본 연구에서는 적설심 빈도분석에 적합한 기상관측소를 선정하기 위해 우리나라 기상관측소 중 1960년~2014년 동안 연최대치 자료가 20년 이상인 기상관측소를 선정하였다. 우리나라 90개 기상관측소 중 69개 관측소가 적설심 빈도분석을 위해 선정되었다. 선정된 69개 기상관측소의 연최대치 적설심의 통계값은 Table 1과 같으며 자료보유기간이 가장 긴 관측소는 서울, 인천, 경상북도 울릉도 관측소 등으로 총 55개년 자료를 보유하고 있으며 관측기간이 가장 짧은 관측소는 강원도 동해 관측소로 총 20개년의 자료를 보유하고 있다. 전체 관측소 중 울릉도에서 가장 높은 적설심인 293.6 cm가 관측되었으며 제주 서귀포, 전라남도 고흥, 경상북도 울진 등에서 가장 낮은 적설심인 0.1 cm가 관측되었다. 관측소 전체의 평균 적설심은 14.0 cm이며 표준편차는 19.5 cm로 나타났다.

재현기간별 적설심 산정 및 적설심도를 개발하기 위해 적설심 빈도분석시 우리나라에서 가장 적합한 확률분포 및 매개변수추정방법인 Generalized Extreme Value(GEV) 분포와 확률가중모멘트법을 통해 적설심 빈도분석을 수행하였다[Yu et al.(2014)]. 적용빈도는 30년, 50년, 80년, 100년, 200년, 500년 빈도이다. 원예특작시설 내재해형 규격 설계도·시방서에서(이하: 설계기준)는 온실 설계를 위한 기준빈도를 30년 빈도로 책정하였지만 앞으로의 점증하고 있는 폭설특성을 감안하여 이에 대비할 수 있도록 50년, 80년, 100년, 200년, 500년 빈도를 추가하여 Table 2와 같이 제시하였다. 30년 빈도를 기준으로 가장 큰 적설심이 산정된 관측소는 경상북도 울릉도관측소로 215 cm로 산정되었으며 두 번째로 큰 적설심이 산정된 관측소는 강원도 대관령 관측소로 179 cm, 세 번째로 큰 적설심이 산정된 관측소는 강원도 동해 관측소로 106 cm로 산정되었다. 가장 작은 적설심이 산정된 관측소는 제주도의고산 관측소로 5 cm로 산정되었다.

적설심도를 작성하기 위해 빈도별 적설심을 각 기상관측소위치를 기준으로 보간하여 공간분포하였다. 일반적인 보간방법에는 Thiessen(1911)의 티센폴리곤, Shepard(1968)의 역거리가중법(Inverse Distance Weighting), Krige(1951)의 크리깅(Kriging), Lyche와 Schumaker(1972)의 스플라인(Spline) 등이 활용되어 왔다. 크리깅은 국지적인 보간 방법중의 하나로 미조사지점의 예측값을 주변의 관측지점의 값의 선형가중함수를 통해 산출하는 대표적인 지리통계적 보간방법이다(Park et al., 2012; Kim et al., 2013). 크리깅 보간 방법은 지질학 분야에서 시작되어 강수의 보간을 포함한 다양한 분야에 적용되고 있다(Lee and Lee, 2005; Kim et al., 2005; Lee,2008; Kim, 2010a, 2010b; Lee, 2010). 지금까지의 연구에 의하면 보간 결과의 정확도는 역거리가중법 또는 스플라인을 적용했을 때 보다 크리깅을 적용하였을 때 높은 것으로 나타났다(Hevesi et al., 1992; Briggs and Cogley, 1996; Goovaerts, 2000; Lee, 2003; Cho and Jeong, 2006; Park and Kim, 2013; Yu et al., 2014).

본 연구에서는 크리깅 기법을 통하여 기상관측소별 적설심을 보간하였으며 30년 빈도 적설심도를 작성하였다. 설계기준에서는 온실의 설계 빈도로 30년빈도를 채택하고 있어 본 연구에서도 30년빈도 적설심도를 Fig. 1과 같이 작성하였다.

온실 설계시 활용되고 있는 적설심 설계기준은 원예특작시설 내재해형 규격 설계도·시방서[MAFRA(2014)]에서 Table 3과 같이 행정구역별로 20 cm~40 cm이상으로 제시하고 있다. 또한 지역별 적설심이 설계기준의 최고치인 40 cm를 상회하는 지역은 시설전문기관의 구조해석을 거쳐 설치할 것을 권장하고 있다. 행정구역별 온실의 설계적설심을 Fig. 2와 같이 지도로 작성하였으며 지도를 통해 강원도 동부지역과 전라남·북도 서부 지역에서의 설계 기준이 타 지역보다 크게 책정되어 있는 것을 알 수 있다.

본 연구에서 산정된 30년 빈도 적설심과 온실 설계기준과의 비교를 통하여 설계기준의 적정성을 평가하여 Table 4에 나타내었다. 비교를 위하여 적설심 설계기준이 40 cm이상인 19개 지역은 40 cm로 간주하고 비교·분석을 수행하였다. 230개 행정구역 중에서 77개 행정구역에서는 설계기준의 적설심이 더 크게 나타나 적정한 것으로 분석되었으며 설계기준의 적설심이 30년 빈도 적설심 보다 작게 산정된 지역은 153개 행정구역으로 나타나 보완이 필요할 것으로 판단된다. 설계기준이 적정한 것으로 판단되는 77개 행정구역에서는 설계기준의 적설심이 본 연구의 30년 빈도 적설심보다 1 cm~8 cm 크게 산정되었으며 평균 2.6 cm 크게 산정된 것으로 분석되었다. 설계기준의 보완이 필요할 것으로 판단되는 153개 행정구역에서는 설계기준의 적설심이 30년빈도 적설심 보다 1 cm~177 cm 작게 산정된 것으로 나타났으며 평균 13 cm 작게 산정된 것으로 분석되었다. 또한, 153개 행정구역을 대상으로Eq. 1을 통해 30년빈도 적설심과 설계기준의 적설심의 차이를 설계기준의 적설심으로 나누고 100을 곱하여 차이비율을 산정하였다. 여기서, 차이비율이란 Eq. 1에 의해 산정된 결과를 말한다. 차이비율을 산정한 결과 Fig. 3과 같이 차이비율이 0%초과 10% 이하인 행정구역은 61개, 10%초과 20%이하는 28개, 20%초과 30%이하는 24개, 30%초과 40%이하는 12개, 40%초과 50%이하는 4개, 50%초과 60%이하는 4개, 60%초과 70%이하는 2개, 70%초과 80%이하는 2개, 80%초과 90%이하는 0개, 90%초과 100%이하는 1개, 100%초과는 15개 지역으로 분석되었다. 차이비율이 100% 초과인 지역은 경상북도 봉화군을 포함한 강원도 대부분의 지역으로 설계기준의 적설심에는 24 cm-40 cm이상으로 제시되어 있으나 30년빈도 적설심을 산정해본 결과 69 cm-215 cm로 나타났다. 설계기준에서 40 cm 이하의 지역으로 구분 된 지역 중 광주, 원주, 완주, 나주, 신안, 제천, 무안, 함평, 군산, 영주, 단양, 순창, 울진, 봉화, 횡성, 영월, 인제, 홍천 등 총 26개 행정구역에서 30년빈도 적설심이 40 cm를 상회하는 것으로 나타났다. 이와 같은 지역은 설계기준에서 제시 한바와 같이 설계기준의 최고치를 상회하는 지역이므로 시설전문기관의 구조해석을 거쳐 구조물을 설치해야 할 것으로 판단된다. 그러나 40 cm 이상이라는 적설심 설계기준은 해당 행정구역의 온실 설치시 주관적인 요소가 개입될 수 있고 구조해석을 거치지 않고 적설심40 cm를 기준으로 온실을 설치할 가능성을 배제할 수 없기 때문에 행정구역별 적설특성에 맞도록 객관적인 적설심 설계기준을 제시하는 것이 좋을 것으로 판단되며 본 연구의 결과가 행정구역별 적설심 설계기준을 결정하는데 도움이 될 것으로 사료된다.