• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.34 no.6
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• pp.325-334
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• 2022

It has been more than 30 years since the term climate change began to become popular, but recently, rapid accelerated phenomena are appearing in the form of extreme weather all over the world. It is showing a distinctly different phenomenon from previous years, with heavy rain falling in the Death Valley desert in the U.S., and temperatures rising more than 40 degrees in Europe. In the Korean Peninsula, super typhoons with very strong wind speeds have become a major disaster risk for many years, and the supply of more energy due to the rise in sea temperature increases the possibility of super typhoons, requiring a proactive response. Unlike the method using numerical analysis, this study analyzed past typhoon data to study changes in typhoon characteristics for coastal disaster prevention. Existing studies have targeted all typhoons that have occurred, but in this study, a specific area was set up in the southern ocean of the Korean Peninsula and then a study was conducted. The subjects of the study were typhoons that occurred over the past 40 years from 1980 to the present, and it was confirmed that the maximum wind speed of typhoons affecting the Korean Peninsula increased slightly. The wind speed of typhoons in the specific area is about 80% of the maximum wind speed in their lifetime, and a correlation with ENSO could not be confirmed.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.13-13
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• 2023

디지털 기술은 오늘날 플랫폼과 디지털 트윈의 기술도입을 통해 현실 세계를 네트워크와 가상세계와의 연결이 통합되어진 가상 현실 세계의 입문 도약이다. 현실에서 가상현실의 사이의 디지털 전환(digital transformation)에는 디지털 기술과 솔루션을 비즈니스의 모든 영역에 통합하는 것이 포함된다. 이러한 디지털 전환의 핵심은 데이터에 관한 것이며, 데이터를 활용하여 가치를 창출하고 고객경험과 비즈니스 영역을 극대화하는 방식을 제공한다. 최적의 데이터를 제공하기 위한 플랫폼과 가상 현실세계 구현을 위한 디지털 트윈의 상호연계 관한 기본 개념은 데이터 수집, 데이터 분석, 데이터 시각화 및 데이터 보고와 같은 데이터 비즈니스이다. 현장 데이터는 디지털 양식을 통해 수집, 기록, 저장된다. 현장 IoT 기반 데이터(사진 및 비디오 매체 등)는 지속적으로 수집되고 종종 다른 데이터베이스에 저장되지만 지리 공간적 위치에 연결되지 않는다. 모든 디지털 발전을 조화시키고 지하수 데이터에서 더 빠른 이해를 도출하기 위해서는 디지털 트윈이 시작되어야 한다. 단일 지하수플랫폼에서 현장 조건을 시각화하고 실시간 데이터를 스트리밍하며, 과거 3D 데이터와 상호작용하여지질 또는 지화학 데이터를 선택적 사용을 위해 지하수 플랫폼과 디지털 트윈이 연계되어야 한다. 데이터를 디지털 정보모델과 연결하면 디지털 트윈에 생명을 불어넣을 수 있지만 디지털 트윈의 가치를 극대화하려면 여전히 데이터 플랫폼 서비스와 전달 방식을 선택해야 한다. 지하수 플랫폼동시성을 갖는 디지털 트윈은 정적 및 동적 데이터를 저장하는 데이터베이스 또는 크라우드 서비스에서 데이터를 가져오는 API(애플리케이션 프로그래밍 인터레이스), 디지털 트윈을 위한 호스팅 공간, 디지털 대상을 구축하는 소프트웨어, 구성 요소 간 읽기/쓰기를 위한 스크립트, chatGPT 및 API를 활용할 수 있다. 이를 통해 수집된 데이터의 실시간 양방향 통신기술인 지하수 플랫폼 기술을 활용하여 디지털 트윈을 적용하고 완성할 수 있고, 이를 지하수 분야에도 그대로 적용할 수 있다. 지하수 분야의 디지털 트윈 기술의 근간은 지하수 모니터링을 위한 관측장치와 이를 활용한 지하수 플랫폼의 구축 및 양방향 자료전송을 통한 분석 및 예측기술이다. 특히 낙동강과 같이 유역면적이 넓고 유역 내 지자체가 많아 이해관계가 다양하며, 가뭄과 홍수/태풍 등 기후위기에 따른 극한 기상이변가 자주 발생하고, 또한 보 및 하굿둑 개방 등 정부정책 이행에 따른 민원이 다수 발생하는 지역의 경우 하천과 유역에 대한 지하수 플랫폼과 디지털 트윈의 동시성 기술적용 시 지하수 데이터에 대한 고려가 반드시 수반되어야 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.316-316
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• 2023

2022년 8월 수도권 이상폭우로 인해 서울 도심지역의 지하시설, 도로, 주택 등에 침수가 발생하면서 인명 및 재산피해가 발생하였으며, 특히 동서로 가로지르는 정체전선으로 좁고 긴 비구름이 집중되면서 국지적으로 피해가 집중되었다. 서울시의 경우 도시화에 따른 불투수지역 증가 및 내수배제 불량에 따른 빗물 역류로 인한 피해가 지속적으로 발생하고 있으며, 최근에는 기후변화에 따른 방재성능목표 강우량을 초과하는 빈도의 이상폭우로 인해 하천범람과 내수배제 불량에 따른 복합적인 원인으로 침수피해 가중되고 있는 실정이다. 또한 서울시의 경우 전체 자연적, 사회적, 경제적, 환경적 요인 등의 지역적 편차가 매우 큰 도시로 지형적인 특성뿐만 아니라 취약시설(병원, 학교 등), 수방시설물(하천, 배수시설, 빗물펌프장 등) 및 방재시설(대피소, 구호소 등) 밀도 등에 따른 침수 취약성 및 위험성 등의 편차가 매우 크기 때문에 지역특성에 대한 피해사례가 다원화 되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 30년 이상의 종관기상관측(ASOS)과 서울시 자치구별 20년 이상의 방재기상관측(AWS)자료를 기반으로 CMIP6 SSP(Shared Socioeconomic Pathways, 공통사회 경제경로)시나리오에 따른 극한기후 지수(강수강도, 호우일수, 지속기간, 1일 최대강수량, 95퍼센타일 강수일수 등)에 대한 재현성을 평가하고 공간자기상관분석 등 시공간적인 강우특성에 대한 변화를 전망하였다. 특히 여름철 강우의 경우 자치구별 편차가 크게 나타났고 이를 통해 대도시의 도심지역의 경우 세분화하여 지역의 정확한 강우특성을 파악하는 것이 필요하다는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과는 도심지의 방재성능 초과강우 정의와 기준을 수립하고, 장기적인 수자원 및 도시계획 차원의 대책을 마련하는데 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 기후위기에 따른 기록적인 호우(지역별 방재성능을 초과하는 강우)에 따른 재해는 구조적인 대책을 통해 모두 저감할 수 없는 한계가 있다. 하지만 인명피해를 최소화하는 것을 목표로 기후위기에 대한 적응단계로 인식하고 수리·수문학적, 사회경제학적 등 지역특성에 따른 방재성능목표 강우량에 대한 재검토와 더불어 법제도(풍수해보험, 저류조설치 의무화 등), 개인별 재해예방, 취약계층 안전망 확보, 반지하주택 침수안전대책, 재해지도 개선 등 구조적/비구조적인 대책을 통합 수립 및 보완하는 것이 필요한 시점이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.151-151
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• 2023

본 연구는 호우(heavy rain) 발생 시 대기 중 미세먼지(particulate matter, PM) 저감효과를 규명하고 강우 지속에 따른 빗물 수질(pH, 전기전도도(electrical conductivity, EC), 수용성 이온) 분석을 통해 대기 중 PM이 빗물 수질에 미치는 영향을 평가하였다. 2020년 3월부터 2021년 2월까지강우 강도(7.5 mm/h)를 기준으로 총 6회의 강우를 대상으로 하였으며 빗물 샘플은 집수장치를 통해 50 mL를 연속적으로 수집하여 수질을 분석하였다. 대기 중 PM_2.5 (≤ 2.5 ㎛ in diameter) 및 PM₁₀ (≤ 10 ㎛ in diameter) 농도는 기상청 내 부산 남구 대연동 관측소의 automatic weather system (AWS)에서 측정된 일평균 자료를 이용하였다. 강우에 따른 대기 중 PM의 저감효율은 상대적으로 PM₁₀에서 뚜렷하게 나타났으며, 특히 강우 강도 7.5 mm/h 이상(유형 1)의 호우 발생 시60% 이상의 저감효율을 보였다. 반면, 강우 강도 7.5 mm/h 이하(유형 2)일 때는 10% 이하의 저감효율을 보였으며, 강우 지속에 따라 대기 중 PM₁₀ 농도가 증가하는 경향을 보이기도 하였다. 총108개의 빗물 샘플 수질을 분석한 결과, 유형 1의 경우 초기 빗물의 평균 EC는 58.5 µS/cm으로 상대적으로 높았으며 대기 중 PM₁₀과 양의 상관관계(r = 0.99)를 보였고 평균 pH는 4.3으로 산성도가 높게 나타났으며 대기 중 PM₁₀과 음의 상관관계(r = -0.99)를 보였다. 반면, 유형 2의 경우 대기 중 PM₁₀과 EC (r = -0.56) 및 pH (r = -0.41) 간 뚜렷한 상관관계가 나타나지 않았다. 또한 강우가 지속됨에 따라 EC와 수용성 양이온(Na⁺, Mg²⁺, K⁺, Ca²⁺, NH₄⁺) 및 음이온(Cl^-, NO₃^-, SO₄^2-)의 농도는 지속적으로 감소하는 경향을 보였으나 pH의 경우 강우 강도에 따라 증감의 경향이 다르게 나타났다. 유형 1의 경우 강우 지속에 따라 pH가 증가하여 산성도가 낮아졌으나 유형 2는 pH의 증감 형태를 뚜렷하게 확인하기 어려웠다. 연구 결과를 통해 강우 초기 높은 강도로 강우가 지속될 경우 대기 중 PM₁₀이 빗물 수질에 영향을 미칠 수 있는 것으로 판단되며, 이에 따라 호우 발생 시 강우가 대기 중 오염물질을 지표면으로 유입시킬 수 있는 매개체로 작용할 수 있음을 지시한다.

• Journal of The Geomorphological Association of Korea
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• v.17 no.4
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• pp.85-98
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• 2010

The natural hazards such as droughts, floods and frost injuries, and their relationships with the social unrest phenomena such as years of famine, smallpox and revolutions during the Medieval times(AD 936~1391) in Korea are compared and analyzed based on the History of Goryeo containing astronomical weather and climate events during the Goryeo Dynasty. Among the natural hazards during the Goryeo Dynasty, the droughts with a period of 4~5 years on average are recorded most frequently. By time series analysis, the most frequency of droughts can be found in AD 286~335, AD 786~835 and AD 1261~1320 during the Ancient and Medieval times. It is suggested that three cycles of the droughts during approximately 1,500 years of the Ancient and Medieval times are recognized and they had happened with the time intervals of approximately 500 years. The frequency of droughts increased in the late Goryeo Dynasty is consistent with those of the social chaos factors such as years of famines, smallpox and revolutions. These records suggest that the natural hazard such as years of famines was one of the most important factors influencing on the collapse of the Goryeo Dynasty, agrarian country.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.43 no.2
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• pp.249-258
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• 2023

Solar power has the largest proportion of power generation and facility capacity among renewable energy in South Korea. Floating solar power plant is a new way to resolve weakness of land solar power plant. This study analyzes the power generation of the 18.7 MW floating solar power project located in Saemangeum, Gunsan-si. Since the solar power generation has a characteristic that is greatly affected by the climate, various methods have been applied to predict solar power generation. In general, variables necessary for predicting power generation are solar insolation on inclined surfaces, solar generation efficiency, and panel installation area. This study analyzed solar power generation using the monthly solar insolation data from the KMA (Korea Meteorological Administration) over the past 10 years. Monte Carlo simulation (MCS) was applied to predict the solar power generation with the variables including solar panel efficiency and insolation. In the case of Saemangeum solar power project, the most solar power generation was in May, the least was in December, the average solar power generation simulated on MCS is 2.1 GWh per month, the minimum monthly power generation is 0.3 GWh, and the maximum is 5.0 GWh.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2021.05a
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• pp.386-388
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• 2021

According to data from the World Meteorological Organization (WMO) in 2019, the global average temperature between 2015 and 2019 increased by 1.1℃ compared to the pre-industrial period (1850-1900). If the average temperature rises by 1.5℃, the occurrence of natural disasters such as extreme high temperatures, heavy rains and droughts will increase, and this change will intensify depending on the speed and size of warming. Due to the effects of global warming, global surface temperatures have gradually risen, and tropical fruits, which could only be grown in tropical regions, can be seen in Korea. According to the 5th report released by the IPCC of the Intergovernmental Panel on Climate Change under the United Nations, the world's average temperature will rise 3.7 degrees Celsius at the end of the 21st century (2081-2100). If the temperature rises gradually, it is believed that Korea's current cultivation area, which can produce good quality fruit, could be turned into an unfavorable area in the future. This paper aims to develop a plant cultivation system that utilizes Arduino to provide a customized environment for the growth of plants desired by growers.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.30 no.5B
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• pp.445-458
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• 2010

The effects of geographical and climatic factors on annual and monthly pan and Penman evaporation were analyzed. 52 climatological stations were selected and trend analyses were performed. Furthermore, cluster analysis and multiple linear regression analysis were performed to understand the effects of geographical and climatic factors on pan and Penman evaporation. Based on stepwise multiple linear regression analysis, annual pan evaporation is proved to be mainly controlled by urbanization as geographical factor, and annual pan evaporation is also controlled by temperature, relative humidity, wind speed, and solar radiation as climatic factor. Especially wind speed is considered to be most significant climatic factor which affects pan evaporation. Meanwhile, Penman evaporation is not affected by geographical factors but it is affected by climate factors such as temperature, relative humidity, wind speed, and solar radiation except precipitation. Furthermore, the study results show that only proximity to coast affects pan evaporation trend on July; however, geographical and climatic factors do not affect pan evaporation trends in annual basis and monthly basis (January, April, and October). On the other hand, Penman evaporation trends were not affected by geographical factors in annual and monthly basises.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.29 no.2B
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• pp.141-153
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• 2009

The occurrence causes of the extreme rainfall to happen in Korea can be distinguished with the typhoons and local downpours. The typhoon events attacked irregularly to induce the heavy rainfall, and the local downpour events mean a seasonal rain front and a local rainfall. Almost every year, the typhoons and local downpours that induced a heavy precipitation be generated extreme disasters like a flooding. Consequently, in this research, There were distinguished the causes of heavy rainfall events with the typhoons and the local downpours at Korea. Also, probability precipitation was computed according to the causes of the local downpour events. An evaluation of local downpours can be used for analysis of heavy rainfall event in short period like a flash flood. The methods of calculation of probability precipitation used the parametric frequency analysis and the Empirical Simulation Technique (EST). The correlation analysis was computed between annual maximum precipitation by local downpour events and sea surface temperature, moisture index for composition of input vectors. At the results of correlation analysis, there were revealed that the relations closely between annual maximum precipitation and sea surface temperature. Also, probability precipitation using EST are bigger than probability precipitation of frequency analysis on west-middle areas in Korea. Therefore, region of west-middle in Korea should prepare the extreme precipitation by local downpour events.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.28 no.4B
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• pp.363-374
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• 2008

Intensity-Duration-Frequency (IDF) curve that is essential to calculate rainfall quantiles for designing hydraulic structures in Korea is generally formulated by regression analysis. In this study, IDF curve derived by the cumulative distribution function ("IDF by CDF") of the proper probability distribution function (PDF) of each site is suggested, and the corresponding parameters of IDF curve are computed using genetic algorithm (GA). For this purpose, IDF by CDF and the conventional IDF derived by regression analysis ("IDF by REG") were computed for 22 Korea Meteorological Administration (KMA) rainfall recording sites. Comparisons of RMSE (root mean squared error) and RRMSE (Relative RMSE) of rainfall intensities computed from IDF by CDF and IDF by REG show that IDF by CDF is more accurate than IDF by REG. In order to accommodate the effect of the recent intensive rainfall of Korea, the rainfall intensities computed by the two IDF curves are compared with that by at-site frequency analysis using the rainfall data recorded by 2006, and the result from IDF by CDF show the better performance than that from IDF by REG. As a result, it can be said that the suggested IDF by CDF curve would be the more efficient IDF curve than that computed by regression analysis and could be applied for Korean rainfall data.