보가 발령되었다. 호우주의보의 발령기준에 따른 적중률 분석시 오차의 편차를 고려한 분석이 필요할 것으로 판단된다. 예를 들어 발령기준이 80 mm/hr일 때 79 mm/hr의 강우가 발생하였다면 적중률이 실패했다고 분석하기에는 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 적중률 분석시 발령기준 강우량의 10.0%에 대한 오차범위를 고려하여 적중률을 산정하였다. 12개 대상지역의 호우주의보에 대한 발령 현황과 관측 자료와의 지역별 적중률은 Fig. 2와 같다.
Fig. 2
Accuracy of Heavy Rain Watch.
KOSHAM_16_02_113_fig_2.gif
12시간 강우량이 80 mm이상일 때의 호우주의보는 610건 중 134회로 22.0%의 적중률이 분석되었으며 가장 많은 발령횟수는 79회로 호남권 여수시, 가장 적은 발령횟수는 32회로 영남권의 대구시, 가장 높은 적중률은 34.2%로 강원권 강릉시, 가장 낮은 적중률은 9.4%의 영남권 대구시로 분석되었다(Table 5). 6시간 강우량이 70 mm이상일 때의 호우주의보는 251건 중 55회로 21.9%의 적중률이 분석되었으며 가장 많은 발령횟수는 34회로 경기권 인천시, 가장 적은 발령횟수는 12회로 영남권 대구시, 가장 높은 적중률은 41.2%로 충청권 대전시, 가장 낮은 적중률은 10.5%의 강원권 강릉시로 분석되었다. 12시간 강우량이 110 mm이상일 때의 호우주의보는 251건 중 41회로 16.3%의 적중률이 분석되었으며 가장 높은 적중률은 33.3%로 영남권 대구시, 가장 낮은 적중률은 5.3%의 강원권 강릉시로 분석되었다.
Table 5
Analysis of Accuracy for Heavy Rain Watch
Metropolitan Cities Study Area Heavy Rain Watch
2004.7 ~ 2011.5 2011.6 ~ Present
≥ 80mm/12hr ≥ 70mm/6hr ≥ 110mm/12hr
Kyonggi Seoul-si 27.6%(16/58) 18.5%(5/27) 29.6%(8/27)
Incheon-si 21.8%(17/78) 11.8%(4/34) 14.7%(5/34)
Kangwon Gangneung-si 34.2%(13/38) 10.5%(2/19) 5.3%(1/19)
Wonju-si 25.9%(14/54) 11.8%(2/17) 11.8%(2/17)
Chungcheong Daejeon-si 17.0%(8/47) 41.2%(7/17) 17.6%(3/17)
Cjungju-si 21.7%(10/46) 21.1%(4/19) 5.3%(1/19)
Cheongju-si 16.7%(6/36) 25.0%(4/16) 25.0%(4/16)
Honam Gwangju-si 25.9%(14/54) 31.6%(6/19) 15.8%(3/19)
Yeosu-si 15.2%(12/79) 13.8%(4/29) 6.9%(2/29)
Jeonju-si 22.2%(8/36) 25.0%(4/16) 12.5%(2/16)
Yeongnam Daegu-si 9.4%(3/32) 33.3%(4/12) 33.3%(4/12)
Busan-si 25.0%(13/52) 34.6%(9/26) 23.1%(6/26)
Average 22.0%(134/610) 21.9%(55/251) 16.3%(41/251)
2011년 6월을 기준으로 개정 전의 12시간 강우량의 적중률이 22.0%이며 개정 후의 6시간 강우량의 적중률이 21.9%, 12시간 강우량의 적중률이 16.3%로 개정 전보다 적중률이 비슷하거나 감소하는 결과가 제시되었으나 호우주의보 발령 기간의 발령횟수에 대한 적중률을 고려하면 개정된 발령기준의 정확도가 더 높은 것으로 확인된다.

4.2 호우경보에 대한 정확도 분석

호우경보의 발령 현황은 2004년 7월부터 2011년 5월까지 88건, 2011년 6월부터 2014년 12월까지 57건으로 총 145건의 호우경보가 발령되었다. 호우경보에 대한 적중률 분석은 4.1절과 같이 발령기준 강우량의 10.0%의 오차범위를 고려하여 적중률을 산정하였다. 12개 대상지역의 호우경보에 대한발령 현황과 관측 자료와의 지역별 적중률은 Fig. 3과 같다.
Fig. 3
Accuracy of Heavy Rain Warning.
KOSHAM_16_02_113_fig_3.gif
12시간 강우량이 150 mm이상일 때의 호우경보는 88건 중 16회로 18.2%의 적중률이 분석되었으며 가장 많은 발령횟수는 17회로 경기권 인천시, 가장 적은 발령횟수는 1회로 영남권 대구시, 가장 높은 적중률은 44.4%로 강원권 원주시, 가장 낮은 적중률은 0.0%의 충청권 대전시, 충주시, 청주시, 영남권 대구시로 분석되었다(Table 6). 6시간 강우량이 110 mm이상일 때의 호우경보는 57건 중 12회로 21.2%의 적중률이 분석되었으며 가장 많은 발령횟수는 12회로 경기권 인천시, 가장 적은 발령횟수는 1회로 충청권 충주시, 청주시, 가장 높은 적중률은 100.0%로 충청권 청주시, 가장 낮은 적중률은 0.0%의 강원권 강릉시, 충청권 대전시, 충주시, 호남권 광주시, 영남권 대구시로 분석되었다. 12시간 강우량이 180 mm이상일 때의 호우경보는 57건 중 8회로 14.0%의 적중률이 분석되었으며 가장 높은 적중률은 50.0%로 강원권 원주시, 가장 낮은 적중률은 0.0%의 강원권 강릉시, 충청권 대전시, 충주시, 청주시, 호남권 광주시, 전주시, 영남권 대구시로 분석되었다. 2011년 6월을 기준으로 개정 전의 12시간 강우량의 적중률이 18.2%이며 개정 후의 6시간 강우량의 적중률이 21.2%, 12시간 강우량의 적중률이 14.0%로 개정 전보다 적중률이 비슷하거나 증감하는 결과가 제시되었으나 호우경보 발령 기간의 발령횟수에 대한 적중률을 고려하면 개정된 발령기준이 정확도가 더 높은 것으로 확인된다. 그러나 호우경보의 경우 발령횟수가 적어 적중횟수가 1회만 되어도 높은 적중률이 제시 될 수 있어 지역별 적중률을 비교할 필요가 있다.
Table 6
Analysis of Accuracy for Heavy Rain Warning
Metropolitan Cities Study Area Heavy Rain Warning
2004.7 ~ 2011.5 2011.6 ~ Present
≥ 150mm/12hr ≥ 110mm/6hr ≥ 180mm/12hr
Kyonggi Seoul-si 25.0%(3/12) 22.2%(2/9) 11.1%(1/9)
Incheon-si 17.6%(3/17) 16.7%(2/12) 8.3%(1/12)
Kangwon Gangneung-si 11.1%(1/9) 0.0%(0/2) 0.0%(0/2)
Wonju-si 44.4%(4/9) 50.0%(2/4) 50.0%(2/4)
Chungcheong Daejeon-si 0.0%(0/4) 0.0%(0/5) 0.0%(0/5)
Cjungju-si 0.0%(0/6) 0.0%(0/1) 0.0%(0/1)
Cheongju-si 0.0%(0/3) 100.0%(1/1) 0.0%(0/1)
Honam Gwangju-si 14.3%(1/7) 0.0%(0/5) 0.0%(0/5)
Yeosu-si 10.0%(1/10) 40.0%(2/5) 40.0%(2/5)
Jeonju-si 25.0%(1/4) 50.0%(1/2) 0.0%(0/2)
Yeongnam Daegu-si 0.0%(0/1) 0.0%(0/2) 0.0%(0/2)
Busan-si 33.3%(2/6) 22.2%(2/9) 22.2%(1/9)
Average 18.2%(16/88) 21.1%(12/57) 17.5%(10/57)

4.3 지역별 호우경보 빈도 특성

우리나라의 호우특보는 전국에 대하여 일괄적인 기준을 적용하고 있으나 하천설계기준 이나 각종 시설의 설계기준에는 지역별 강우특성을 고려한 설계빈도를 반영하고 있다. 또한 일괄적인 호우특보 기준 적용에 따른 문제점을 파악하기 위해 본 절에서는 12개의 대상지역의 호우경보 기준 강우량에 대한 지역별 설계빈도와 적중률의 특성을 검토하고자 한다. 각 대상지역에 대한 호우경보 기준의 설계빈도는 ‘한국확률강우량정보’사이트의 Kprism.ver.1.2를 활용하여 산정하였다(Fig. 4). 호우주의보 기준의 강우량은 2년빈도 미만으로 검토가 불가능하여 호우특보 중 호우경보에 대한 기준만을 분석하였다.
Fig. 4
Regional Rainfall Frequency of Heavy Rain Warning Criteria.
KOSHAM_16_02_113_fig_4.gif
2011년 6월 이전의 기준인 12시간 강우량이 150 mm이상인 강우의 지역별 설계빈도는 2.9yr~19yr의 범위가 분포되었다. 설계빈도가 가장 높은 지역은 영남권 대구시로 19yr이였으며 가장 작은 지역은 2.9yr로 강원권 강릉시이다. 영남권 대구시를 제외하고는 2yr~7yr 사이의 설계빈도를 나타내고 있으며 지역별 적중률은 3yr~4yr빈도에 분포하고 있다(Table 7). 2011년 6월 이후의 기준인 6시간 강우량이 110 mm이상인 강우의 지역별 설계빈도는 2.5yr~18yr의 범위가 분포되었다. 설계빈도가 가장 높은 지역은 영남권 대구시로 18yr이였으며 가장 작은 지역은 2.5yr로 강원권 강릉시이다. 영남권의 대구시를 제외하고는 2yr~5yr 사이의 설계빈도를 나타내고 있으며 지역별 적중률은 2yr~3yr빈도에 분포하고 있다.
Table 7
Regional Rainfall Frequency and Accuracy of Heavy Rain Warning
Metropolitan Cities Study Area Heavy Rain Warning
≥ 150mm/12hr ≥ 110mm/6hr ≥ 180mm/12hr
Frequency (yr) Accuracy (%) Frequency (yr) Accuracy (%) Frequency (yr) Accuracy (%)
Kyonggi Seoul-si 3.2 25.0 3.0 22.2 6.0 11.1
Incheon-si 3.8 17.6 3.1 16.7 6.8 8.3
Kangwon Gangneung-si 2.9 11.1 2.5 0.0 4.5 0.0
Wonju-si 3.1 44.4 2.7 50.0 5.8 50.0
Chungcheong Daejeon-si 4.1 0.0 3.2 0.0 8.2 0.0
Cjungju-si 5.7 0.0 4.3 0.0 13.7 0.0
Cheongju-si 6.7 0.0 4.7 100.0 16.5 0.0
Honam Gwangju-si 6.1 14.3 4.7 0.0 14.5 0.0
Yeosu-si 4.3 10.0 3.8 40.0 9.9 40.0
Jeonju-si 5.6 25.0 3.9 50.0 11.9 0.0
Yeongnam Daegu-si 19.0 0.0 18.0 0.0 55.0 100.0
Busan-si 3.1 33.3 2.9 22.2 5.8 22.2
2011년 6월 이후의 기준인 12시간 강우량이 180 mm이상인 강우의 지역별 설계빈도는 4.5yr~55yr의 범위가 분포되었다. 설계빈도가 가장 높은 지역은 영남권 대구시로 55yr이였으며 가장 작은 지역은 4.5yr로 강원권 강릉시이다. 영남권의 대구시를 제외하고는 4yr~17yr 사이의 설계빈도를 나타내고 있으며 지역별 적중률은 5yr~10yr빈도에 분포하고 있다.
전국에 대한 호우경보 발령강우량의 동일한 적용은 지역별설계빈도와 같이 작게는 15yr에서 많게는 50yr빈도의 차이가 발생하였다. 국외의 호우특보에서는 지역별 편차를 유출곡선지수나 지역을 나누어 호우특보를 발령하고 있어 우리나라의 호우특보도 지역별 편차를 고려한 발령 기준의 수립이 필요하다. 지역별 지속시간에 따른 호우경보는 6시간 기준에서는 2yr~3yr빈도가 12시간 기준에서는 5yr~10yr빈도가 지역별 호우경보의 적정할 것으로 판단된다.

5. 결론

본 연구에서는 과거 11년간 발생한 호우특보 발령 현황과 관측 자료를 주요행정구역과 광역시별 2~3개의 시군구를 선정하여 총 12개 대상지역에 대하여 호우주의보와 호우경보의 적중률을 비교 분석하였다. 호우특보의 기준은 2004년 7월부터 2011년 5월까지 적용된 기준과 2011년 6월부터 현재까지 적용되고 있는 발령기준으로 호우주의보 3가지, 호우경보 3가지로 총 6가지 조건에 대하여 검토하였다. 2004년 7월부터 2014년 12월까지 약 11년 동안 발령된 호우특보는 호우주의보가 861회, 호우경보가 145회, 총 1,006회로 1년에 약 91회의 호우특보가 발령되었다. 호우특보의 발령 현황과 관측 자료와의 지역별 적중률 분석은 호우주의보와 호우경보 발령기준 강우량의 10%의 오차범위를 고려하여 적중률을 산정하였다. 호우주의보는 개정 전 12시간 강우량이 80 mm이상일 때 22.0%, 개정 후 6시간 강우량이 70 mm이상일 때 21.9%, 12시간 강우량이 110 mm이상일 때 16.3%로 평균 20.1%의 적중률이 분석되었다. 호우경보는 개정 전 12시간 강우량이150 mm이상일 때 18.2%, 개전 후 6시간 강우량이 110 mm이상일 때 21.1%, 12시간 강우량이 180 mm이상일 때 14.0%로 평균 17.8%의 적중률이 분석되었다.
호우주의보나 호우경보의 적중률은 각 평균 적중률의 ±5.0%미만의 오차범위에 분포하고 있어 개정 전이나 개정 후의 적중률의 큰 차이 없이 비슷하였다. 그러나 개정 후의 발령기준의 관측기간이 개정 전보다 2배정도 짧은 것을 감안하였을 때 강우지속시간이 6 hr과 12 hr으로 구분된 개정 후의 호우특보발령기준이 개전 전의 기준보다 정확도가 더 높을 것으로 판단된다. 그러나 호우경보의 경우 발령 횟수가 적어 적중횟수가 1회만 되어도 높은 적중률이 제시되었으며 12개의 대상지역 중 절반이상의 시군구에서 적중률이 0.0%가 검토되었다. 적중률이 0.0%인 지역의 원인을 파악하기 위해 개정 전, 후의발령 기준의 지속시간 강우량에 따른 지역별 설계빈도에 대하여 검토하였다. 호우경보에 대한 지역별 설계빈도는 비가 많이 발생하는 강원권 강릉시가 2.5yr~4.5yr, 비가 적게 발생하는 영남권의 대구시 19yr~55yr로 지역적 편차가 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 우리나라의 호우특보는 전국을 대상으로 동일한 기준을 적용하고 있지만 국외의 경우 지역별 편차를 고려한 유출곡선지수나 지역별 기준을 분리하여 발령하고 있어 우리나라에서도 지역별 편차를 고려한 발령기준의 수립이 필요한 실정이다. 지속시간에 따른 지역별 호우경보의 설계빈도는 6 hr 기준에서는 2yr~3yr빈도가 12 hr 기준에서는 5yr~10yr빈도가 지역별 호우경보의 적정할 것으로 판단된다. 또한 지속시간에 대한 기준을 3 hr이나 1 hr을 고려한다면 보다 정확한 지역별 호우특보 기준이 될 것으로 예상된다.
본 연구에서는 국내의 호우특보 발령 현황과 강우관측자료를 통한 호우특보의 적중률과 지역별 설계빈도의 적정성에대하여 검토하였다. 향후 전국 기상관측소를 대상으로 하는 지역별 설계빈도를 적용한 호우특보 기준을 산정하여 관측자료와의 적중률을 검토한다면 보다 정확도 높은 호우특보 기준이 분석될 것으로 예상된다.

감사의 글

본 연구는 국민안전처 자연재해저감기술개발사업단(자연피해예측및저감연구개발사업)의 지원으로 수행한 ‘기후변화 적응을 위한 연안도시지역별 복합원인의 홍수 취약성 평가기술개발 및 대응 방안 연구’[MPSS-자연-2015-77]과제의 성과입니다.

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