• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.328-328
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• 2022

GCM은 기후 변수들의 미래 예측을 위해 사용되는 모형이지만, 공간에 대해 저해상도 형태로 결과가 제공되며, 공간적으로 변화하는 국지적 규모의 기후변수(즉, 강수)를 이해하기 위해서는 공간변동성을 고려할 필요가 있다. 강우의 예측은 강우의 생성과 소멸 과정을 추계학적으로 재현하는 일기생성 모형인 AWE-GEN을 이용하여 앙상블 시계열을 생성하고, 구름의 생성과 소멸 및 이동, wet/dry 셀들의 생성과 이동, 지형의 국지적 특성 등을 반영한 시공간 변동 앙상블 시계열은 AWE-GEN-2D 모형을 이용하여 생성하였으며, 국토의 대부분이 산악지형으로 구성된 국내에 적용하여 그 적용성을 검토하였다. 생성된 시공간 격자 기반의 일기생성 시계열은 PRISM을 사용하여 매핑된 강수량의 공간 분포와 비교, 검증하였으며, 측정되지 않은 관측소 또는 원격 지역에 대한 평균 및 극한 강수량의 미래 예측 추정에 사용되었다. 또한, 평균 및 극한 강우의 공간 분포에 대한 미래 변화는 다양한 기간, 이산화탄소 배출 시나리오 등의 영향에서도 고려된다. 본 연구의 결과는 수자원 관리 및 재난 관리 정책을 수립하고 서비스를 제공하기 위한 기본 자료로 사용될 수 있다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.40 no.3
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• pp.205-214
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• 2007

The objective of this study is to generate the regional scale runoff scenarios by using IPCC SRES A2 climate change scenario for analyzing the spatial variation of water resources in Korea. The PRMS model was adopted to simulate long-term stream discharge. To estimate the PRMS model parameters on each sub-basin, the streamflow data at 6 dam sites and Rosenbrock's scheme are used for model parameter calibration and those parameters are translated to ungauged catchments by regionalization method. The other 3 dam sites are selected for the verification of the adequateness of regionalized model parameters in ungagued catchments. The statistical results show that the simulated flows by using regionalized parameters well agree with observed ones. The generated runoff scenarios by climate change are compared with observed data on 4 dam sites for the reference period. The consequences show that the selection of climate station for generating climate scenario affects the reliability of climate scenario at sub-basin. The comparison results of the stream flows between the 30-year baseline period (1971-2000) and future 90-year (2001-2030, 2031-2060, 2061-2090) show that the long-term mean annual runoff in the Han River has increasing trend, while the Nakdong, the Gum, the Youngsan and the Sumjin Rivers have decreasing trend.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.43 no.3
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• pp.295-308
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• 2010

As an attempt to explore the impact of droughts which may be worse by the climate change, the change in the water balance of the Han-river basin is analyzed. To accomplish it, we suggest a procedure consisting of three successive sub-procedures: daily rainfall generation for 70 years by the RegCM3 RCM ($27{\times}27\;km$) with the A2 scenario, daily discharge simulations by SLURP using the generated daily rainfall data, and monthly water balance analysis by K-WEAP (Korean Water Evaluation and Planning System) based on the SLURP simulation. Since significant uncertainty is involved in forecasting the future water consumption and water yields, we assumed three water consumption scenarios and fifty water yields scenarios. Three water consumption scenarios are, namely, "LOW", "MEDIUM", and "HIGH" according to the expected amount of water consumption. The fifty daily discharges are obtained from the SLURP simulations during the drought period. Finally, water balance analysis is performed by K-WEAP based on 150 combinations from three water consumption scenarios and the fifty daily discharges. Analysis of water scarcity in small basins of the Han River basin showed concentration of water scarcity in some small basins. It was also found that water scarcity would increase in all small basins of the Han River basin.

• Journal of Climate Change Research
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• v.4 no.2
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• pp.141-158
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• 2013

In this study, the projection of future heating and cooling degree days (HDDs and CDDs) has been conducted over South Korea for the period 1996~2005 with 2046~2055 and 2091~2100, using CCSM3 and MM5 simulations driven by the six IPCC SRES emission scenarios (A2, A1B, A1FI, A1T, B1, and B2). Annual mean surface air temperature increases by $1.2{\sim}3.4^{\circ}C$ at the end of the 21st century comparing to the present-day (1996~2005) in South Korea. HDDs decrease by 8~25% and CDDs increase up to 242~1,448% with corresponding changes in temperature. These increases and decreases also change the duration of HDDs and CDDs. HDDs duration decreases by 1 month, while the expansion of CDDs duration is much longer than 2 months. Thus, projected future HDDs and CDDs changes appear that cooling energy demand in summer season would increase and heating energy demand in winter would decrease in the future. Especially, these remarkable changes would be obvious at high mountain area, Gangwon-do and at south area, Jeju island. In the sense of future energy supply and policy, electrical energy for cooling in summer could be getting much more its importance rather than fossil energy used for heating in winter.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.908-908
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• 2012

국내 기후 특성상 하절기에 집중되는 강우로 인해 댐의 건설을 홍수조절, 용수확보 및 전력생산 등의 목적에 있어서 불가피하다. 이와 같은 저수지와 하류하천은 댐 수문 개폐에 따라 흐름변화로 인하여 수체의 거동 및 수질 변화가 발생하며, 일반적인 하천과는 다른 특성을 지니게 된다. 또한 수심이 깊은 저수지의 경우에는 흐름방향과 더불어 수심 방향의 특성도 중요하며, 수리 및 수질 모형의 연계를 통한 3차원적인 해석을 필요로 한다. 유역 내 지상 또는 대기에서 발생한 모든 오염물질은 강우에 의해 하천과 호수와 같은 수체로 유입되며, 강우가 발생했을 때 유역의 토지피복 상태와 수리, 지형, 강우강도, 토양의 특성에 의해 하천으로 유입되는 오염물질의 농도와 부하특성이 달라진다. 비점오염물질의 축적이 가능한 호수나 저수지에서는 비점오염원의 유입이 더 큰 문제가 되며, 유량이 극히 미미한 하천의 경우에는 강우초기에 일시에 집중적으로 유입되는 초기 오염 부하량이 문제가 된다. 강우유출수의 하천 유입은 강우 현상과 밀접한 관계를 맺고 있으므로 그 제어가 쉽지 않다. 이러므로 이를 총괄하는 유역통합관리기술이 필요로 하며, 기존의 유역통합관리기술은 댐 상류유역을 중심으로 개발되고 있으며, 댐 상류유역과 저수지, 하류하천으로 구분되어 연구되어 왔다. 또한 각각의 모형이 개별적으로 적용되어 통합적인 평가시스템이 표준화되지 않은 관계로 댐 상하류 모니터링 자료가 연계된 실무 적용이 이루어지지 않고 있다. 따라서 하천 수리 수문학적 역학구조를 이해하고 그 특성에 적합하게 평가할 수 있는 표준화된 시스템이 구축되어야 한다. 또한 효과적인 유역통합관리를 위해서는 하천의 현재 뿐만 아니라 장래에 대한 예측부분도 포함되어야 한다. 본 연구에서는 댐 유역에서의 유출과 수질 변화를 모의하고 이를 이용하여 저수지 내에서의 오염물질 거동에 대해서 해석하였다. 또한 기후변화에 따른 유역, 저수지 및 하천에 미치는 영향을 고려하기 위하여 고해상도 지역기후전망 모의자료를 이용하여 수문학적 스케일로 통계적 상세화한 후 지역별 상세수문시나리오를 생산하여 미래 예측에 활용하였다. 기후변화 시나리오의 상세화를 통한 상세지역의 기후를 예측하고, 예측된 기상자료를 이용하여 유역모델을 모의하여 미래의 유출 및 수질 변화를 파악할 수 있는 기술 개발로 인해 저수지의 운영에 도움을 주고, 주수지의 치수증대 사업 등 유출의 변화에 따른 하류하천 변화를 파악할 수 있고, 기후변화에 따른 하류하천에 대한 홍수기 때 치수, 이수 및 방재에 대하여 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
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• v.25 no.4
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• pp.446-454
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• 2023

The impact of climate change on agriculture is substantial, especially as global warming is projected to lead to varying temperature and humidity patterns in the future. These changes pose a higher risk for both crops and livestock, exposing them to environmental stressors under altered climatic conditions. Specifically, as temperatures are expected to rise, the risk of heat stress is assessable through the Temperature-Humidity Index (THI), derived from temperature and relative humidity data. This study involved the comparison of THI collected from 10 Korea Meteorological Administration ASOS stations spanning a 60-year period from 1961 to 2020. Moreover, high-resolution temperature and humidity distribution data from 1981 to 2020 were employed to generate high-resolution TH I distributions, analyzing temporal changes. Additionally, the number of days characterized by heat stress, derived from TH I, was compared over different time periods. Generally, TH I showed an upward trend over the past, albeit with varying rates across different locations. As TH I increased, the frequency of heat stress days also rose, indicating potential future cost increases in the livestock industry due to heat-related challenges. The findings emphasize the feasibility of evaluating heat stress risk in livestock using THI and underscore the need for research analyzing THI under future climate change scenarios.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.264-264
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• 2015

최근 기후변화는 우리 삶에 다양한 영향을 미치고 있으며, 이에 따른 수문순환 변화 역시 자명하게 받아들이고 있다. 이에 따라 수자원 취약성 평가 및 대책에 관한 연구는 다양하게 진행되고 있는 실정이다. 하지만 국내의 경우 전체 유역에 대한 수자원 취약성 평가 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 국내 총 12 수계인 한강, 안성천, 금강, 삽교천, 영산강, 섬진강, 탐진강, 만경강, 동진강, 낙동강, 태화강, 형산강 유역에 대한 수자원 취약성 평가를 실시하였다. 평가 방법으로는 장기간에 걸친 다양한 토양의 특징, 토지이용, 관리상태의 변화에 따른 크고 복잡한 유역의 유출량을 추정하기 위해 개발된 SWAT(Soil and Water Assessment Tool) 모형을 이용하여 수문 모형을 구축하였고, 유출 관련 매개변수 최적화 작업은 SWAT-CUP 모형을 이용하였다. 최적화된 매개변수의 적용을 통해 각 유역별 유출량을 산정하였다. 그 결과 2009년과 2011년은 한강, 낙동강, 금강, 영산강순 이였으며, 2010년은 낙동강, 한강, 금강, 영산강순 이였다. 면적별 유출량인 비유량(specific discharge)을 산정한 결과, 2009년에는 영산강, 낙동강, 금강, 한강순 이며, 2010년에는 영산강, 금강, 낙동강, 한강순 이였으며, 2011년에는 금강, 한강, 영산강, 낙동강 순을 보였다. 또한, 인구당 유출량 산정 결과 2009년에는 영산강, 금강, 낙동강, 한강순 이며, 2010년에는 영산강, 금강, 낙동강, 한강순 이며, 2011년에는 영산강, 금강, 낙동강, 한강순 이었다. 이를 바탕으로 국내 총 12 수계에 대한 수자원 취약성을 산정해보았다. 대응변수는 이수의 수요 및 공급적인 측면에서 구분하였으며, 사회/경제, 물 이용, 환경, SWAT으로 구성하였습니다. 수자원 취약성 평가를 위해 다기준의사결정기법(MCDM, Multi-Criteria Decision Making) 중 하나인 TOPSIS(Technique for Order of Preference by Similarity to Ideal Solution)기법을 사용하였다. 산정 결과 삽교천, 동진강, 형산강, 안성천, 섬진강, 만경강, 낙동강, 영산강, 태화강, 금강, 한강, 탐진강 순 이였다. 본 연구 결과는 향후 다중 공간에 구축한 고해상도 모형을 통해 국내 수문상황 진단 및 고해상도 미래 수문 시나리오 생산을 통한 수자원 관리에도 활용될 전망이며, 기후변화 취약성 평가를 위한 지표 개발에 이용될 예정이다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.43 no.3
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• pp.309-323
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• 2010

As climate changes and abnormal climates have drawn research interest recently, many countries utilize the GCM, which is based on SRES suggested by IPCC, to obtain more accurate forecast for future climate changes. Especially, many research attempts have been made to simulate localized geographical characteristics by using RCM with the high resolution data globally. To evaluate the impacts of climate and landuse change on water resources in the Han-river basin, we carried out the procedure consisting of the CA-Markov Chain, the Multi-Regression equation using two independent variables of temperature and rainfall, the downscaling technique based on the RegCM3 RCM, and SLURP. From the CA-Markov Chain, the future landuse change is forecasted and the future NDVI is predicted by the Multi-Regression equation. Also, RegCM3 RCM 50 sets were generated by the downscaling technique based on the RegCM3 RCM provided by KMA. With them, 90 year runoff scenarios whose period is from 2001 to 2090 are simulated for the Han-river basin by SLURP. Finally, the 90-year simulated monthly runoffs are compared with the historical monthly runoffs for each dam in the basin. At Paldang dam, the runoffs in September show higher increase than the ones in August which is due to the change of rainfall pattern in future. Additionally, after exploring the impact of the climate change on the structure of water circulation, we find that water management will become more difficult by the changes in the water circulation factors such as precipitation, evaporation, transpiration, and runoff in the Han-river basin.

• Journal of the Korean Geographical Society
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• v.47 no.2
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• pp.208-225
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• 2012

The spatial characteristics of changes in extreme temperature indices for 2070-2099 relative to 1971-2000 in the Republic of Korea were investigated using daily maximum (Tmax) and minimum (Tmin) temperature data from a regional climate model (HadGEM3-RA) based on the IPCC RCP4.5/8.5 at 12.5km grid spacing and observations. Six temperature-based indices were selected to consider the frequency and intensity of extreme temperature events. For validation during the reference period (1971-2000), the simulated Tmax and Tmin distributions reasonably reproduce annual and seasonal characteristics not only for the relative probability but also the variation range. In the future (2070-2099), the occurrence of summer days (SD) and tropical nights (TR) is projected to be more frequent in the entire region while the occurrence of ice days (ID) and frost days (FD) is likely to decrease. The increase of averaged Tmax above 95th percentile (TX95) and Tmin below 5th percentile (TN5) is also projected. These changes are more pronounced under RCP8.5 scenario than RCP4.5. The changes in extreme temperature indices except for FD show significant correlations with altitude, and the changes in ID, TR, and TN5 also show significant correlations with latitude. The mountainous regions are projected to be more influenced by an increase of low extreme temperature than low altitude while the southern coast is likely to be more influenced by an increase of tropical nights.

• Journal of Wetlands Research
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• v.21 no.spc
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• pp.107-116
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• 2019

Multi-purpose dams in Korea play a very important role in water management such as supplying water for living, industrial water, and discharging instream flow requirement to maintain the functions of river. However, the vulnerability of dam water supply has been increased due to extreme weather events that are possible linked to climate change. This study attempts to project the future dam inflow of six multi-purpose dams by using dynamically downscaled climate change scenarios with high resolution. It is found that the high flows are remarkably increased under global warming, regardless of basins and climate models. In contrast, the low flows for Soyangang dam, Chungju dam, and Andong dam that dam inflow are originated from Taebaek mountains are significantly decreased. On the other hand, while the low flow of Hapcheon dam is shown to increase, those of Daecheong and Sumjingang dams have little changes. But, the low flows for future period have wide ranges and the minimum value of low flows are decreased for all dams except for Hapcheon dam. Therefore, it is necessary to establish new water management policy that can respond to extreme water shortages considering climate change.