• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.219-219
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• 2011

순 장파복사량은 지표면으로 입사되는 하강 장파복사량(Downward Longwave Radiation, $R_{ld}$)과 지표면에서 반사되는 상승 장파복사량(Upward Longwave Radiation, $R_{lu}$)의 차이로 정의되는데 이는 에너지 수지 및 농업기상 연구의 중요한 주제 중 하나로서 다루어져 온 순복사량의 중요한 요소이다. 일반적으로 $R_{lu}$의 경우 지표면 온도와 방사율(emissivity)를 이용하여 산출되므로 정확히 추정이 가능하나, $R_{ld}$의 경우 대기 최상층에서 관측되는 방사량과 지표면 근처의 방사량을 함께 고려해야 하므로 실측이 어렵다. $R_{ld}$는 야간 복사계(pyrgeometer)를 이용하여 직접적으로 측정할 수 있지만 관측기기 자체가 구비되어있는 관측소가 적어 매우 드물게 이용된다. 또한 단파 복사 에너지 측정 기기에 비해 비용이 많이들고 종종 관측값이 큰 오차를 가지고 있기 때문에 실무에 적용하기 힘든 단점이 있다. 따라서 기상 관측소에서 얻어지는 증기압과 온도 관측치를 물리식, 경험식 등에 적용하여 산정하게 된다. 현재는 $R_{ld}$의 추정은 관측된 방사량간의 관계를 나타내는 경험식을 기반으로 지표면 근처의 대기 온도와 습도를 이용하여 산출하는 방법이 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 증발산 산정 알고리즘 개발의 시발점으로써 $R_{ld}$를 먼저 구하고 $R_{lu}$를 구하였다. 신뢰성 높은 방법을 이용하여 $R_{ld}$를 구하게 되면 정확도 높은 $R_N$을 구하는 데 기여할 수 있으며, 궁극적으로 보다 정확한 증발산을 산정할 수 있게 된다. $R_{ld}$는 일반적으로 clear sky 조건 하에서의 복사 에너지 플럭스($R_{ldc}$)를 구한 후 구름의 양에 따라 보정한다. 하강 장파복사량의 경우 널리 사용되는 공식 중 하나인 Brutsaert의 공식을 사용하였다. 광릉, 해남에 위치한 플럭스 타워지점에서 실측된 기온과 실제 수증기압을 입력인자로 사용하여 지점별 $R_{ldc}$를 먼저 구하고 Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer(MODIS) 영상자료를 이용하여 검증한 뒤 최종적으로 남한지역을 대상으로 순 장파복사량 지도를 작성하였다. 이를 위해 MODIS 07 대기 프로파일 산출물(Atmospheric Profile Product)중 기온 및 이슬점온도를 추출하여 산정식의 입력자료로서 사용하였다. 상승 장파복사량의 경우 MODIS 11 지표면 온도 산출물(Land Surface Temperature product)를 이용하여 산정하였다. 이는 남한 지역의 증발산량 추정 및 에너지 수지 연구를 위한 중요한 기본 자료로서 유용하게 사용될 수 있으리라 사료된다.

• 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.

• Journal of the Korean earth science society
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• v.39 no.1
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• pp.89-102
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• 2018

We analyzed the meteorological and radiation characteristics of Seoul metropolitan area using data from energy flux towers that were installed and operated by the Weather Information Service Engine (WISE). The meteorological and radiation variables included temperature, pressure, wind speed, wind direction, relative humidity, surface temperature, rainfall amount, upward and downward solar radiation, upward and downward longwave radiation, albedo and emissivity from 14 energy flux stations located in the Seoul metropolitan area from July 2016 to July 2017. According to the monthly data during the period, the albedo is low and emissivity is high at the Jungnang station in the urban and opposite at Bucheon station in the suburban area. For a station in natural state, the albedo was higher than urban stations because solar radiation reflects effectively. Relatively high temperatures were shown at stations located in urban area with low albedo and high emissivity, in general. However, temperature was high at Gajwa and Ttukseom stations, the albedo was relatively high due to the station environment surrounded by glass wall buildings and the Han river. In the station located in suburban area, both emissivity and temperature were low. Among these stations, Bucheon station had the highest emissivity values because the surface temperature was relatively lower than that of the suburban area. As a result, the albedo decreased and the emissivity increased at stations in urban areas. Additionally, Seoul metropolitan area had less than $100Wm^{-2}$ of net radiation, which implied that radiation energy could be absorbed in the atmosphere.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.291-291
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• 2023

증발량을 산정하는 방법 중 증발접시를 활용한 방법은 하천의 증발량을 직접적으로 측정할 수 있는 장점이 있는 반면, 장기간의 증발접시를 활용한 증발량 추정은 현실적으로 쉽지 않다. 대표적인 증발량 산정식으로는 에너지 수지 및 공기동역학적 원리의 혼합적용 방법(PCE, Penman combination equation)과 경험적 바람공식(PWF, Penman wind function)이 있다. PCE로 산정된 증발량의 경우 하천 내 바닥열(bed heat flux)과 물기둥의 열저장 변화율이 장기간 규모의 순 복사량에 비해 작은 값을 가져 식에서 제외되므로 전반적으로 증발량이 과대 추정되는 문제가 발생한다. 반면, PWF로 산정한 증발량에서는 광범위한 매개변수 범위와 기상자료의 부족으로 모형의 불확실성을 증대시키는 요인으로 작용한다. 본 연구의 최종적인 목표는 하천 수로의 수면증발량을 추정하는 것이지만, 실제 하천 중심에서 증발량을 추정하기 위한 수문학적 자료는 매우 부족한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 유역단위에서의 증발량을 전이하는 방안을 모색하고자 하며, 구체적인 연구과정은 다음과 같다. 첫째, 유역단위 수문학적 자료를 수집하여(flux tower 자료 활용) 유역단위의 증발량을 산정한다. 둘째, PCE와 PWF으로 산정한 증발량과 관측된 증발량을 이용하여 각 식의 매개변수를 최적화한다. 마지막으로 최적화된 매개변수를 적용한 증발량과 관측값의 유사성을 분석한다. 본 연구에서는 하천단위의 증발량을 산정하기 위해 PWF을 적용하였으며 용담댐 내의 기상자료를 활용하여 산정한 증발량과 실제 용담댐 내의 수면증발량의 상관성을 분석한 결과 높은 상관성 확인할 수 있었다. 따라서 하천 주변에 증발량 추정을 위한 최소한의 기상정보가 존재하는 지역에서, 하천단위의 증발량을 산정할 수 있으며 장기간의 증발량도 산정할 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.541-541
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• 2015

댐 물수지 분석에 있어 매우 중요한 요소는 강수량, 유입 방류량, 토양수분량, 증발산량 등이 있다. 현재 육지에서의 증발산량은 대부분 에디공분산시스템에 의해 관측되고 있으며, 많은 전문가들이 양질의 자료를 산출하고 있다. 하지만 수면에서의 증발량관측은 아직 부족한 상황이다. 우리나라는 기후특성상 여름철에 강우가 집중됨에 따라 효율적인 댐 관리가 매우 중요하다. 댐관리의 주요 인자인 수면증발량은 현재 용담댐에서만 이루어지고 있다. 용담댐의 수면증발량 관측은 2013년부터 수행되고 있고, 수면위에 플랫폼을 설치하고 팬 내부에 수심이 1 m인 대형증발팬을 고정하는 방식을 취하고 있으며, 관측된 수위자료는 호내 수온을 고려하여 수면증발량으로 환산된다. 관측항목으로는 팬 내 외부 및 저수지 표층 수온, 팬 내부 정밀 수위뿐만 아니라 다양한 기상요소들이 있다. 2013년에 생산한 수면증발량은 풍향풍속, 수온, 상대습도, 복사량, 강수량 자료를 통해 정확도를 검증하였으며, Penman(1984)공식을 활용하여 실측 수면증발량과 추정 수면증발량을 비교 분석하였다. 본 연구는 용담호에서 자동 관측되고 있는 수위변동 자료를 활용해 수면에서의 증발량을 분석하였다. 2014년 3월부터 2015년 2월까지의 자료를 활용하였으며, 관측기간 중 최대 일증발량은 9.7 mm/day, 월 최대 일평균증발량은 3.5 mm/month(10월)로 나타났다. 수면에서 가장 많은 증발량이 나타난 시기는 10월 (증발량 : 107.6 mm, 강수량 : 122.9 mm)로 강수량의 약 88 %가 증발되었음을 알 수 있었다. 그 다음으로는 9월과 5월 순이었다. 증발량이 가장 많다고 예상되었던 7월과 8월의 경우는 각각 18일과 21일간 강수가 발생하였으므로 대기 중의 높은 습도로 인해 증발량이 크지 않았다. 결론적으로 수면에서의 증발량이 기상환경에 의존하고 있다는 사실은 명백하다. 그러므로 효율적인 수자원관리를 위해서는 다양한 지점에서의 수면증발 관측 및 기상요소와의 상관 성분석이 시급하다고 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.1939-1942
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• 2007

본 연구에서는 도시화와 지형 및 지리조건에 따른 기상변화가 FAO Penman-Monteith 기준 잠재증발산량에 미치는 영향을 파악하고자 한다. 또한 기상변화가 FAO Penman-Monteith 기준 잠재증발산량공식의 에너지항 및 공기동력항에 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구를 위하여 적용된 연구지역은 서울을 비롯한 56개 수문기상 관측지점으로써 도시화과정을 분석하기 위하여 반경 10 km를 중심으로 $314\;km^2$에 해당하는 면적을 연구지역으로 설정하였다. 연구 지역의 도시화정도를 판단하기 위하여 토지이용현황을 분석하였다. 분석결과에 의하면 대부분의 연구지역에서 잠재증발산의 변화정도는 도시화율의 정도에 따라서 상관관계를 보이는 것으로 나타났다. 잠재증발산량의 변화정도는 도시화율이 클수록 큰 변화를 보이고 있다. 분석결과에 의하면 잠재증발산량의 변화는 도시화가 진행됨에 따라서 도시지역 내 열섬현상에 따른 기온상승과 도시지역의 주거지면적 증가에 따른 습도의 감소영향 그리고 풍속의 감소에 따른 것으로 보이며, 특히 습도의 감소가 잠재증발산량에 가장 크게 영향을 미치고 있다. 또한 도시지역 내의 일사량 감소에 따른 순단파복사량의 감소나 기온상승에 따른 순장파복사량의 증가에 의해서 영향을 받는 것으로 보인다. 또한 연구지역의 지리 및 지형조건이 잠재증발산량에 미치는 영향을 분석한 결과 56개 연구지역의 잠재증발산량에 미치는 요인은 주로 도시화에 따른 기상변화와 해안 근접성인 것으로 판단된다.

• Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
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• v.1 no.1
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• pp.1-11
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• 1999

Rice yield and primary productivity (NPP) are dependent upon the variability of climate and soil. The variability and regionality of the rice yield and net primary productivity were evaluated with the meteorological data collected from Korea Meteorology Administration and the actual rice yield data from the Ministration of Agriculture and Forestry, Korea. The estimated NPP using the three models, dependent upon temperature(NPP-T), precipitation(NPP-P) and net radiation(NPP-R), ranged from 10.87 to 17.52 Mg ha$^{-1}$ with average of 14.69 Mg ha$^{-1}$ in the South Korea and was ranged 6.47 to 15.58 Mg ha$^{-1}$ with average of 12.59 Mg ha$^{-1}$ in the North Korea. The primary limiting factor of NPP in Korea was net radiation, and the secondary limiting factor was temperature. Spectral analysis on the long term change in air temperature in July and August showed periodicity. The short periodicity was 3 to 7 years and the long periodicity was 15 to 43 years. The coefficient of variances, CV, of the rice yield from 1989 to 1998 ranged 3.23 percents to 12.37 percents which were lower than past decades. The CV's in Kangwon and Kyeongbuk were high while that in Chonbuk was the lowest. The prediction model based on th e yield index and yield response to temperature obtain ed from the field crop situation showed reasonable results and thus the spatial distributions of rice yield and predicted yield could be expressed in the maps. The predicted yields was well fitted with the actual yield except Kyungbuk. For better prediction, modification should be made considering radiation factor in further development.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.27 no.1
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• pp.18-24
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• 2016

To effectively utilize a flash and predict its effects on an infrared device, it is essential to know the infrared characteristics of the flash source. In this paper, a study of the IR characteristics of flash light sources is carried out. The IR characteristics of three flash sources, of which two are combustive and the other is explosive, are measured with an IR characteristic measurement system over the middle- and long-wavelength infrared ranges. From the measurements, the radiances over the two IR ranges and the radiative temperatures of the flashes are extracted. The IR radiance of flash A is found to be the strongest among the three, followed by those of sources C and B. It is also shown that the IR radiance of flash A is about 10 times stronger than that of flash B, even though these two sources are the same type of flash with the same powder. This means that the IR radiance intensity of a combustive flash source depends only on the amount of powder, not on the characteristics of the powder. From the measured radiance over MWIR and LWIR ranges for each flashes, the radiative temperatures of the flashes are extracted by fitting the measured data to blackbody radiance. The best-fit radiative temperatures (equivalent to black-body temperatures) of the three flash sources A, B, and C are 3300, 1120, and 1640 K respectively. From the radiance measurements and radiative temperatures of the three flash sources, it is shown that a combustive source radiates more IR energy than an explosive one; this mean, in turn, that the effects of a combustive flash on an IR device are more profound than those of an explosive flash source. The measured IR radiances and radiative temperatures of the flash sources in this study can be used to estimate the effects of flashes on various IR devices, and play a critical role for the modeling and simulation of the effects of a flash source on various IR devices.

• Journal of Wetlands Research
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• v.15 no.4
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• pp.509-518
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• 2013

Understanding of the exchange between the water and energy which is happening between the surface and atmosphere is the basic of studying water resources. To study these, lots of researches using Noah Land Surface Model(LSM) are in progress. Noah LSM is based on energy and water balance equation and simulates various hydrological factors. There are diverse researches with Noah LSM are ongoing in overseas, on the other hand not enough study has been done. Especially there is almost no study using uncoupled Noah LSM in Korea. In this study we used data from Korea Flux Tower in Haenam(HFK) and Gwangneung(GDK) as forcing data to simulate the model and compared its result of net radiation, sensible heat flux and latent heat flux with the observation data to assess the applicability of Noah LSM in Korea. Regression coefficients of the comparison results of Noah LSM and observation show good agreement with the value of 0.83~0.99 at Haenam and 0.64~0.99 at Gwangneung which means Noah LSM can be trusted.

• Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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• v.25 no.3
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• pp.231-241
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• 1992

To study the relationships between major micrometeorological elements and their influences on evapotranspiration(ET) in the canopy of two rice cultivars, Daecheongbyo and Samgangbyo, synoptic meteorological factors, micrometeorological elements and ET from the canopy and biomass production were observed at various growth stages in the paddy field of Suwon Weather Forcast Office in 1989. ET from the rice community was highly correlated with the following factors in order of pan evaporation>air temperature>leaf temperature>solar radiation>sunshine duration>difference in vapor pressure depicit(VPD)>water temperature. ET observed showed higher correlation with the evaporation from small pan than that from Class A pan. Varietal difference would be noted in the relationships between ET in Samgangbyo canopy and the evaporations observed from the pans, with which closer a correlation was found in Samgangbyo than in Daecheongbyo. The ratio of canopy ET to the evaporation from Class A pan was maintained over 1.0 through the growth stages with the maximum of 1.9 at the late August. The evaporation observed from Class A pan was amounted to 71.9% of that from small pan. ET was better correlated with solar radiation than with net radiation which reached about 66% of solar radiation. Maximum temperature showed higher correlation with ET than mean air temperature, and also wind speed of 1m above ground revealed positive correlation. The relative humidity, however, had no correlation with the exception of ET in rainy days. A regression model developed to estimate ET as a function of meteorological elements being described with $R^2$ of 0.607 as : $ET=-5.3594+0.7005Pan\;A+0.1926T_{mean}+0.0878_{sol}+0.025RH$.