• 대기
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• 제27권4호
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• pp.423-433
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• 2017

The spatial and temporal variations in radiative forcing (RF) and mean temperature changes of greenhouse gases (GHGs), such as $CO_2$, $CH_4$, and $N_2O$, were analyzed at urban center (Yeon-dong) and background sites (Gosan) on Jeju Island during 2010~2015, based on a modeling approach (i.e., radiative transfer model). Overall, the RFs and mean temperature changes of $CO_2$ at Yeon-dong during most years (except for 2014) were estimated to be higher than those at Gosan. This might be possibly because of its higher concentrations at Yeon-dong due to relatively large energy consumption and small photosynthesis and also the difference in radiation flux due to the different input condition (e.g., local time and geographic coordinates of solar zenith angle) in the model. The annual mean RFs and temperature changes of $CO_2$ were highest in 2015 ($2.41Wm^{-2}$ and 1.76 K) at Yeon-dong and in 2013 ($2.22Wm^{-2}$ and 1.62 K) at Gosan (except for 2010 and 2011). The maximum monthly/seasonal mean RFs and temperature changes of $CO_2$ occurred in spring (Mar. and/or Apr.) or winter (Jan. and/or Feb.) at the two sites during the study period, whereas the minimum RFs and temperature changes in summer (Jun.-Aug.). In the case of $CH_4$ and $N_2O$, their impacts on the RF and mean temperature changes were very small (an order of magnitude lower) compared to $CO_2$. The spatio-temporal differences in these RF values of GHGs might primarily depend on the atmospheric profile (e.g., ozone profile), surface albedo, local time (or solar zenith angle), as well as their mass concentrations.

• 한국대기환경학회지
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• 제30권5호
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• pp.411-422
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• 2014

In this study, spatial and temporal variations of radiative forcing (RF) and mean temperature changes due to greenhouse gases ($CO_2$, $CH_4$, and $N_2O$) emitted from commercial aircraft were examined based on the simplified expression at the airports in Korea during 2009~2010. The radiative transfer model (SBDART) was used to compare with the RF and mean temperature changes calculated from the simplified expressions for greenhouse gas $CO_2$. The RF simulated by the SBDART was about 67% higher than that of the simplified expression, on average. The highest mean RF (up to $9.0mW/m^2$ for $CO_2$) and mean temperature changes (up to $9.7{\times}10^{-5}^{\circ}K/day$ for $CO_2$) for all GHGs occurred at Ulsan airport during the study period, whereas the lowest RF and temperature changes at Yangyang (for $CO_2$) and Sacheon airports (for $CH_4$ and $N_2O$). In the case of $CH_4$ and $N_2O$, their effects to the RF and mean temperature change were negligible compared to $CO_2$.

• 한국해양학회지:바다
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• 제26권4호
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• pp.291-306
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• 2021

Coupled Climate Model Inter-comparison Project Phase 6에 참여한 21개의 모형들의 기후변화 시나리오 실험 결과로부터 북서태평양 해면수온과 쿠로시오의 미래변화를 분석하였다. 해면수온 상승의 공간적인 특징은 쿠로시오의 공간적인 분포와 유속의 변화와 관련된 것으로 파악되었다. 북태평양에서 아열대 순환계와 아한대 순환계의 경계를 따라 흐르는 쿠로시오 확장역의 위치 변화와 지구온난화에 따른 대규모 대기순환과의 관계를 알아보기 위해 21개 모형 중 9개의 모형들의 기후변화 실험별로 zero-바람회전응력이 나타나는 위도를 비교하였다. 온실기체의 증가로 대기복사강제력이 커짐에 따라 zero-바람회전응력이 나타나는 위도가 북상하는 것을 확인하였으며, 이는 관측에서 나타난 zero-바람회전응력이 나타나는 위도가 북상하는 추세와 일치하는 결과이다. 이러한 결과는 지구온난화로 인해 해들리순환이 북쪽으로 확장함에 따라 한반도가 속한 중위도의 온난화가 가속될 수 있음을 나타낸다. 대한해협을 통해 동해로 유입되는 대마난류의 수송량과 온도 또한 대기복사강제력이 커짐에 따라 증가하였다.

• 한국지역지리학회지
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• 제23권1호
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• pp.151-167
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• 2017

본 연구의 목적은 2001~2015년 동안 부산광역시의 $PM_{10}$ 농도가 기온변화 패턴에 미치는 영향을 파악하는 것이다. 최근 15년간 관측된 부산광역시 $PM_{10}$ 농도는 꾸준한 감소 추세를 보이고 있다. 계절적 $PM_{10}$ 농도는 평균적으로 봄철에 가장 높게 나타났고, 겨울철, 여름철, 가을철의 순으로 관측되었지만, 관측 지점별로 계절적 평균 농도 순위는 일정하지 않았다. $PM_{10}$ 농도의 구간별 발생 빈도를 분석한 결과, 가장 높은 빈도로 관측된 미세먼지 농도는 $20{\mu}g/m^3{\sim}60{\mu}g/m^3$ 범위로 조사되었고, 이는 전체 관측일수의 64.6%에 달했다. 황사일과 비황사일의 월평균 농도를 공간적으로 비교한 결과, 황사의 영향이 상대적으로 작은 겨울철에 미세먼지 농도의 서고동저 패턴이 다소 강하게 나타난 반면, 황사의 영향이 증가하는 봄철에는 지역적 차이가 감소하였다. 단순화된 연간 기온 곡선을 이용하여 산출한 월평균 기온증감률을 $PM_{10}$ 농도와 비교한 결과, $PM_{10}$ 농도 변화는 연구지역 평균 기온상승률과 음의 상관관계를 보임에 따라 $PM_{10}$ 농도 감소 추세는 연중 기온 변화 폭(연교차)의 증가 경향으로 이어졌다. 전체적으로 $PM_{10}$ 농도 변화는 연평균기온과는 미미한 상관관계를 나타냈지만, 연평균기온에 지배적인 영향을 주는 겨울철로 국한할 때 $PM_{10}$ 농도와 기온은 비교적 높은 양의 상관관계를 보였다. 에너지 수지 측면에서, $PM_{10}$ 농도 변화는 복사에너지의 반사와 흡수에 따른 복사강제력에 영향을 미쳐 온난화 또는 냉각효과에 기여하게 되는데, 연구지역의 $PM_{10}$ 농도 변화와 기온 변화 간의 상관관계는 시공간적으로 일정하지 않고 도시 대기 질에 연관된 사회경제적 요인이 고려되지 않아 통계적 유의성은 제한적으로 나타났다.

• 한국대기환경학회지
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• 제30권1호
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• pp.1-17
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• 2014

Temporal variations of optical properties of urban aerosol in Seoul were estimated by the Optical Properties of Aerosols and Clouds (OPAC) model, based on hourly aerosol sampling data in Seoul during the year of 2010. These optical properties were then used to calculate direct radiative forcing during the study period. The optical properties and direct radiative forcing of aerosol were calculated separately for four chemical components such as water-soluble, insoluble, black carbon (BC), and sea-salt aerosols. Overall, the coefficients of absorption, scattering, and extinction, as well as aerosol optical depth (AOD) for water-soluble component predominated over three other aerosol components, except for the absorption coefficient of BC. In the urban environment (Seoul), the contribution of AOD (0.10~0.12) for the sum of OC and BC to total AODs ranged from 23% (spring) to 31% (winter). The diurnal variation of AOD for each component was high in the morning and low in the late afternoon during the most of seasons, but the high AODs at 14:00 and 15:00 LST in summer and fall, respectively. The direct negative radiative forcing of most chemical components (especially, $NO_3{^-}$ of water-soluble) was highest in January and lowest in September. Conversely, the positive radiative forcing of BC was highest in November and lowest in August due to the distribution pattern of BC concentration.

• 한국환경과학회지
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• 제25권7호
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• pp.973-987
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• 2016

The spatial and temporal variations of $CO_2$ concentrations and radiative forcing (RF) due to $CO_2$ were examined at urban center (Yeon-dong) during 2010-2015 and background sites (Gosan) during 2010-2014 on Jeju Island. The RF at the two sites was estimated based on a simplified expression for calculating RF for the study period. Overall, annual mean $CO_2$ concentrations at the Yeon-dong and Gosan sites have gradually increased, and the concentrations were higher at Yeon-dong (401-422 ppm) than at Gosan (398-404 ppm). The maximum $CO_2$ concentrations at the two sites were observed in winter or spring, followed by fall and summer, with higher concentrations at Yeon-dong. The RF at Yeon-dong (annual mean of up to $0.70W/m^2$ in 2015) was higher than that at Gosan (up to $0.46W/m^2$ in 2014), possibly because of higher $CO_2$ concentrations at Yeon-dong resulting from population growth and human activities (e.g., fossil fuel combustion). The highest monthly mean RFs at Yeon-dong (approximately $0.92W/m^2$) and Gosan ($0.52W/m^2$) were observed in spring 2015 (Yeon-dong) and spring 2013 (Gosan), whereas the lowest RFs (0.17 and $0.31W/m^2$, respectively) in fall 2011 (Yeon-dong) and summer in 2012 (Gosan).

• 한국대기환경학회지
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• 제33권5호
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• pp.458-472
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• 2017

The optical properties and direct aerosol radiative forcing (DARF) of different aerosol components in $PM_{2.5}$ (water-soluble, insoluble, black carbon (BC), and sea-salt) were estimated using the hourly resolution data measured at Aewol intensive air monitoring site on Jeju Island during 2013, based on a modeling approach. In general, the water-soluble component was predominant over all other components with respect to its impact on the optical properties(except for absorbing BC) and DARF. The annual mean aerosol optical depth (AOD) at 500 nm for the water-soluble component was $0.14{\pm}0.14$ ($0.04{\pm}0.01$ for BC). The total DARF at the surface ($DARF_{SFC}$) and top of the atmosphere ($DARF_{TOA}$), and in the atmosphere ($DARF_{ATM}$) for most aerosol components(except for sea-salt) during the daytime were highest in spring and lowest in fall and/or summer. The maximum $DARF_{SFC}$ of most aerosol components occurred around noon (12:00~14:00 LST) during all seasons, while the maximum $DARF_{TOA}$ occurred in the afternoon (13:00~16:00 LST) during most seasons (except for spring). In addition, the estimated $DARF_{SFC}$ and $DARF_{ATM}$ of the water-soluble component were -20 to $-59W/m^2$ and +3.5 to $+14W/m^2$, respectively, while those of BC were -18 to $-29W/m^2$ and +23 to $+37W/m^2$, respectively.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.327-327
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• 2022

지구온난화로 전 세계는 기후위기에 직면해있다. 특히, 아시아의 경우 복사강제력과 대규모 대기순환인 몬순이 지역기후에 영향을 주기 때문에 지리적 위치 및 계절에 따라 폭염, 홍수, 가뭄 등 다양한 기상이변 및 수재해 문제를 겪고 있다. 더욱이, 아시아 지역은 온난화가 심화됨에 따라 식량 및 물 안보위기가 더욱 증가할 것으로 전망됨에 따라 이와 직결되는 기후 및 수문특성에 대한 기후변화 영향평가 및 분석이 요구된다. 본 연구에서는 미래 기온상승 조건을 고려하여 아시아 지역의 기후특성을 전망하고, 수문모형(VIC)을 활용하여 수문전망을 수행하였다. 미래 기후전망을 위해 적정 CMIP6 기후모델과 공통사회경제경로(SSP5-8.5) 시나리오를 활용하였다. 시나리오로부터 산출된 기온자료 및 CPC (Climate Prediction Center) 전 지구 관측 기온자료를 활용하여 산업화 이전 대비 잠재적인 전지구 기온상승(1.5℃~5.0℃) 조건을 추정하였다. 통계적상세화 기법을 적용하여 아시아 지역에 대하여 기후변화 시나리오를 상세화하고, 기후구분법을 적용하여 기후대를 구분하였다. 미래 기온상승 조건 하에서 아시아 지역의 기후특성을 전망하고 기후대의 분포변화를 분석하였다. 전 지구 기온이 상승함에 따라 지역별 기후특성이 변화하였으며, 이는 기온 및 강수량 변화에 기인하는 것으로 분석되었다. 최고 및 최저기온은 모든 기후대의 전 지역에서 상승하며, 이는 평균적으로 전 지구 평균 기온을 상회하였다. 강수량 및 강수일수는 대체로 증가하였으나, 기후특성에 따라 지역별 편차를 보였다. 기상성분의 변화로 기후대별 수문성분(증발산량, 유출량)은 대체로 증가하였으며, 극한 유출량의 변화경향은 모든 기후대에서 증가할 것으로 전망되었다. 지속적인 지구온난화는 아시아 지역의 수문순환은 가속화할 것으로 전망되며, 기후대별 수문기상성분의 변화는 지역의 기후특성에 따라 편차가 있는 것으로 분석되었다. 지구온난화 조건별 아시아 지역의 미래 기후 및 수문기상성분 변화 특성은 기상 및 수자원에 대한 기후변화 영향평가 시 기초자료로 활용될 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.203-203
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• 2018

기후변화로 인한 몬순 강수량 변동은 세계에서 가장 인구가 많은 몬순 지역의 농업, 수자원, 에너지, 경제 및 사회와 밀접한 관련이 있으므로, 미래의 몬순 강수량 변화를 예측하는 것은 매우 중요하다. 결합 모델 상호 비교 프로젝트의 5 단계(CMIP5)에서는 복사 강제력이 2100년 이후에 약 2.6, 4.5, 6.0 및 $8.5Wm^{-2}$의 증가로 안정화된다고 가정하는 4가지의 다양한 시나리오(RCP 2.6, 4.5, 6.0, 8.5) 자료를 제공하고 있다. 본 연구에서는 한반도의 강수량에 큰 영향을 미치는 동아시아 여름 몬순의 기후 변화에 대해 더욱 집중하고자 한다. CMIP5 모형 자료에 대하여 대표 GCM 모형 선정을 하기 위해, 수문 분야에서 활용 가능한 기후모델 성능 평가 matrix를 구축하였다. 본 연구에서 사용된 평가 matrix는 동아시아 및 한반도 지역을 대상으로 CMIP5 모형의 강수 및 최고?최저기온에 대한 평균 기후장(spatial climatology)과 연변동성(interannual variability)의 모사력을 각 모형별, 계절별 비교뿐만 아니라 극한기후 모사력도 함께 고려하여, 대표 GCM을 선정하였다. 기후변화에 따른 동아시아 지역의 몬순 특성을 더욱 자세히 살펴보기 위해, 대표 GCM으로 선정된 모형들의 2가지 시나리오(RCP4.5와 RCP.5)에 대해 동아시아 지역에서의 여름 몬순 강수 변동 및 특성을 분석 및 비교하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제36권3호
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• pp.210-221
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• 2015

지형적인 형태와 지표면의 물리적인 특성은 기상장 뿐 만 아니라 대기질 수치 모델링에서도 가장 중요한 입력변수가 된다. 대부분 복잡지형에서 일어나는 국지적인 기상의 일변동들이 지형적인 불균일성에 의해 지배되기도 한다. 이러한 지형적인 특징들은 열적으로 유도된 대기흐름에 영향을 일으키며 직접적으로는 풍계의 변화를 가져오거나 지표면 가열 온도 자체에서의 중요한 변화를 가져와 간접적으로 영향을 주기도 한다. 복잡지형에서 이러한 변화양상들은 지형적인 특징 즉, 지형적 경사와 성질에 의한 태양복사 에너지의 불균등한 분배에 기인한다. 그러므로 기상장 묘사가 어려운 복잡지형에서는 관측값에 더 가까운 정확한 바람장을 예측하기 위해 상세한 지형 정보와 지표면 자료가 중요하게 된다. 본 연구에서는 상세한 지표면과 지형자료를 지표 경계자료로 활용한 MM5-A2C 모델을 이용하여 복잡한 지형적 조건을 가진 산지지역에서의 바람장 수치모의를 하고자 한다. MM5-A2C에 의해 유도된 기상장은 국지규모의 산지주변에서의 지형강제력에 의한 기상장 해석을 정밀하게 예측하여 모델 내의 지형적 조건이 미치는 영향에 대해 직접적인 영향을 주고 있음을 알 수 있었다.