• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제23권2호
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• pp.117-126
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• 2006

지상에서 우주선 측정기(NM, Neutron Monitor)로 관측되는 우주선 세기의 일변화는 일평균 값의 $1{\sim}2%$ 정도의 진폭을 갖는 사인곡선의 형태를 보인다. 본 연구는 NM 관측소에서 우주선 일변화의 최대 및 최소 세기가 관측되는 지방시 변화의 통계적 경향 분석을 수행하였다. 우주선 일변화 최대 및 최소 세기 시각의 분포에 영향을 주는 우주선 중성자 관측소의 위치(cut-off rigidity)와 태양활동도의 영향을 분석해 보기 위해서 저위도 지방의 Haleakala(위도: 20.72N, cut-off rigidity: 12.91Gev)와 고위도 지방의 Oulu(위도: 65.05N, cut-off rigidity: 0.81Gev) 우주선 중성자 관측소의 1996년(태양활동 극소기) 및 2000년(태양활동 극대기) 우주선 관측 자료를 분석하였다. 태양활동 극대기의 우주선 일변화 최대 및 최소 세기 시각은 태양활동 극소기에 비해 약 $2{\sim}3$시간 정도 늦은 시각에 나타난다. 우주선 중성자 관측소의 위치 즉 위도별 분포(rigidity의 크기)에 따른 영향을 살펴보면, cut-off. rigidity가 Haleakala보다 작은 Oulu에서 우주선 일변화 최대 및 최소 세기 시각이 약 $2{\sim}3$시간 정도 늦게 나타나며, 이러한 현상은 극대기에 더욱 뚜렷하게 나타났다. 태양활동에 따른 행성간 자기장 세기의 변화와 위도에 따른 cut-off rigidity의 크기에 따라 우주선 세기 일변화 위상이 결정된다고 볼 수 있다.

• 천문학회보
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• 제40권1호
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• pp.45.2-45.2
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• 2015

우리는 최근 현대천문학의 가장 오래된 난제로 우리은하 헤일로의 형성과 깊은 관련이 있는 구상성단계의 오스터호프 이분법이 다중항성종족 패러다임 하에서 76년 만에 완벽히 규명되는 것을 발견하였다. 또한 이 연구의 기본 개념을 우리은하 벌지에 적용한 결과, 기존 국제학계의 이론과 완전히 다른 벌지의 형성기원에 대한 새로운 해석에 도달하였다. 우리은하의 벌지에 대한 대규모 측광 서베이 분석으로부터 double red clumps가 있다는 것이 2010년에 발견되었고, 이는 디스크와 바 불안정에 기인하는 은하중심부 X-shape 구조의 증거로 널리 받아들여지고 있다. 그러나 우리는 이와 같은 국제학계의 해석이 수평계열성의 항성진화이론을 간과한데서 비롯된 허구일 가능성을 제시하고자 한다. 우리의 모델에 의하면 관측된 double red clumps는 Omega Cen을 포함하는 대다수의 구상성단에서 발견되는 것과 동일한 헬륨함량이 증가된 2세대 별들(G2)에 의한 효과이다. 우리은하 벌지에 위치한 Terzan 5 구상성단처럼, 중원소함량이 높은 벌지에서는 G2에 해당하는 수평계열성들이 광도가 약 0.5등급 더 밝은 red clump 위치에 놓이게 되어 자연스럽게 double red clumps를 형성하게 된다. 앞으로 우리의 새로운 해석이 Gaia에 의한 삼각시차 거리결정으로 확인된다면, 이는 우리은하 벌지를 이루는 대부분의 별들이 Terzan 5와 같은 윈시 빌딩블럭들의 합병과 붕괴에 의해 형성되었다는 것을 암시하여, 우리은하는 물론, 조기형은하의 형성기원 연구에 큰 전환점이 될 것으로 기대한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.76-76
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• 2015

토양수분은 생태수문학에서 식생과의 상호작용의 중요한 인자이자, 대기와의 상호작용으로 인한 총체적인 물 순환에 밀접한 관련이 있다. 수문학적으로는 증발, 침투, 지하수 함량, 토양 침식, 식생 분포 등을 지배하는 중요한 요소이고, 특히 시 공간적 분포특성은 강수 사상 후 토양으로의 침투 및 토양수분의 재분포, 증발산과 불포화대에서의 오염물의 이송을 예측하는데 매우 중요하다. 또한, '07년 하천법 개정으로 증발산량 및 토양수분량이 신규 수문조사 항목으로 추가되어, 토양수분 측정에 대한 필요성이 높아졌다. 따라서, 2008년 5월, K-water연구원에서는 현재 시험유역으로 운영하고 있는 용담시험유역에 토양수분관측망(6개 관측소)을 구축하였다. 토양수분계는 토양수분을 결정하는 가장 중요한 인자인 강우자료의 획득이 이루어지는 지점에 설치하여 정확도와 신뢰도를 높일 수 있도록 용담시험 유역 내 6개 우량관측소에 설치하였다. 하지만 장비의 노후화에 따른 자료 취득의 어려움으로 인하여 2013년 4월, 토양수분계를 전면 교체하였다. 토양수분계는 기존의 FDR 방식에서 EC 농도에 대한 영향이 가장 적고, 플럭스 타워에 위치한 토양수분계 센서와 동일한 TDR 방식의 센서로 장비를 전면 교체하였다. 센서 설치 장소 변경에 따른 TDR 센서의 검증과 그리고 흙의 종류, 입도, 다짐도, 온도 등에 의한 오차가 발생 여부를 판단하기 위하여 이에 대한 보정을 실시하였다. 원지반 시료채취를 통하여 토양수분량을 측정하였고, TDR 센서에 의해 측정된 토양수분량과 채취된 시료에서 측정된 토양수분량의 결과를 비교하였고, 각 지점별 토양구성비와 전기전도도 조건을 고려하여 각 토층별 계수적용을 달리하여 센서 보정을 실시하였다. 그 결과 기존 센서 제조사에서 제안한 방정식을 그대로 사용하는 것 보다는 센서 검증을 통하여 얻은 계수보정에 의한 토양수분 변환식을 사용하는 것이 정확한 현장 자료를 확보할 수 있고, 신뢰도 높은 자료를 얻을 수 있다고 판단된다.

• 한국측량학회지
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• 제30권4호
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• pp.413-422
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• 2012

1960년대 GPS가 개발되어 2000년도 미국에서 SA(Selective Availability)를 해제함에 따라 본격적인 상용화가 시작되며 현재에 이르렀다. 개발을 거듭해온 GPS의 관측 방식 중 실시간 이동측량방식은 항상 2대의 수신기가 필요하며 기준국과 이동국의 거리가 멀어짐에 따라 정확도가 떨어지는 문제점이 발생한다. 이러한 개선방안으로 가상기지국 방식이 도입되었다. 가상기지국은 여러 개의 GPS상의 관측소 자료로부터 이동국 인근에 가상점을 생성시켜 이동국의 정밀한 위치를 결정하는 방식이므로 신뢰성과 이동성이 높다. 또한 현재의 지적기준점은 방위각법, 배각법, 다각망도선법 등의 방법으로 관측하여 사용하고 있으며, 측량성과가 서로 다른 기지점의 성과차, 도선의 길이에 대한 제약, 관측시의 여러 오차들로 인하여 문제점들이 많이 발생하고 있다. 따라서 본 연구에서는 상시관측소 데이터를 이용하여 지적기준점에 대하여 가상기지국 방식을 통한 데이터를 비교 분석하였다. 관측결과, 지적기준점을 관측한 토털스테이션을 사용하여 배각법으로 관측한 성과와 VRS-RTK로 관측한 성과를 비교한 결과 X축 평균오차 -0.08m, Y축 평균오차 +0.07m, 평균거리오차 0.11m로 나타났다.

• 한국지구과학회지
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• 제39권3호
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• pp.228-240
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• 2018

2015년부터 최근까지 차세대도시농림융합기상사업단에서는 수도권에 위치한 도시기상 관측소에서 관측된 기상자료(14소), 운고계(2소) 그리고 마이크로웨이브 라디오미터(MWR, 7소) 자료를 이용하여 태양에너지를 산출하였다. 수도권지역에 위치한 운고계에서 관측된 후방산란계수와 MWR에서 추정된 액상물량을 이용하여 구름광학두께와 운량을 산출하였다. 각각의 원격탐사장비에서 산출된 운량을 태양복사모델에 입력하여 지표면에 도달하는 태양에너지를 계산하였다. 추정된 태양에너지를 관측과 비교한 결과, 중랑과 광화문지점에서는 과소추정이 나타났다. 선형회귀분석한 결과 0.8이하의 기울기를 나타냈고 $-20W/m^2$의 음의 편차와 $120W/m^2$의 평방근오차(RMSE)가 나타났다. 그리고 MWR을 이용하여 추정된 태양에너지의 정확도(평균 결정계수$(R^2)=0.8$)와 오차율(평균 $RMSE=110W/m^2$)이 향상되었다. 월별 산출된 운량과 태양에너지는 운고계를 이용하여 산출하였을 때 운량이 0.09 이상 크게 나타났으며 태양에너지가 $50W/m^2$ 이상 낮게 산출되었다. 지점에 따라 차이는 있었으나 대체로 7월과 9월의 RMSE가 $50W/m^2$ 이상 크게 계산되었다. 결과적으로 일누적 태양에너지는 광화문지점에서 가장 높은 상관성이 나타났고($R^2=0.80$, RMSE=2.87 MJ/Day), 구로지점에서 상관성이 가장 낮았다($R^2=0.63$, RMSE=4.77 MJ/Day).

• 한국지구과학회지
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• 제38권7호
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• pp.561-569
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• 2017

2015년 12월 22일 전북 익산시 북쪽 지역에서 발생한 익산지진($M_L=3.85$)의 본진 및 2개 여진에 대해 FOCMEC (FOCal MEChanism determination) 프로그램을 이용하여 단층면해를 구하였다. 본진의 단층면해는 북동-남서 또는 북서-남동 방향의 단층면을 가지는 역단층성 주향이동단층운동의 특성을 보이며, 이는 남한 내륙지진의 단층운동 특성과 거의 유사하다. 익산지진 전후 발생한 미소지진 이벤트를 검출하고자 2015년 12월 15일~2016년 01월 22일 진앙으로부터 반경 100 km 이내에 위치한 13개 관측소에 기록된 연속 지진파형 자료를 PQLII 프로그램(PASSCAL, 2017)으로 분석하고, 19개 지진의 진원지를 새로 결정하였다. 미소지진의 진앙 분포는 특정 단층 혹은 구조선에 집중되는 현상은 나타나지 않았으나, 익산지진과 3개의 여진은 한곳에 집중 분포한다. 익산지진의 진도 분포는 전화 문의 및 피해 접수 자료를 수집하여 구하였으며, 또한, 각 관측소에 기록된 PGA (Peak Ground Acceleration)를 이용하여 계기진도를 도출하였다. 그 결과 익산지진의 MMI 진도등급은 최대 V로 평가된다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제25권2호
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• pp.101-112
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• 2008

청주 시내에 위치하고 있는 충북대학교 천문대의 교내 관측소에서 2002년부터 2007년까지 5년간 식쌍성들의 극심시각 결정을 위한 조직적인 CCD 관측이 수행되었다. 그 관측의 부산물로 우리는 2005년부터 2007년까지 CCD 영상 내에 있는 별들의 측광자료를 이용하여 백색광에 대한 1차 대기소광계수들을 결정하였고, 대기소광계수의 계절별, 년도별 변화 특성을 조사하였다. 대기소광계수를 결정하는데 사용한 관측일수는 2005년, 2006년, 그리고 2007년에 각각 57일, 51일, 그리 63일이다. 분석 결과, 2005년, 2006년, 그리고 2007년의 년도별 평균 대기소광계수와 그 표준편차는 대기질량(airmass) 당 각각 $0.^m34{\pm}0.^m18,\;0.^m38{\pm}0^m19$, 그리고 $0.^m45{\pm}0.^m20$으로, 도심에 위치하지 않은 정상적인 천문대에 비해 대기소광계수는 약 2배정도 크며, 표준편차는 약 4배정도 큰 것으로 나타났다. 한편, 대기미세 먼지농도와 대기소광계수를 비교해 본 결과, 대기미세 먼지농도와 대기소광계수가 비슷한 양상으로 변화하고 있어 두 양 사이는 강한 상관관계가 있는 것으로 보인다. 또한, 충북대학교 교내 관측소의 동쪽하늘의 소광계수가 서쪽하늘에 비하여 더 큰 것으로 나타났는데 이는 동쪽 지역이 서쪽 지역보다 더 개발되어 대기소광 공해 물질이 동쪽 하늘에 더 잔존하여 있기 때문으로 설명할 수 있다. 결론적으로 청주 지역 도심 하늘의 대기소광은 매년 $0.^m$06/airmass 정도 증가하는 추세에 있다. 이는 현재의 청주 밤하늘이 2배로 밝아지는데에 약 13년 밖에 걸리지 않는다는 것을 의미한다. 이 연구는 대기소광계수의 변화가 한 지역의 공해의 정도를 가르키는 지수로 중요하게 사용될 수 있음을 보여주고 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.1321-1326
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• 2009

강우는 수자원 확보 측면에서 근원이 되는 요소이다. 그러므로 정확한 확률강우량 산정은 미래의 가용 수자원량을 예측하는데 있어 중요한 사항중 하나이며 무엇보다 신중한 결정이 요구된다. 또한 하천의 범람에 의한 침수를 예방하는 수공구조물 등의 설계에 있어서는 신뢰할 수 있는 확률강우량 산정이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 최근 우리나라 극치강우확률분포로서 많은 연구가 이루어지고 있는 GEV 분포(GEV-O)를 기반으로 위치 매개변수에 시간의 함수를 고려한 개선된 GEV 분포(GEV-A)를 이용하여 서울지점에 적용함으로서 GEV-O 분포에 의한 확률강우량과 GEV-A 분포로 산정된 확률강우량을 비교 검토하였다. 먼저 임의의 난수 발생을 통해 최우도추정법과 확률가중모멘트법으로 매개변수를 추정한 GEV-O 분포와 최우도추정법으로 매개변수를 추정한 GEV-A 분포의 상대평균제곱근오차 (R-RMSE)를 계산하여 비교함으로서 GEV-A 분포의 효율성을 판단하였다. 사례연구는 1961년부터 2008년까지 서울강우관측소에서 측정된 연최대 1일 강우량으로 하였으며 $X^2$-검정, PPCC-검정으로 적합도 검정을 실시하였다. 강우빈도분석 결과 GEV-A 분포가 GEV-O 분포로 산정된 결과 보다 대체로 재현기간 200년 이상일 경우, 과다 산정되는 경향을 보였다. 추후 개선된 GEV 분포를 서울 인근 지점에 적용함으로서 지역빈도해석(Regional Frequency Analysis)을 실행하기 위한 연구가 진행되어야 할 것이다. 또한 확률홍수량 산정 등에도 개선된 GEV 분포를 이용함으로서 보다 정확하고 신뢰성 있는 확률수문량을 예측하여야 할 것이다.

• 한국농공학회논문집
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• 제54권2호
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• pp.137-145
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• 2012

본 연구에서는 2005년부터 2006년까지 충청남도 공주시 반포면에 위치한 봉곡천 유역의 경사지 밭을 포함하고 있는 산지하천에서 유출량, 총인, 총질소를 측정하였고 측정된 자료는 SWAT 모형을 통하여 장기간의 배출부하량 산정을 위해 모형의 보정 및 검정자료로 사용하였다. SWAT 모형의 보정 및 검정결과는 유출량은 일별자료를 이용하여 보정 및 검정을 실시하였다. 그 결과 결정계수 ($R^2$)가 0.80~0.83의 값을 보였으며 일별 T-N, T-P 부하량에 대한 보정 및 검정결과는 결정계수 ($R^2$)가 0.62~0.86의 값을 보였다. 모형의 보정 및 검정을 통해 결정된 최적매개변수를 적용하여 1997년부터 2006년까지 관측된 강우자료로 장기간의 유출량, T-N, T-P 배출부하량에 대한 SWAT 모형 시뮬레이션을 수행하였다. 또한 이를 바탕으로 하여 산지와 밭에 대한 원단위를 산정하였으며, 그 결과 산지에 대한 T-N의 원단위는 3.29 $kg/km^2/day$이었고 T-P에 대한 원단위는 0.15 $kg/km^2/day$로 나타났다. 또한 밭에서의 T-N에 대한 원단위는 11.15 $kg/km^2/day$이었고 T-P에 대한 원단위는 0.70 $kg/km^2/day$로 나타났으며 강우의 시간 및 공간적 변화에 따른 유출량을 고려한 산지와 밭에서의 영양염류 배출부하량을 산정하는데 SWAT모형을 적용하는 것이 타당성이 있는 것으로 판단되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1429-1433
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• 2010

수공구조물의 설계, 수자원 관리계획의 수립, 재해영향 검토 등을 수행할 때, 재현기간에 따른 확률개념의 강우량, 홍수량, 저수량 등을 산정하여 사용하게 되며, 보통 대상지역의 장기 수문관측 자료를 이용하여 수문사상의 확률분포를 산정한 후 재현기간을 연장하여 원하는 설계빈도에 해당하는 양을 추정하게 된다. 미계측지역 또는 관측자료의 보유기간이 짧은 지역의 경우는 지역빈도 분석 결과를 이용하게 된다. 지역빈도해석을 위해서는 강우자료들의 동질성을 파악하는 것이 가장 기본적인 과정이 되며 이를 위해 통계학적인 범주화분석이 선행되어야 한다. 지점 빈도분석의 수문학적 동질성 판별을 위해 L-moment 방법, K-means 방법에 의한 군집분석 등이 주로 사용되며 관측소 위치좌표를 이용한 공간보간법을 적용하여 시각화하고 있다. 강수량은 시공간적으로 변하는 수문변량으로서 강수량의 시간적인 특성 또한 강수량의 특성을 정의하는데 매우 중요한 요소이다. 이러한 점에서 본 연구를 통해 강수지점의 공간적인 좌표 및 강수량의 양적인 범주화에 초점을 맞춘 기존 지역빈도분석의 범주화 과정에 덧붙여 시간적인 영향을 고려할 수 있는 요소들을 결정하고 이를 활용할 수 있는 범주화 과정을 제시하고자 한다. 즉, 극치강수량의 발생 시기에 대한 정량적인 분석이 가능한 순환통계기법을 이용하여 관측 지점별 시간 통계량을 산정하고, 이를 극치강수량과 결합하여 시 공간적인 특성자료를 생성한 후 이를 이용한 군집화 해석 모형을 개발하는데 연구의 목적이 있다. 분석 과정에 있어서 시간속성의 정량화 및 일반화는 순환통계기법을 사용하였으며, 극치강수량과 발생시점의 속성자료는 각각의 평균과 표준편차를 이용하였다. K-means 알고리즘을 이용해 결합자료를 군집화 하고, L-moment 방법으로 지역화 결과에 대한 검증을 수행하였다. 속성 결합 자료의 군집화 효과는 모의데이터 실험을 통해 확인하였으며, 우리 나라의 58개 기상관측소 자료를 이용하여 분석을 수행하였다. 예비해석 단계에서 100회의 군집분석을 통해 평균적인 centroid를 산정하고, 해당 값을 본 해석의 초기 centroid로 지정하여, 변동적인 클러스터링 경향을 안정화시켜 해석이 반복됨에 따라 군집화 결과가 달라지는 오류를 방지하였다. 또한 K-means 방법으로 계산된 군집별 공간거리 합의 크기에 따라 군집번호를 부여함으로써 군집의 번호순서대로 물리적인 연관성이 인접하도록 설정하였으며, 군집간의 경계선을 추출할 때 발생할 수 있는 오류를 방지하였다. 지역빈도분석 결과는 3차원 Spline 기법으로 도시하였다.