• 한국농림기상학회지
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• 제12권1호
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• pp.36-44
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• 2010

본 연구는 입지환경 인자를 적용하여 수종별 지위지수 추정식을 개발하고 이를 통해 해당 입지의 산림생산력을 추정함으로서 산불 피해지의 복구을 위한 수종 선택에 필요한 정보를 제공하고자 하였다. 이를 위해 입지환경 인자를 이용하여 동해안 산불 피해지역인 강릉, 고성, 동해, 그리고 삼척 지역에 적용할 수 있는 온대 중부지역의 수종별 지위지수 추정식을 조제하였다. 본 연구에서 도출된 수종별 지위지수 추정식은 4~5개의 비교적 소수의 입지환경 인자를 이용하여 산림생산력에 대한 높은 추정능력을 보였다. 또한 이와 같이 개발된 수종별 지위지수 추정식을 대상으로 모형의 평균 편의, 정도, 표준오차 등의 3가지 평가통계량에 근거한 검증을 실시한 결과 수종별 오차가 모두 0.5m 이내로 본 연구에서 도출된 지위지수 추정식의 실용성을 입증할 수 있었다. 지위지수 추정식의 검증결과를 보면전반적으로 본 연구에서 개발된 수종별 지위지수 추정식의 평가통계량은 낮은 것으로 판명되어 실제 적용하는 데는 문제가 없는 것으로 평가되었다. 본 연구에서 개발한 수종별 지위지수 추정식은 몇가지의 입지환경 인자만으로 산불 피해지에 대한 수종별 산림생산력을 추정할 수 있는 것으로 판명되어 앞으로 활용가치가 높을 것으로 평가된다. 특히 본 연구에서 얻어진 결과는 수종별 적지판정과 이를 통한 산림의 경영 및 관리에 유용한 정보로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 산불 피해지역의 입지평가 기준을 설정하기 위해서는 우선 산불피해임지를 자연회복, 인공복구 방법으로 현재의 임지를 개선하고자 할 때 이를 위한 입지 및 토양환경 인자 및 기준에 따라 임지의 생산력을 고려하여 적정한 수종을 선정하여 복구를 하여야 할 것이다. 본 연구에서는 입지환경 인자에 의한 임지생산력 추정결과 물푸레나무와 굴참나무의 적지가 비교적 넓은 면적으로 분석되어 침엽수의 단순림이 많이 있는 동해안 지역의 임분을 참나무류와 같은 활엽수 수종으로 임분 구조를 개선하여 산불이 수관화로 확산되는 큰 피해를 막을 수 있을 뿐만 아니라 산불의 피해를 저감하는 내화수림대의 역할을 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제13권3호
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• pp.148-156
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• 2011

산불발생 위험성이 높은 봄철(2~5월)을 대상으로 2000년부터 2008년까지의 한반도 황사 관측 유무에 따른 산불발생과의 상관관계를 알아보고 황사로 인한 산불발생 패턴을 파악하기 위하여 9개의 황사 영향권역을 설정한 후 황사가 관측된 날과 황사가 관측되지 않았던 전 후 3일에 대한 지역별 자료를 ArcGIS 9.2에서 1km${\times}$1km 공간 해상도로 거리역산가중(IDW) 분석을 실시하였다. 그리고 산불발화지 인근 기상관측소의 기온, 상대습도, 풍속 자료는 황사가 있던 날과 없던 전 후 3일에 대한 산불발생패턴을 파악하고 황사와 산불발생위험의 상관분석을 실시하였다. 2000~2008년 황사 관측은 3월에 36회, 4월에 30회 순으로 발생하였고, 권역별로는 황사빈도가 경기와 충북 권역에서 가장 높게 나타났다. 황사관측 유무에 따른 지역별 산불발생빈도는 황사 3일 전이 가장 높게 나타났으며, 경기와 강원 영서 권역이 경계한 인접지역과 충청 및 경북 내륙에서 가장 높게 나타났다. 반대로 경남 권역은 2건 이하로 가장 낮은 산불발생빈도를 보였다. 황사관측 유무에 따른 산불발생과 위험지수의 상관관계는 황사 전 후 3일에만 상관계수($R^2$)가 0.50038과 0.53978로 1% 유의수준에서 상관하는 것으로 나타났다. 그러나 황사가 관측된 날에는 서로 상관하지 않는 것으로 나타났다. 산불발생빈도와 기상과의 관계를 분석한 결과는 황사관측 유무 모두에서 풍속이 산불발생과 1% 유의수준에 -0.58623 ~ -0.61245로 상관이 높은 것으로 나타났다. 또한 상대습도는 황사관측 일과 3일 후에 -0.2568, -0.35309(p${\leq}$0.01)로 유의한 것으로 나타났으며, 황사3일 전은 -0.23701(p${\leq}$0.05)의 상관을 보였다. 그러나 평균기온은 황사관측 유무에 따라 산불발생이 전혀 상관하지 않았다. 따라서 우리나라 산불의 대부분은 인위적으로 발생하기 때문에 지역별로 황사 관측 유무에 따라 야외활동의 증감이 산불발생에 영향을 주는 것으로 판단되며, 기상 요소 중에서 평균풍속은 황사 관측과 무관하게 산불발생에 가장 큰 영향을 주었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제35권6_3호
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• pp.1197-1208
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• 2019

산림지역에서의 관측은 평지에서의 관측에 비해 지상관측에 있어서 어려움을 가지고, 위성 관측자료는 지상의 지점기반 관측자료에 비해 높은 공간 해상도를 가진다. 이러한 이점을 이용하여 위성 관측자료는 산불발생 위험도를 추정하는 연구에 활용되어왔다. 위성 관측자료를 사용하는 여러 산불 관련 지수 중 TVDI(Temperature Vegetation Dryness Index)는 정규식생지수(Normalized Difference Vegetation Index; NDVI)와 지표면 온도(Land Surface Temperature; LST)를 기반으로 산불발생 위험도를 평가한다. TVDI가 기상과 식생의 건조도를 모두 고려하는 장점을 가지고 있지만 선행 연구에 따르면 TVDI는 여러 산불 관련 지수들에 비하여 한반도에서의 산불발생에 민감하지 않은 것으로 나타났다. 본 연구에서는 한반도에서 TVDI의 산불발생 위험도 표현능력을 향상시키기위해 여러가지 개선방법을 적용하였다. 지상에서 측정한 기온을 적용하여 TVDI의 정확도를 향상시키고, 월별로 최대, 최소 온도 회귀선을 구하여 TVDI에 계절효과를 적용하고자 했으며, 각 지역별로 TVDI를 계산하여 식생 유형 및 지역 기후를 고려하였다. 개선된 TVDI는 선정된 산불사례들을 통해 평가되었으며 산불발생 위험도 측면에서 향상된 성능을 보여주었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제12권1호
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• pp.60-80
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• 1996

AVHRR(Advanced Very High Resolution Radiometer) on NOAA satellite provides data in five spectral, one in visible range, one in near infrared and three in thermal range. In this paper, application of NOAA/AVHRR data is studied for environment monitoring such as cloud top temperature, surface temperature, albedo, sea surface temperature, vegetation index, forest fire, flood, snow cover and so on. The analyses for cloud top temperature, surface temperature, albedo, sea surface temperature, vegetation index and forest fire showed reasonable agreement. But monitoring for flood and snow cover was uneasy due to the limitations such as cloud contamination, low spatial resolution. So this research had only simple purpose to identify well-defined waterbody for dynamic monitoring of flood. Based on development of these basic algorithms, we have a plan to further reseach for environment monitoring using AVHRR data.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.27-32
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• 2000

산림에 대한 화재 위험성 평가는 산불의 예방, 진화 및 관리에 있어서 우선적으로 고려되어야 할 부분이다. 단일 화재로서는 축내 최대 규모인 1997년 4월에 발생한 강원도 고성산불과 2000년 4월에 발생한 강원도 영동지방 산불은 이러한 화재위험성 평가의 필요성을 절실히 요구하고 있다. 현재 국내에서의 사용하고 있는 위험도의 표현은 기상인자에 의해 연료가 화재에 노출될 수 있는 위험을 나타낸 것으로 습도측정봉 무게 환산식을 통해 산불 발생 위험지수 산정하여 산불경보시스템을 사용하며 나타내고 있다. 앞으로, 지역별 종합적인 산림화재 위험성 평가를 위해서는 주요 인자들의 위험성을 측정하고 통계적 고찰을 통한 위험성 평가를 표현할 필요성이 있다. 이에 본 연구에서는 먼저 통계적 고찰을 통해 발생 빈도와 피해의 심각성을 분석하여 위험성을 평가하였고 수목의 열량적 가치를 시차주사열량계 실험을 통해 분석하여 수목분포도에 따를 열적 상대 위험성을 평가하였다

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권6_1호
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• pp.1413-1425
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• 2023

기후변화로 인한 대형 산불의 빈도가 증가함에 따라 극심한 인명 및 재산상의 피해를 초래하고 있다. 이로 인해 많은 식생이 소실되며, 그 강도와 발생 형태에 따라 생태계 변화에 영향을 끼친다. 생태계 변화는 다시 산불 발생을 유발하여 2차 피해를 야기한다. 따라서 산불 피해지에 대한 정확한 탐지 및 면적 산정의 중요성이 지속적으로 제기되고 있다. 효율적인 산불 피해지 모니터링을 위해 산불 발생 후 실시간 지형 및 기상정보는 물론 피해지역의 영상을 대규모로 취득할 수 있는 위성영상이 주로 활용되고 있다. 최근, 합성곱 신경망(convolution neural network, CNN) 기반 모델부터 고성능 트랜스포머(Transformer) 기반 모델에 이르기까지 딥러닝 알고리즘이 빠르게 발전하면서 산림원격탐사에서 이를 적용한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 하지만 현재까지 적용된 딥러닝 모델은 제한적이며 현업에서의 합리적인 활용을 위한 정량적 성능평가에 대한 보고가 부족한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 모델에 따른 성능향상과 데이터 설계에 따른 성능향상을 중점적으로 비교 분석하였다. 미국 캘리포니아 지역을 대상으로 CNN 기반 모델의 U-Net, High Resolution Network-Object Contextual Representation (HRNet-OCR)을 활용하여 산불 피해지 모델을 구축하였다. 또한, 기본 파장대역과 함께 식생활력도 및 지표의 수분함량 정도를 고려하고자 normalized difference vegetation index (NDVI), normalized burn ratio (NBR)와 같은 산불 관련 분광지수를 산출하여 입력 이미지로 사용하였다. U-Net의 mean intersection over union (mIoU)이 0.831, HRNet-OCR이 0.848을 기록하여 두 모델 모두 우수한 영상분할 성능을 보였다. 또한, 밴드 반사도뿐 아니라 분광지수를 추가한 결과 모든 조합에서 평가지표 값이 상승하여 분광지수를 활용한 입력 데이터 확장이 픽셀 세분화에 기여함을 확인하였다. 이와 같은 딥러닝 방법론을 발전시킨다면 우리나라의 산불 피해지에 대한 신속한 파악 및 복구 계획 수립의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제10권1호
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• pp.17-24
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• 2008

지구온난화 문제는 국지적, 국내적 환경문제가 아닌 범지구적 차원에서 해결하여야 할 문제로 온실가스 규제와 지구환경의 조화를 위한 국제적 노력이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 바이오매스 연소시 배출되는 비이산화탄소의 배출량을 정량적으로 추정하기 위한 방법론을 제시하고자 하였고, 산불피해지 구분은 물론 피해강도에 따라 배출되는 비이산화탄소 온실가스를 정량적으로 추정하기 위해 위성영상 자료를 활용하였으며, IPCC 기준인 Tier 2 수준으로 비이산화탄소 온실가스 배출량을 추정하였다. 본 연구에서는 2000년 4월에 발생한 우리나라 최대 산불인 삼척피해지를 대상으로 산불 전후 동일시기에 관측된 Landsat 위성영상으로부터 정규탄화지수(NBR)를 추출하여 산불피해지역과 피해강도를 정량적으로 분석하였다. 위성영상에서 추출된 피해면적과 피해강도별 분석자료는 바이오매스 연소로 인해 직접 배출되는 비이산화탄소 배출량 추정을 위한 활동자료로 활용하였다. 비이산화탄소 배출량 추정을 위해 IPCC의 추정식을 이용하였다. 산불피해강도별 연소효율은 피해강도가 '심'(burn severity: high)인 수관화 지역의 경우 0.43, 피해강도 '중'(burn severity: moderate) 0.40, 그리고 피해강도가 '경'인 지표화지(burn severity: low)의 경우는 0.15를 적용하였다. 바이오매스 연소시 배출되는 비이산화탄소 온실가스별 배출계수는 CO 130, $CH_4$ 9, $NO_x$ 0.7, $N_2O$ 0.11 값을 적용하였다. 삼척 산불피해지의 dNBR에 의한 피해강도 분석 결과, 전체 피해면적은 16,200ha로 나타났으며, 피해강도는 '경(Low: dNBR 152 이하)' 35%, '중(Moderate: dNBR 153-190)' 33%, '심(High: dNBR 191-255)' 32%의 면적분포를 보였다. 임상별 피해면적은 침엽수림 11,506ha(77%), 활엽수림 453ha(3%) 그리고 혼효림에서 2,978ha(20%)의 피해를 입은 것으로 평가되었다. 삼척 산불피해지의 바이오매스 연소로 인해 직접 배출된 비이산화탄소 배출량 추정 결과, CO 93%, CH4 6.4%, $NO_x$ 0.5%, $N_2O$ 0.1%의 순으로 배출량이 많았다. 삼척 산불피해지의 강도별 피해면적은 32%$\sim$35%의 분포로 고른 양상을 보이고 있지만 피해강도 '중' 지역에서 배출된 비이산화탄소의 양이 전체의 47%를 차지하여 배출율이 가장 높은 것으로 나타났다. 삼척산불 피해지의 총 비이산화탄소 온실가스 배출량은 CO 44.100Gg, CH4 3.053Gg, $NO_x$ 0.238Gg 그리고 $N_2O$는 0.038Gg이 배출된 것으로 추정되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.164-164
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• 2022

대기의 습한 정도는 기상 현상과 밀접한 관계를 가진다. 공기가 건조하면 가뭄이나 산불이, 반대로 습윤하면 홍수나 극한 강우가 내리기 쉽다. 산업화 이후 지구의 평균 기온이 상승하면서, 세계적으로 상대습도가 감소하는 경향성이 보고되고 있다. 이러한 경향이 우리나라에서도 확인되는지 파악하고자, 이 연구에서는 장기간에 걸친 상대습도 관측치가 존재하는 종관기상관측소 6개소의 자료를 분석하였다. 기온은 시간에 따라 증가하고, 포화 수증기압도 그에 따라 증가해온 것으로 나타났다. 하지만, 상대습도의 증감은 포화 수증기압뿐만 아니라 실제 수증기압의 변화에도 민감하게 반응한다. 우리는 실제 수증기압 변화의 원인을 수증기압에 영향을 주는 다양한 기후 변수들의 시계열 자료를 통해 분석해보았다. 우리나라 지역별로 상당한 변동성이 나타났는데, 대표적으로 동해안과 서해안 사이의 차이, 내륙과 해안의 차이에 대해 자세히 발표할 것이다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.63-69
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• 2008

산불의 확산특성은 일반적으로 가연물의 특성, 지형, 바람조건과 같은 기상 상태등과 관련이 있다. 산불의 발달과정에 있어 수치해석을 통한 확산예측 모델은 열전달 과정에 기본을 둔 열에너지 전달에 대한 해석이 가장 일반적인 방법론이다. 산불의 발생시 열에너지의 전파속도를 해석하는 것은 화염의 생성과 열전달, 그리고 소멸에 이르는 전 과정에 대한 물리적, 화학적 해석을 통해 화염의 이동에 따른 전파속도로 추정할 수 있다. 본 논문에서는 고체연소물질의 표면화염전파에 대한 수치해석을 통해 1차원 지표화 확산모델식을 제시하였다. 1차원 확산모델식은 평지상태에서 풍속조건에 따른 화염의 전파속도 산정식으로써 지표연료의 화염유지시간, 화염의 높이, 화염의 온도, 지표연료의 착화온도 등에 대한 실험 및 이론식을 적용하였다. 실험값 및 다른 모델식과의 ROS 비교 결과, 풍속 3 m/s 이하의 조건에서는 지수함수식의 증가곡선을 나타내는 경향을 보였다. 침엽수종인 소나무 낙엽에 대한 수치해석값과 실험값을 비교한 결과, 풍속 1-2m/s 조건에서는 확산속도가 약 10% 상향예측이 되었고 풍속 3m/s 조건에서는 약 20% 하향예측 되었다. 따라서 앞으로 지표화 확산 예측을 위해 본 연구결과에서 얻어진 화염확산 알고리즘을 이용한 초기 산불확산 예측 적용이 가능할 것으로 사료된다.

• 대기
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• 제33권2호
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• pp.223-246
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• 2023

이 연구에서는 우리나라에 큰 피해를 끼치는 대표적인 위험기상 현상으로서 태풍, 집중호우, 가뭄, 한파, 강설, 그리고 강풍에 대한 지난 연구 논문을 정리하였다. 기상현상의 특징이나 국내 및 국외 연구 여건, 그리고 정리한 연구자의 관점이 다르기 때문에 일관된 형태로 과거의 연구 내용을 살펴보지는 못했다. 어떤 위험기상 현상에 대해서는 국내에 출판된 논문을 위주로 살펴봤고, 다른 현상에 대해서는 국내, 외 저널에 출판된 논문을 망라하였다. 태풍 연구 부분에서는 관측, 단기와 장기 예측 그리고 태풍 역학의 이해, 그리고 기후적 분석으로 나누어서 과거 연구의 활동을 살펴봤다. 집중호우 연구부분에서는 우리나라에서 발생하는 집중호우의 대표적인 형태인 고립된 뇌우형, 대류 밴드형, 스콜라인형, 그리고 구름성단형의 중규모 대류계 패턴 연구를 정리하였다. 중규모 특징을 분석하기 위해서 여러 수치모델 결과를 소개했으며, 우리나라와 다른 나라의 집중호우 형태도 비교했다. 끝으로 집중호우 현상의 장기변화에 대한 연구 결과를 소개했다. 가뭄 연구 부분에서는 가뭄의 생성, 발달, 소멸에 대한 변동, 가뭄의 세기와 기간을 객관적으로 결정할 수 있는 가뭄지수의 정의와 메커니즘 연구, 그리고 최근에 진행되고 있는 새로운 연구 트렌드를 소개하였다. 폭염 연구 분야에서는 한반도에 나타나는 폭염의 특징과 메커니즘을 조사했다. 일반적으로 폭염은 강한 상층 기압능의 확장과 블로킹이 작용해서 발생하는데, 우리나라의 경우에는 여러 연구에서 공통적으로 티베트 상층 고기압과 북태평양 고기압의 배치와 강도에 큰 역할을 하고 있음을 밝혔다. 폭염 예측과 미래 시나리오 개발에 관한 내용뿐 아니라 폭염의 영향과 피해를 예측하려는 여러 노력에 대한 연구결과를 소개했다. 한파 연구 부분에서는 우리나라에 영향을 끼치는 한파의 발생을 규명하고, 연관된 다양한 시간과 공간 규모의 기상 인자를 찾기 위한 여러 연구자의 노력을 정리하였다. 또한, 최근에 활발하게 진행되고 있는 연구 트렌드로서 북극 한파의 발생과 기후변화에 따른 한파의 변화 등의 연구도 정리하였다. 강설 연구 부분에서는 국내, 외 강설 연구 현황을 살펴서, 국내에서는 주로 영동지역에 내리는 강설에 관한 종관 분석과 지형분석 연구를, 국외에서는 호수(바다 포함)효과 연구가 광범위하게 이루어지고 있음을 알았다. 특히, 국내에서는 강설 특징을 밝히는 수치모델링 연구가 활발하게 이루어졌다. 이들 연구 결과를 증명하기 위한 집중관측의 필요성을 강조하였다. 강풍 연구부분에서는 먼저 우리나라 강풍 연구의 현황을 소개했다. 2000년 이후 전국적으로 바람의 관측자료가 확보되기 전까지는 바람이 강한 제주도와 영동지역을 중심으로 많은 연구가 이루어졌다. 특히, 산불 발생과 밀접하게 연관되어 있는 영동지역의 양간지풍에 관한 연구를 소개했다. 최근 들어 활발하게 진행되고 있는 최신 관측장비를 이용한 집중관측 연구 결과도 소개했다.