• Communications of Mathematical Education
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• v.23 no.3
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• pp.583-597
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• 2009

The purposes of this study are to analyze error that the students in science and engineering show in the process of thinking a extremum value. First, in view of examples of incorrect answers that appeared in a test by students in science and engineering, it has been found that the most frequent incorrect answers were due to a lack of understanding about necessary matters and concepts. In this regard, it is necessary to use various examples and pictures(graphs) to teach students in science and engineering. In addition, it has been found that it is more effective to use questions asking why it happens and why they think that way to help those having difficulties in understanding various concepts and principles.

• Journal of Environmental Impact Assessment
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• v.11 no.3
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• pp.189-203
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• 2002

호우는 우리나라에 매년 약 60여명의 인명과 6,000억원에 달하는 재산 손실을 가져오는 가장 파괴적인 자연 재해이다. 그러므로, 강수 행태의 변화, 특히 호우 빈도와 규모의 변화를 이해하는 것은 악기상과 관련된 재해를 최소화하는데 필요한 환경영향평가에 필수적이다. 최근 기후변화의 징후로써 뿐만 아니라 사회에 미치는 영향 때문에 강수 극값에 대한 관심이 크게 증가하고 있다. 기후변화가 사회에 영향을 미치게 될 규모는 기후변동성의 변화, 특히 기후극값의 강도와 빈도에 의해서 결정 될 것이다. 본 연구의 목적은 한반도 남부지방의 장기간의 강수강도와 극값의 변화 경향을 파악하는 것이다. 장기간의 일 강수 자료(1920-1999)를 보유하고 있는 대구, 전주, 부산, 목포의 자료를 산술 평균하여 남부지방의 지역 일 강수 계열을 구축하였다. 남부지방의 연강수일수는 뚜렷한 감소현상이 나타나는 반면 연강수량은 약한 증가현상을 보인다. 이로 인해서 강수일수당 강수량을 보여주는 강수강도는 뚜렷하게 증가하고 있다. 이 모든 경향은 통계적으로 유의한 수준의 변화이다. 계절별로는 여름의 강수량 증가와 가을의 강수일 수 감소가 가장 뚜렷하다. 또한 강수극값의 규모를 나타내는 90번째, 95번째, 99번째 백분위수의 값도 증가하는 경향을 보여주고 있다. 호우 사상의 발생빈도와 그에 의한 강수량은 증가하는 반면, 비호우 사상의 발생빈도는 감소하고, 그에 의한 강수량에는 뚜렷한 경향이 나타나지 않았다. 남부지방에 나타난 강수일수의 감소는 비호우 사상의 감소에 의한 것이었고, 강수량의 증가는 호우 사상의 발생빈도와 그에 의한 강수량 증가에 의한 것 임을 알 수 있다. 위의 결과는 한반도에서도 기후변화에 의한 수문순환의 강화를 나타나고 있음을 보여주는 것으로, 기후변화에 대응하기 위한 적절한 지역영향평가를 위해서는 강수 극값에 대한 보다 상세한 분석이 필요함을 제안하고 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.365-365
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• 2022

강우에 따른 유역 내 유출량은 수문순환에서 중요한 요소 중 하나이며, 과거부터 강우-유출 모델링을 위한 여러 물리적 수문모형들이 개발되어왔다. 또한 최근 딥러닝 기술을 기반으로한 강우-유출 모델링 접근 방식이 유효함을 입증하는 여러 연구가 수행됨에 따라 딥러닝을 기반으로한 유출량 모의 연구도 활발히 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 물리적 수문모형인 SWAT(Soil Water Assessment Tool)과 딥러닝 기법 중 하나인 LSTM(Long Short-Term Memory)을 사용하여 연구대상지 유출량을 모의했으며, 두 모형에 의해 모의 된 유출량의 극값을 비교 분석했다. 연구대상지로는 영산강 유역을 선정했으며, 영산강 유역의 과거 기간의 기후 변수 모의를 위해 CMIP(Coupled Model Intercomparison Project)6 GCM(General Circulation Model)을 사용했다. GCM을 사용하여 모의 된 기후 변수들은 영산강 유역 내 기상관측소의 과거 기간 관측 값을 기반으로 분위사상법을 사용하여 편이보정 됐다. GCM에 의해 모의 된 기후 변수 및 SWAT, LSTM에 의해 모의 된 유출량은 각각 영산강 유역 내 기상관측소 및 수위관측소의 관측 값을 기반으로 재현성을 평가했다. SWAT 및 LSTM을 사용하여 모의 된 유출량의 극값은 GEV(General Extreme Value) 분포를 사용하여 추정하였다. 결과적으로 GCM의 기후 변수 모의 성능은 과거 기간 관측 값과 비교했을 때 편이보정 후에서 상당히 향상되었다. 유출량 모의 결과의 경우 과거 기간 유출량의 관측 값과 비교했을 때 LSTM의 모의 유출량이 SWAT보다 과거 기간 유출량을 보다 근접하게 모의했으며, 극값 모의 성능의 경우 또한 LSTM이 SWAT보다 높은 성능을 보였다.

• Journal of the Korean earth science society
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• v.42 no.5
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• pp.524-535
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• 2021

Rapid climate change and oceanic warming have increased the variability of oceanic wave heights over the past several decades. In addition, the extreme wave heights, such as the upper 1% (or 5%) wave heights, have increased more than the heights of the normal waves. This is true for waves both in global oceans as well as in local seas. Satellite altimeters have consistently observed significant wave heights (SWHs) since 1991, and sufficient SWH data have been accumulated to investigate 100-year return period SWH values based on statistical approaches. Satellite altimeter data were used to estimate the extreme SWHs at the Ieodo Ocean Research Station (IORS) for the period from 2005 to 2016. Two representative extreme value analysis (EVA) methods, the Initial Distribution Method (IDM) and Peak over Threshold (PoT) analysis, were applied for SWH measurements from satellite altimeter data and compared with the in situ measurements observed at the IORS. The 100-year return period SWH values estimated by IDM and PoT analysis using IORS measurements were 8.17 and 14.11 m, respectively, and those using satellite altimeter data were 9.21 and 16.49 m, respectively. When compared with the maximum value, the IDM method tended to underestimate the extreme SWH. This result suggests that the extreme SWHs could be reasonably estimated by the PoT method better than by the IDM method. The superiority of the PoT method was supported by the results of the in situ measurements at the IORS, which is affected by typhoons with extreme SWH events. It was also confirmed that the stability of the extreme SWH estimated using the PoT method may decline with a decrease in the quantity of the altimeter data used. Furthermore, this study discusses potential limitations in estimating extreme SWHs using satellite altimeter data, and emphasizes the importance of SWH measurements from the IORS as reference data in the East China Sea to verify satellite altimeter data.

• Journal of Navigation and Port Research
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• v.47 no.6
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• pp.315-323
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• 2023

Marine accidents due to loss of stability of small ships have continued to increase over the past decade. In particular, since sudden winds have been pointed out as main causes of most small ship accidents, safety measures have been established to prevent them. In this regard, to prevent accidents caused by sudden winds, a systematic analysis technique is required. The aim of the present study was to develop a probabilistic approach to estimate extreme value and evaluate effects of wind on motion characteristics of ships. The present study included studies of motion analysis, extraction of extreme values, and motion characteristics. A series analysis was conducted for three conditions: wave only, wave with uniform wind speed, and wave with the NPD wind model. Hysteresis filtering and Peak-Valley filtering techniques were applied to time-domain motion analysis results for extreme value extraction. Using extracted extreme values, the goodness of fit test was performed on four distribution functions to select the optimal distribution-function that best expressed extreme values. Motion characteristics of a fishing boat were evaluated for three periodic motion conditions (Heave, Roll, and Pitch) and results were compared. Numerical analysis was performed using a commercial solver, ANSYS-AQWA.

• Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
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• v.14 no.4
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• pp.155-160
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• 2012

This study was conducted to develop a practical method for estimating the extremes of minimum air temperature with given return-period based on the frequency distribution of daily minimum air temperature in January. Daily temperature data were collected from 61 meteorological observatories country-wide from 1961 to 2010. Most of daily minimum temperature in January could be represented by a normal-distribution, so it is possible to predict stochastically the lowest temperature by the mean and standard deviation. We developed a quadratic function to estimate standard deviation in terms of daily minimum temperature in January. Also, we introduced a coefficient which can be used to predict an extreme of minimum temperature with mean and standard deviation, and is dependent on return-periods. Using this method, we were able to reproduce the past 30-year extremes with an error of 1.1 on average and 5.3 in the worst case.

• 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.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.229-233
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• 2008

기상청은 작년 말 전국 60개 지점 기상관측 자료 분석결과로부터 2007년 평균기온($13.5^{\circ}C$)이 1998년($13.6^{\circ}C$)에 이어 두 번째로 높게 나타났으며, 2007년 전국 강수량(1498.5mm)은 평년보다 13.9% 증가한 것을 확인하였다. 그리고 한반도 기후변화의 특징으로 기상 사상의 극값이 증가하고 있음을 추가로 언급한 바 있다. 과거에는 발생하지 않았던 고강도의 강우, 기온 상승과 같은 극치 사상의 잦은 출현빈도가 원인이 되고 있다. 그러나 이들 현상들은 일정한 패턴과 규칙에 따라 발생하지 않아 판단기준이나 경향성을 객관화 또는 정량화하기에 무리가 따른다. 본 논문에서는 기후변화가 우리나라의 극한 사상 변동과 그 영향을 분석하기 위하여 SRES B2 온난화가스시나리오와 YONU CGCM 으로부터 모의된 강우 시계열 자료를 이용하여 미래의 극치 사상의 경향성을 계절에 따라 비교 분석하였다.

• Journal of the Korean earth science society
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• v.25 no.6
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• pp.474-483
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• 2004

This paper analyzed the characteristics of daily ozone variations over Kangreung and Wonju. It was found that the diurnal cycle of ozone over Wonju has a primary ozone peak in the afternoon and a minimum around sunrise, which is a typical diurnal ozone cycle observable in the urban area. However, the cycle over Kangreung shows a primary peak in the afternoon and secondary peak around 3 a.m. The amounts of ozone in the secondary peak is occasionally higher than that in the primary peak. This nocturnal ozone peak is frequently observed year-round, and the highest frequency and extent are observed in spring. The possible cause of this nocturnal ozone increase was investigated using meteorological parameters and the HYSPLIT trajectory model. It was found that the nocturnal ozone peak is highly correlated with strong wind speed, which has led to positive temperature anomaly. The trajectory model revealed that when the secondary peak occurred, the air was originated from the west and a sinking motion subsequently followed. These findings suggested that when the westerly wind is strongest in spring, the polluted airs from urban areas are transported to the upper boundary layer over Kangreung area. In the case of strong wind during the night, nocturnal ozone peaks were produced by active vertical mixing between lower boundary and upper boundary layers.

• Communications of Mathematical Education
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• v.18 no.1 s.18
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• pp.239-248
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• 2004

본 논문에서는 맨델브로트(Mandelbrot) 집합의 개념을 3차의 복소 다항식 z^3$+c 에 확장시켜 3차 분기집합을 정의하고, 이 집합의 2-주기 성분의 경계선 방정식과 관련 기하학적 성질을 고등학교 및 대학에서 다루는 미적분학 관점에서 분석하고자 한다. 복소수, 삼각함수, 매개함수, 함수의 극값, 미분 및 적분 등의 기초 이론을 활용하여 2-주기 성분의 경계선 방정식을 매개함수로 표시하고, 경계선의 내부 면적, 둘레 길이, 무게중심 등을 이론적으로 기술한다. 수학 소프트웨어인 매스매티카(Mathematica)를 활용하여 2-주기성분의 작도 및 기하학적 성질에 관한 수치 해석적 결과를 제시하고자 한다.