• Journal of Environmental Impact Assessment
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• v.23 no.6
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• pp.477-491
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• 2014

The purpose of this study is to develop urban planning for mitigating thermal comfort by analyzing the relationship between various physical environmental factors and radiation fluxes focused on urban areas of Changwon city, Gyeongsangnam-do. Physical environmental factors were analyzed by sky view factor (SVF), land cover and land use types using GIS program. Radiation fluxes were measured upward and downward in solar and terrestrial radiation by mobile measurement during 3 days (2 daytime and 1 nighttime) in summer season. SVF is high in urban park less around buildings. High dense building sites were low. Downward solar radiation fluxes were the highest about $700W/m^2$ at daytime, and decreased in spatial type arranged dense buildings. Upward solar and terrestrial radiations was affected by land cover types that have thermal features such as reflectivity, emissivity, and heat capacity. Therefore, urban space needs appropriate planning with building arrangement, green walls and land cover replacement for mitigating thermal comfort in urban area.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.46 no.3
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• pp.301-314
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• 2013

Spatial heterogeneous characteristics of solar radiation energy from Climate Change gives rise to energy imbalance in the general ecological system including water resources. To understand energy flow, flux towers are up and running throughout the world. In step with, in domestic major areas, there have been observed using several flux towers. In this study, downward shortwave radiation, downward long wave radiation, and net radiation that take important part in hydro-meteorology and ecology were calculated by proposed physical equations using flux data of the Seolmacheon and Choengmicheon, then, the calculated net radiation and observed net radiation were individually compared and validated. The results confirmed applicability of physical methods for insufficient hydro-meteorological data and possibility for observed data of hydro-meteorological variables.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1995.11a
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• pp.50-55
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• 1995

향상되어진 93-PCGC-2는 기존의 PCGC-2와 같이 미분탄 연소를 포함하는 다양한 반응성흐름과 비반응성 흐름을 설명하기 위해 2차원 정상상태 모델로 제시되어 졌다. 93-PCGC-2는 실린더형의 축 대칭계에 응용되어질 수 있고, 난류(Turbulence)는 유체역학식과 연소기구 양쪽을 위해 고려되어졌으며, 불연속 세로좌표 방법(Discrete Ordinates Method)을 이용하여 기체, 벽 및 입자들로부터의 복사열(Radiation)을 모사하였다. 입자상은 입자 무리들의 평균 경로들을 따라 해석하는 Lagrangian계의 해석법으로 모델화되어졌다. 석탄의 팽윤(Swelling)과 촤의 반응성에 관한 부모델과 더불어 새롭게 일반화된 석탄 탈휘발화 부모델 (FG-DVC)도 첨가되어졌다. 비균일 반응기구는 확산과 화학반응 둘 모두를 고려하였다. 주요 기상반응은 국부 순간 평형을 가정하여 모델화하였다. 그래서 반응속도는 혼합의 난류속도에 의해 제한되어진다. Thermal NOx과 Fuel NOx의 유한속도 화학론(Finite Rate Chemstry)에 대한 부모델은 화학반응속도론와 난류성의 통계치를 통합하여 만들어져 있다. 기상은 반복적인 line-by-line기교에 의해 풀려지는 elliptic partial differential equation으로 묘사되어진다. 수치적인 안정을 고려하기 위해 under-relaxation이 이용되어졌다. 이렇게 코드화된 93-PCGC-2는 연소를 위해 모사되어졌다. 또한 더 나아가 이 수치모델의 활용범위는 미분탄의 가스화에도 활용되어질 것으로 기대되어진다.

• Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
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• v.22 no.1
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• pp.26-46
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• 2020

An irrigated-maize agroecosystem is viewed as an open thermodynamic system upon which solar radiation impresses a large gradient that moves the system away from equilibrium. Following the imperative of the second law of thermodynamics, such agroecosystem resists and reduces the externally applied gradient by using all means of this nature-human coupled system acting together as a nonequilibrium dissipative process. The ultimate purpose of our study is to test this hypothesis by examining the energetics of agroecosystem growth and development. As a first step toward this test, we employed the eddy covariance flux data from 2003 to 2014 at the AmeriFlux NE1 irrigated-maize site at Mead, Nebraska, USA, and analyzed the energetics of this agroecosystem by scrutinizing its radiation, energy and entropy exchange. Our results showed: (1) more energy capture during growing season than non-growing season, and increasing energy capture through growing season until senescence; (2) more energy flow activity within and through the system, providing greater potential for degradation; (3) higher efficiency in terms of carbon uptake and water use through growing season until senescence; and (4) the resulting energy degradation occurred at the expense of increasing net entropy accumulation within the system as well as net entropy transfer out to the surrounding environment. Under the drought conditions in 2012, the increased entropy production within the system was accompanied by the enhanced entropy transfer out of the system, resulting in insignificant net entropy change. Drought mitigation with more frequent irrigation shifted the main route of entropy transfer from sensible to latent heat fluxes, yielding the production and carbon uptake exceeding the 12-year mean values at the cost of less efficient use of water and light.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.472-472
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• 2011

탁도는 물의 상대적인 흐림 정도를 나타내는 척도로서 이는 빛이 물을 통과할 때 산란시키는 부유고형물질 때문에 발생한다. 토양침식에 의하여 지표수로 유입된 토사와 광물질은 하천의 수송 및 퇴적 과정을 거치며 이동한다. 이때 하상 퇴적물은 바닥으로부터 먹이를 찾는 유기체에 의해 뒤섞이며 입자들은 일정기간동안 물의 흐름에 의해 부유상태로 남아 있게 되고, 유입되는 영양소와 빛에 의하여 성장하는 조류 또한 탁도를 증가시키는 원인이 된다. 이러한 부유물질의 증가는 수중에 태양복사에너지 전달을 방해하여 수중생태계의 먹이사슬과 저서생물의 서식환경에 많은 영향을 미치고, 수표면 온도 또한 태양으로부터 열을 흡수하는 표면 근처의 부유물질에 의해 증가하여 용존산소의 양에도 영향을 미친다. 따라서 수체내 분포하고 있는 부유물질의 종류와 양 및 공간적 분포 파악은 수질문제와 재난 예방 및 생물의 서식환경 문제를 파악하고 해결하는 데 매우 중요하다. 그러나 부유물질에 부착되어 있는 영양소, 금속, 살충제 등은 물 순환 시스템을 통하여 끊임없이 운반되고 상류유역의 흐름 조건에 따라 시공간적으로 변화하기 때문에 이를 규명하는 것이 매우 어려운 실정이다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 광역적인 탁수환경의 분석방법으로 원격탐사(Remote Sensing, 이후 RS) 기법을 이용한 방법이 제안되고 있다. 이미 선진국에서는 광역수계의 수질관리를 위해 RS 기법을 이용하여 신속하고 정확한 수질상태 파악을 시도하고 있으며, 우리나라에서도 KOMPSAT 발사를 계기로 RS 관련 기술이 비약적으로 진화하고 있다. 그러나 RS 데이터를 활용하는데 필수적인 분광학적 특성 규명에 대한 연구는 대부분 식생과 토양에 한정되어 있으며 수체에 대한 연구는 현장조사의 어려움으로 인하여 상당히 제한적인 수준이다. 따라서 본 연구에서는 탁도의 변화에 따른 분광반사 특성을 휴대용 분광복사계를 이용하여 규명하고, 이를 Landsat 위성영상에 적용하여 새만금 유역을 대상으로 완공 직후인 2006년부터 2010년까지의 탁수환경을 모니터링 하였다. 그 결과 새만금 유역 탁수환경을 정성적으로 확인할 수 있었으며, 이를 이용하여 탁수환경 연구에 RS 기법이 효과적임을 제시하고자 한다.

• Proceedings of The Korean Society of Agricultural and Forest Meteorology Conference
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• 2013.11a
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• pp.26-27
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• 2013

산림생태계의 에너지, 물질, 정보의 교환 과정과 그 변화를 이해하려면 먼저 생태계의 구조와 기능이 어떻게 상호작용하는지를 이해해야 한다. 생태계의 기능은 한, 두 가지의 특징에 의해서만 이루어지는 것이 아니다. 그렇기 때문에 그 기능을 파악하고 적절히 이용하거나 대응하기 위해서는 한 생태계와 주변 환경 전체를 바라볼 수 있는 시스템 사고가 필요하다. 이에 우리는 생태계의 '구조'를 파악함으로써 생태계의 '상태'를 이해하고자 한다. 본 연구에서는 Ruddell and Kumar (2009)의 접근법을 따라, 어떻게 한 생태계의 상태를 파악할 수 있는가라는 질문을 광릉활엽수림에 적용하여 답하고자 한다. 즉, 우리는 산림생태계가 열린 복잡계라고 가정하고, 생태계 내에서 다양한 프로세스들 간의 시시각각 변하는 네트워크의 구조가 각 시점의 시스템의 상태를 나타내는 지표가 될 수 있다고 가정하였다. 이 연구에서는 그 구조적 특징을 정량화하여 나타내는데 초점을 맞추었다. 각각의 프로세스를 대표하는 상태 변수들 간의 정보 흐름의 양과 방향, 시간 규모를 계산해냄으로써 네트워크 구조를 파악하고자 하였다. 온대 산악지형 활엽수림인 GDK의 2008년 순생태계교환량(NEE), 총일차생산량(GPP), 생태계호흡량(RE), 현열플럭스(H), 잠열플럭스(LE), 하향단파복사(Rg), 강수량(Precipitation), 기압(Pressure), 기온(T), 포차(VPD)의 시계열 자료를 월별로 나누어 최장 18 시간 규모의 정보 흐름을 계산하였다. 정보 흐름의 구조를 파악하기 위하여 변수들 간의 전이엔트로피(Transfer entropy)와 상호정보(Mutual Information)를 계산하는 방법을 사용하였다. 또한 시계열 자료를 이용함으로써 변수들 간에 정보가 전달되는 시간 규모의 특성을 파악할 수 있었다. 최종적으로, 계산한 정보 흐름을 시각화하여 프로세스 네트워크 구조를 나타내었다. 결과는 월별로 생태계의 정보 흐름의 종류, 방향과 시간 규모, 그에 따른 프로세스 간 상호 작용의 특징 등을 보여준다. 이를 통해 계절적 환경 변화에 따라 시스템의 네트워크 구조와 상태가 어떻게 변화하는지 이해할 수 있을 것이다. 이 연구는 추후 우리 연구실에서 생산한 8 년 자료에 적용함으로써 다양한 날씨 및 기후변화와 환경 변화에 따라 생태계의 구조와 상태가 어떻게 변화하는지 연구하는 시작점이 될 것이다. 이 접근법은 단위나 차원에 무관하게 다양한 종류의 자료에 적용할 수 있는 반면에, 일관성 있게 정의된 시스템의 상태 및 그 상태를 구성하는 주요 하부 시스템들의 네트워크 상태를 이해하는데 이용될 수 있다. 본 연구는 비평형 열역학과 복잡계의 관점에서 바라 본 시스템 사고를 적용하려 하는 여러 연구 분야에 새로운 도전을 촉발할 좋은 선행연구가 될 것이라 기대된다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.34 no.4
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• pp.391-401
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• 2001

Several curvature parameters, solar radiation parameter and topographic flow generation parameters have been summarized and calculated to predict the spatial distribution of soil moisture content. The spatial distribution of soil moisture data can be obtained using Global Positioning System(GPS) and portable soil moisture monitoring equipment, Theta-Probe. Correlation analysis has been performed between the parameters of soil moisture prediction and measured data of soil moisture. Multiple regression analysis of soil moisture prediction shows the potential capability and limitations of existing methods of digital terrain analysis.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.33 no.5
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• pp.603-610
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• 2000

Climate factors such as rainfall, temperature, wind, humidity, and solar radiant heat affect soil erosion. Among those factors, rainfall influences soil erosion to the most extent. The kinetic energy of rainfall breaks away soil particles and the water flow caused by the rainfall entrains and transport them downstream. In order to estimate soil erosion, therefore, it is important to determine the rainfall erosivity. In this study, the annual average Rainfall Erosivity(R) in Korea, an important factor of the Universal Soil Loss Equation(USLE) and Revised Equation(RUSLE), has been estimated using the nationwide rainfall data from 1973 to 1996. For this estimation, hourly rainfall data at 53 meterological stations managed by the Meterological Agency was used. It has been found from this study that the newly computed values for R are slightly larger than the existing ones. It would be because this study is based on the range of rainfall data that is longer in period and denser in the number of gauging stations than what the existing result used. The final result of this study is shown in the form the isoerodent map of Korea.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• v.25 no.4
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• pp.405-414
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• 2008

To better understand the physical processes that control the high-latitude lower thermospheric dynamics, we analyze the divergence and vorticity of the high-latitude neutral wind field in the lower thermosphere during the southern summertime for different IMF conditions. For this study the National Center for Atmospheric Research Thermosphere-Ionosphere Electrodynamics General Circulation Model (NCAR-TIEG CM) is used. The analysis of the large-scale vorticity and divergence provides basic understanding flow configurations to help elucidate the momentum sources that ulti-mately determine the total wind field in the lower polar thermosphere and provides insight into the relative strengths of the different sources of momentum responsible for driving winds. The mean neutral wind pattern in the high-latitude lower thermosphere is dominated by rotational flow, imparted primarily through the ion drag force, rather than by divergent flow, imparted primarily through Joule and solar heating. The difference vorticity, obtained by subtracting values with zero IMF from those with non-zero IMF, in the high-latitude lower thermosphere is much larger than the difference divergence for all IMF conditions, indicating that a larger response of the thermospheric wind system to enhancement in the momentum input generating the rotational motion with elevated IMF than the corresponding energy input generating the divergent motion. the difference vorticity in the high-latitude lower thermosphere depends on the direction of the IMF. The difference vorticity for negative and positive $B_y$ shows positive and negative, respectively, at higher magnetic latitudes than $-70^{\circ}$. For negative $B_z$, the difference vorticities have positive in the dusk sector and negative in the dawn sector. The difference vorticities for positive $B_z$ have opposite sign. Negative IMF $B_z$ has a stronger effect on the vorticity than does positive $B_z$.

• Journal of the Korean earth science society
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• v.36 no.3
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• pp.210-221
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• 2015

The terrain features and surface characteristics are the most important elements not only in meteorological modeling but also in air quality modeling. The diurnal evolution of local climate over complex terrain may be significantly controlled by the ground irregularities. Such topographic features can affect a thermally driven flow, either directly by causing changes in the wind direction or indirectly, by inducing significant variations in the ground temperature. Over a complex terrain, these variations are due to the nonuniform distribution of solar radiation, which is highly determined by the ground geometrical characteristics, i.e. slope and orientation. Therefore, the accuracy of prediction of regional scale circulation is strong associated with the accuracy of land-use and topographic information in meso-scale circulation assessment. The objective of this work is a numerical simulation using MM5-A2C model with the detailed topography and land-use information as the surface boundary conditions of the air flow field in mountain regions. Meteorological conditions estimated by MM5-A2C command a great influence on the dispersion of mountain areas with the reasonable feature of topography where there is an important difference in orographic forcing.