비정형격자와 전지구 해양모델링

원본 : Danilov, S. (2013). Ocean modeling on unstructured meshes. Ocean Modelling, 69, 195-210.

 

비정형격자를 기반으로하는 해양 수치모델은 대게 연안이나 하구에 적용되어져 왔으며, 큰 규모의 해양 순환을 모델링한 경우는 드물다. 하지만 이런 비정형격자 기반 해양수치모델을 이용해 전지구 모델을 구동시키는 시도가 계속 되고 있다. 비정형격자는 네스팅기법이나 개방경계(open boundary) 없이도 지역해의 해수유동까지 모의할 수 있도록 하기 때문이다.

 

정형격자 기반 해양수치모델을 이용해서 전지구모형을 구동하게되면, 격자의 크기가 너무 크기 때문에 지역적인 특성은 재현되지 못한다. 예를 들면 해안선 라인을 따라 격자를 생성하기가 어렵다(위 그림참고). 따라서 네스팅 기법을 사용해서 보다 좁은 범위를 대상으로 해상도를 높여 다시 모의를 해야 한다(아래 그림참고). 격자를 좀더 촘촘히 짜야지만 비로소 지역적 특성을 재현할 수 있다.

 

정형격자 기반 해양수치모델의 네스팅 대상 위치 예시

하지만, 만약 전지구모형에 비정형격자 기반 모델을 적용할 수 있다면 말이 달라진다. 지역해의 특성을 보고싶은 곳은 고해상도로, 보다 큰 규모의 흐름(ex 해류)의 특성만 보고싶은 곳은 저해상도로 구성하면 된다. 한 방에 전지구 해양의 알고싶은 정보를 알수 있게 된다. 

비정형격자를 이용한 전지구 계산격자 구성

하지만 이렇게 구성할 경우, 모델에 입력되는 매개변수 값이 문제가 될 수 있다. 큰 규모의 흐름(해류 등)과 작은 규모의 흐름(강, 하구 등)의 규모 차이로 인해 문제가 발생하기 때문이다.