• Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
• /
• v.25 no.4
• /
• pp.368-375
• /
• 2023

In this study, we examined the error characteristic and bias correction method for one-month temperature forecast data produced through joint development between the Rural Development Administration and the H ong Kong University of Science and Technology. For this purpose, hindcast data from 2013 to 2021, weather observation data, and various environmental information were collected and error characteristics under various environmental conditions were analyzed. In the case of maximum and minimum temperatures, the higher the elevation and latitude, the larger the forecast error. On average, the RMSE of the forecast data corrected by the linear regression model and the XGBoost decreased by 0.203, 0.438 (maximum temperature) and 0.069, 0.390 (minimum temperature), respectively, compared to the uncorrected forecast data. Overall, XGBoost showed better error improvement than the linear regression model. Through this study, it was found that errors in prediction data are affected by topographical conditions, and that machine learning methods such as XGBoost can effectively improve errors by considering various environmental factors.

• Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
• /
• v.14 no.3
• /
• pp.132-141
• /
• 2012

Climate change impact assessment of cereal crop production in South Korea was performed using land attributes and daily weather data at a farm scale as inputs to crop models. Farmlands in South Korea were grouped into 68 crop-simulation zone units (CZU) based on major mountains and rivers as well as existing land use information. Daily weather data at a 1-km grid spacing under the A1B- and RCP8.5 scenarios were generated stochastically to obtain decadal mean of daily data. These data were registered to the farmland grid cells and spatially averaged to represent climate conditions in each CZU. Monthly climate data for each decade in 2001~2100 were transformed to 30 sets of daily weather data for each CZU by using a stochastic weather generator. Soil data and crop management information for 68 CZU were used as inputs to the CERES-rice, CERE-barley and CROPGRO-soybean models calibrated to represent the genetic features of major domestic cultivars in South Korea. Results from the models suggested that the heading or flowering of rice, winter barley and soybean could be accelerated in the future. The grain-fill period of winter barley could be extended, resulting in much higher yield of winter barley in most CZUs than that of rice. Among the three major cereal grain crops in Korea, rice seems most vulnerable to negative impact of climate change, while little impact of climate change is expected on soybeans. Because a positive effect of climate change is projected for winter barley, policy in agricultural production should pay more attention to facilitate winter barley production as an adaptation strategy for the national food security.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2011.05a
• /
• pp.390-390
• /
• 2011

본 연구는 기초기술연구회의 위성정보 활용 지원 운영사업(과제명: 위성영상을 이용한 하천정보 생산 및 활용에 관한 연구)의 연구비 지원에 의해 수행되었습니다. 지난 2010년 6월 발사된 천리안 위성이 약 9개월간의 정지궤도 시험운행을 마치고 본격적으로 위성자료 서비스를 시작함에 따라 한반도 악기상 관측 및 예측 정확도 향상에 기여할 것으로 예상된다. 최근 기후분야 외에도 수자원, 방재, 농업, 해양 등 다양한 응용분야에서 기상위성을 활용하고자 하는 연구가 수행되고 있으며 자료제공 시간의 단축과 기상자료 산출물의 제공으로 천리안 위성은 향후 광범위하게 활용 될 것으로 예상된다. 본 연구는 천리안 위성의 수자원 분야 활용을 위한 기반연구로 천리안 위성과 동일한 채널 특성을 보유한 MTSAT-1R 기상위성을 이용하여 면적강우량을 추정하고 이를 지상관측소를 이용하는 강우보정기법에 적용하며 강우산정 결과를 레이더 및 티센, 크리깅 등과 비교하였다. 강우추정은 NOAA NESDIS의 Power-law 공식을 이용하였으며 지상관측소를 이용한 강우보정은 조건부 합성기법을 적용하였다. 연구대상 유역은 충주댐 유역과 충주댐 유역 상류에 위치한 영월수위표 지점 상류유역을 대상으로 하였으며 레이더 차폐에 따른 레이더 강우량의 감쇄 효과를 분석하고 지형적 특성에 영향 받지 않는 기상위성을 이용한 강우량 산정 기법의 활용성을 제시하였다. 연구결과 레이더 차폐에 영향 받지 않는 영월 수위표 상류유역의 경우 레이더를 이용한 강우량 산정결과와 기상위성을 이용한 결과가 큰 차이가 없으나 전체 유역면적의 절반 정도가 레이더 차폐 지역에 포함되는 충주댐 유역의 경우 레이더를 이용할 경우 20%~35% 가량 강우량이 과소 추정되는 것으로 나타났다. 본 연구를 토대로 산악지형에 의해 레이더 차폐가 발생되는 유역에 대해 기상위성의 활용을 기대할 수 있을 것으로 판단되었다.

• Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
• /
• v.10 no.1
• /
• pp.9-16
• /
• 2008

In this study we investigated the effects of the microclimatic conditions on tree growth in different site types for natural deciduous forests in Korea. First, we classified all the sites into 36 types according to their aspect (east, west, south, and north), elevation (higher than 1,000 m, 700$\sim$1,000 m, and lower than 700 m), and topographical conditions (ridge, slope, and valley). For each site type, we measured diameter growth with increment borer, and then estimated periodic annual increment of diameter, height and volume. We applied a topoclimatological technique for estimating microclimatic conditions, and produced monthly climatic estimates from which 17 weather variables (including indices of warmth, coldness, and aridity) were computed for each site type. The periodic annual increments of diameter, height, and volume were then correlated by regression analysis with those weather variables to examine effects of microclimate on tree growth by site type. We found that the correlation of diameter growth by site type was significantly correlated with most weather variables except daily photoperiod. Water condition was the most important factor for the height growth. For volume growth, on the other hand, the conditions such as relatively high temperature and low humidity provided favorable environment. Our regression analysis shows that aridity index is a good predictor for tree growth including diameter, height and volume increments.

• Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
• /
• 2003.11a
• /
• pp.510-511
• /
• 2003

서울 도심지 청계천 구역에서 대규모 하천 복원공사가 2003년 7월 1일부터 시작되었다. 공사구간은 연장길이 약 5.84km로서 이러한 도심지내 대규모 복원사업은 세계적으로도 그 사례가 드물다. 도시의 열환경을 해석ㆍ평가하는 데는 대상으로 하는 지역의 온도와 습도의 시ㆍ공간적 기상관측 자료가 중요한 정보가 된다. 그러나, 이러한 평가를 위하여 지금까지는 도시기후 모델을 이용한 수치 시뮬레이션에 의한 평가만 이루어 지고 있었으며, 실측에 의한 열환경 개선효과 등의 검증은 극히 미흡하였다. 사실 실측에 의한 검증을 위하여는 청계천 복원 전후의 관측과 충분한 관측지점 수의 확보가 이루어져야 한다.(중략)

• Proceedings of The Korean Society of Agricultural and Forest Meteorology Conference
• /
• 2002.11a
• /
• pp.65-68
• /
• 2002

몇 개 농업관련 시험장에서 북한 벼 품종의 출수반응을 관찰한 결과 북한에서 조생종으로 분류된 품종들은 온도에 민감한 반응을 보여 기준품종인 남한의 오대벼에 비해 출수가 빨랐고, 중생종은 그보다 출수가 늦어 전체적으로 남한 품종의 조만성과 유사하였다 (양 등, 2000). 또한 유전자 분석을 통해 북한품종 및 계통 101개를 남한품종과 비교해 본 결과 40% 유사도 수준에서 남한 품종과 같이 통일형과 자포니까형으로 나눌 수 있었으며, 자포니카형 품종들간 유사도는 80%에 달했다.(정 등, 2001)(중략)

• Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
• /
• v.6 no.4
• /
• pp.272-289
• /
• 2004

The spatial resolution of local weather and climate information for agronomic practices exceeds the current weather service scale. To supplement the insufficient spatial resolution of official forecasts and observations, gridded climate data are frequently generated. Most ecological models can be run using gridded climate data to produce ecosystem responses at landscape scales. In this lecture, state of the art techniques derived from geospatial climatology, which can generate gridded climate data by spatially interpolating point observations at synoptic weather stations, will be introduced. Removal of the urban effects embedded in the interpolated surfaces of daily minimum temperature, incorporation of local geographic potential for cold air accumulation into the minimum temperature interpolation scheme, and solar irradiance correction for daytime hourly temperature estimation are presented. Some experiences obtained from their application to real landscapes will be described.

• Journal of Korean Society for Geospatial Information Science
• /
• v.19 no.2
• /
• pp.19-27
• /
• 2011

The objective of this study was to suggest technical approaches for preparation and down scaling of climate data used for predicting the potential forest distribution. To predict the forest distribution, we employed a Korean-specific forest distribution model, so-called the TAG(Thermal Analogy Group), and defined the PFT(Plant Functional Types) based on the HyTAG(Hydrological and Thermal Analogy Group). The climate data with 20km spatial resolution were interpolated to fit on the input data format with 1km spatial resolution. Two potential forest distribution maps were estimated using climate data constructed by kriging, one of the interpolation and down-scaling approaches, with and without lapse rate considered. Through the verification process by comparing two potential maps with the actual vegetation map, the forest distribution using the lapse rate was proven to be 38% more accurate.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2015.05a
• /
• pp.274-274
• /
• 2015

전 세계적으로 식량과 물 안보에 대한 중요도가 높아지고 있으며 이에 따라 물발자국은 식량과 물을 연계하는 요소로서 거론되고 있다. 물발자국은 제품이 생산되는 과정동안에 사용되는 물의 양을 의미하며 $m^3/ton$으로 표현한다. 이러한 물발자국은 작물 필요수량 및 생산량을 기반으로 산정되기 때문에 기후변화와 밀접한 관계가 있다. 따라서 농업 및 수자원 계획 분야에서 물발자국의 활용성을 높이기 위해서는 기후변화에 따른 우리나라 농산물의 물발자국 변화를 살펴보는 것이 필요하다. 이에 따라 본 연구에서는 기후변화에 따른 논벼의 농업용수량 및 생산량 산정을 통하여 미래의 녹색 및 청색 물발자국을 산정하고, 시기 및 시나리오별 불확실성 및 민감도를 평가하고자 하였다. 기후변화 시나리오는 RCP 기반의 신 기후변화 시나리오를 이용하였으며, 물발자국 산정 작물은 우리나라의 주곡인 논벼를 대상으로 하였다. 물발자국은 작물의 단위생산량당 소비되는 물의 양으로 정의되며, 최근 연구에서 물발자국은 용수 공급원에 따라 녹색(green), 청색(blue), 회색(grey) 물발자국으로 구분하여 산정되고 있다. 본 연구에서는 작물의 증발산으로 소비되는 수량만을 물발자국 산정에 적용하여 증발산량 중 강우에 의해 공급되는 수량인 녹색 물발자국과 관개에 의해 인위적으로 공급되는 수량인 청색물발자국을 산정하였다. 기후변화에 따른 미래의 작물의 생산량을 산정하기 위해 작물모델로 기상, 재배관리, 작물의 유전정보, 토양수분 및 질소의 효과까지 고려하여 작물의 생육뿐만 아니라 생산량까지도 모의할 수 있는 CERES-Rice모델을 적용하였다. 미래 기후 전망을 위한 전지구모형은 종류가 다양하고 모형의 특성과 모형 입력 자료에 따라 모의 결과가 상이하게 나타남에 따라 불확실성을 내포하고 있다. 따라서 기후변화에 능동적으로 대처할 수 있는 논벼의 물발자국을 산정하기 위하여 각 시나리오 및 시기별 물발자국의 불확실성 및 민감도를 분석하였다. 본 연구의 결과는 기후변화에 따른 미래 농업수자원의 변화를 분석하는데 이용될 수 있을 뿐 만아니라 우리나라 미래 국가수자원 정책의 수립을 위한 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2020.06a
• /
• pp.198-198
• /
• 2020

기후 내적 변동성(Climate Internal Variability, CIV)은 기후를 이해하는 데 중요한 역할을 하며 기후예측에 있어 주요 불확실성 원인들 중 하나이다. 본 연구는 다양한 이산화탄소 배출 시나리오에 대해 CIV와 기후학적 평균(Climatological Mean, CM)을 추정하는 것을 목표로 한다. 확률론적 날씨생성기(Stochastic Weather Generator)를 이용하여 국내 40개 기상 관측소에 대해, 30년에 해당하는 시단위 시계열 100개 앙상블을 생성하였다. CIV는 Detrend 방법과 Differenced 방법을 이용하여 추정되었으며, noise 계산값과 비교하였다. 그 결과, CIV 값과 noise 값들 사이의 correlation이 매우 높았으며, 제시된 방법론이 신뢰할 수 있음을 검증하였다. 국내 40개 지역에 적용하여 계산된 CIV와 CM의 주요 결과는 다음과 같다. (1) 국내의 대부분의 지역에 있어 평균적으로 CM과 CIV는 미래에 증가할 것이며, 그 증가 정도는 RCP 8.5의 경우와 먼 미래END(2071-2100년) 기간에서 더 커질 것이다; (2) CM과 CIV의 미래 변화의 특성은 강수의 특성 지수에 따라 다르다. 강수량의 양을 나타내는 3개의 지수(총 강수량, totPr, 일 최대 강수량, maxDa 및 시간당 최대 강수량, maxHr)와 강수량의 발생일수를 나타내는 지수(무강우 일수, nonPr)의 특성은 크게 다르다. (3) CIV와 CM의 변화 요인들 사이의 관계를 조사하면 maxDa와 maxHr에 대해서는 그들 사이에 높은 상관관계가 있지만 다른 지수에는 그렇지 않다. (4) 국내에서 CIV 값이 공간적으로 변동성이 큰 경우는 계절적으로 여름이며, 이는 totPr 및 maxDa에서만 유효하다. 시단위 시계열 앙상블을 생성하여 추정된 기후내적변동성 정보는 기후 변화의 영향을 평가하고 적절한 적응 및 대응 전략을 개발하는 데 도움이 될 것이다.