• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.34 no.6
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• pp.266-274
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• 2022

In this study, a smoothing method was applied to improve the accuracy of peak wave period estimation using the water surface elevation observed from the Oceanographic and Meteorological Observation Tower located on the west coast of the Korean Peninsula. Validation of the application of the smoothing method was per- formed using variance of the surface elevation and total amount wave energy, and then the effect on the application of smoothing was analyzed. As a result of the analysis, the correlation coefficient between variance of the surface elevation and total amount wave energy was 0.9994, confirming that there was no problem in applying the method. Thereafter, as a result of reviewing the effect of smoothing, it was found to be reduced by about 4 times compared to the confidence interval of the existing estimated spectrum, confirming that the accuracy of the estimated peak wave period was improved. It was found that there was a statistically significant difference in proba- bility density between 4 and 6 seconds due to the smoothing application. In addition, for optimal smoothing, the appropriate number of smoothings according to the significant wave height range was calculated using a statistical technique, and the number of smoothings was found to increase due to the unstable spectral shape as the significant wave height decreased.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.103-103
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• 2019

본 연구에서는 Terra MODIS 위성영상과 Mapping Evapotranspiration at high Resolution with Internalized Calibration (METRIC) 모형을 이용하여 2012년부터 2017년까지 한반도 전국의 증발산량을 산정하고 플럭스 타워 실측 증발산량과 비교하였다. METRIC은 전 세계에 널리 적용된 바 있는 에너지 수지 기반의 Surface Energy Balance Algorithm for Land (SEBAL) 모형의 개념과 기술을 기반으로 현열(Sensible Heat Flux) 추정 모듈을 개선한 모형이다. 본 연구에서 METRIC 모형은 기존 C#으로 개발되어 있던 SEBAL 코드에서 현열 추정 모듈을 수정하였고 연산 속도 개선을 위해 Python으로 재작성하였다. METRIC 모형의 위성 자료로 Terra MODIS 위성의 MOD13A2(16day, 1km) NDVI, MOD11A1(Daily, 1km) Land Surface Temperature (LST) 및 MCD43A3(Daily, 500m) Albedo를 구축하였으며 500m 공간해상도의 Albedo는 1000m 해상도로 resample하여 활용하였다. 기상자료는 기상청 기상관측소의 풍속, 풍속측정높이, 습도, 10분 간격 이슬점 온도, 일사량 자료를 위성 자료와 같은 공간해상도로 내삽(Interpolation)하여 구축하였다. 모형결과 검증을 위해 국내 플럭스 타워 (설마천, 청미천, 덕유산) 증발산량 관측 자료와의 결정계수(Coefficient of determination, $R^2$), RMSE(Root mean square error) relative RMSE (RMSE%), Nash-Sutcliffe efficiency (NSE) 및 IOA(Index of Agreement)를 산정하고, 기존 SEBAL 모형 결과와의 비교를 통해 본 모형의 개선점을 보이고자 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.315-315
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• 2019

증산과 증발의 합으로 나타내지는 증발산은 지구내에서의 수문 순환에 영향을 미치는 중요한 인자로써, 지표와 대기의 에너지 교환을 담당하고 있다. 정확한 관측을 위해서 오래전부터 증발산에 대해서 관측하기 위하여 직접관측 방법들인 증발산계를 이용한 관측방법, 에디 공분산 방법을 이용한 플럭스타워 관측 방법 등을 사용하였으며, 물리 및 경험적인 방법인 Penman (1948), Monteith (1965) 방법, PT (Priestley and Taylor, 1972) 방법 등을 이용함으로써 증발산과 관계를 가진 수문기상인자를 이용함으로써 증발산에 대해서 추정하여 왔다. 대부분 지상 관측에 의존하기 때문에 시공간적인 값의 표현이 어렵다는 문제를 가지고 있으며, 관측 장비의 관리 및 유지비용이 증대로 인하여 조밀한 관측망을 구축하기 어렵다. 이러한 단점을 개선하고자 인공위성 및 재분석 자료를 활용하여 여러 경험식을 통해서 증발산 자료가 제공되고 있다. 그러나 이러한 자료들의 문제점은 각기 다른 경험식 및 다른 입력자료를 제공하고 있을 뿐만 아니라, 자료별 지역별 정확성이 차이가 발생한다. 따라서, 최근 연구에서는 지점자료와 인공위성 자료 및 재분석 자료를 모두 사용함으로써 수문기상인자를 개선하고자 하는 연구가 진행되어왔으며, 정확성 또한 개선된 것을 확인 할 수 있다. 그러나, 이러한 방법들의 가장 큰 문제점은 관측 자료가 필수적으로 필요하다는 것에 있다. 대부분의 나라나 지역에서는 조밀한 구축망을 구축하기 어렵기 때문에 실질적으로 적용하기가 어렵다는데 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 지점자료가 필요없는 융합방법을 triple collocation 방법을 이용함으로써 제안하고자 한다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2010.02a
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• pp.91.2-91.2
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• 2010

지면-대기상의 관계에서 지중온도와 토양수분의 역할이 중요함에도 불구하고 이들 변수의 다양한 시공간적 변동성, 관측자료의 한계, 관련자료 및 이해 부족 등으로 인하여 아직까지 체계적인 연구가 이루어지지 못하고 있다. Idso 등(1975)에 의해 처음 토양수분과 지중온도에 대한 연구를 시작으로 Lakshmi 등(2003)은 지중온도가 토양수분과 역의 관계를 가짐을 도출하였으며 이를 이용한 선형회귀분석을 수행하여 토양수분을 예측하였다. 기존연구를 바탕으로 본 연구에서는 설마천 타워(Flux tower)에서 기록된 지중온도와 토양수분 자료를 이용하여 사계절에 따른 상관관계를 분석하였다. 조사기간 동안 토양수분은 봄부터 가을까지의 경우 지중온도가 강한 음의 상관계수를 가지는 반면 겨울의 경우 지중온도와 강한 양의 상관계수를 가지는 것으로 판단이 되었다. 즉, 계절에 따라 지중온도와 토양수분의 관계가 차이가 있음을 알 수 있다. 또한, 본 연구에서 토양수분에 대한 지중온도의 계절별 선형적 관계를 도출하였으며 지표상의 물 에너지 순환에 대한 보다 나은 이해를 줄 것으로 사료된다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.49 no.11
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• pp.903-912
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• 2016

Accurate understanding and estimating Evapotranspiration (ET) is essential for understanding the mechanism of water cycle and water budget. ET has been analyzed by many researchers in worldwide while Ground-based ET has limiation in analyzing the spatio-temporal pattrens of ET. Thus, many researches have been conducted to represent the spatio-temporal variation of ET by using hydrometeorological variables estimated from remote sensing datasets. Previous remote sensing based ET algorithms, however, have disadvantage in that various hydrometeological input datasets were required. In this study, actual ET was estimated by MODIS-based Rn and MS-PT algorithm requiring relatively less input data than previous method. The result confirmed that the observed $R_N$ and latent heat flux from the eddy-covariance based fluxtowers located at CFK and SMK showed high correlation with the estimated $R_N$ and ET. The average determination coefficients ($R^2$) of ET estimated from satellite dataset over study periods were 0.77 (0.72-0.81) in Cheongmi (CFK) and 0.70 (0.67-0.78) in Sulma (SMK), respectively. Comparing with the actual ET of two flux tower sites, however, SMK showed more overestimated patterns than CFK due to the vegetation and radiation related errors.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.7-7
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• 2015

가뭄 및 홍수 등 재해를 방지하고 효율적인 물 관리를 위해서는 지표와 대기 사이에 이루어지는 수문기상 요소의 정량화가 필요하다. 수문기상요소는 관측을 통해 파악하는 것이 가장 정확하지만 광범위한 지역에 대한 관측은 한계가 있으므로 일반적으로 지면모델(Land Surface Model)을 많이 이용한다. 본 연구에서 Noah LSM(Noah Land Surface Model)과 TOPLATS(TOPmodel based Land-Atmosphere Transfer Scheme) 및 DHSVM(Distributed Hydrology Soil Vegetation Model)의 세 모델을 활용하여 안동댐 유역의 수문기상정보를 산출하고 관측자료와 검증함으로 각 모델의 특성을 분석하자 한다. 본 연구에서 사용된 관측자료는 국립기상과학원에서 운영중인 안동댐 유역 플럭스타워의(A6, A7) 지표근처 기상장과 에너지 요소이다. '13년 10월부터 '14년 11월까지 기간에 대해 각 지점에서 관측된 현열 및 잠열 플럭스의 품질관리를 수행하였으며, 이 자료를 본 연구의 검증자료로 활용하였다. 각 모델을 강제하기 위한 지표근처 기상자료는 두 지점에서 관측된 기온, 풍향 풍속, 상대습도, 강수, 지중온도 및 장 단파 복사량이며, 각 모델에서 산출된 잠열 및 현열 플럭스, 토양수분과 증발산량을 관측값과 비교 검증하였다. 본 연구결과는 한국수자원학회 학술발표회를 통하여 소개될 예정이며, 향후 멀티모델 앙상블 시스템 구축에 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

• Journal of Navigation and Port Research
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• v.37 no.6
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• pp.655-662
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• 2013

Recently, by the problems owing to utilization of fossil fuel, various green energies receive attention. Wind, the impetus for the wind power generation as one of the green energies, is observed higher quality value in the offshore than onshore. Also, the development of offshore wind turbines is in the spotlight as alternative to solve the problems of onshore wind farm such as securing sites, noise, and electromagnetic waves, and to get efficient wind energy. Therefore, the many researches on offshore wind energy have been carried out. As wind towers are advanced to ocean, offshore wind towers have been enlarged. Thus, stability is required to endure wind force and wave force. In this study, the external forces act on the foundation in multi-layered are calculated by p-y relation.

• Journal of the Korean Solar Energy Society
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• v.37 no.6
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• pp.103-114
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• 2017

Radiation energy budget was analyzed using observation data from the Weather Information Service Engine (WISE) energy flux tower on the Seoul metropolitan area. Among observation data from the 13 energy flux towers, we used meteorological variables, radiation data (upward and downward short wave, upward and downward long wave, net short wave, net long wave and net radiation), albedo and emissivity for 15 months from July 2016 to September 2017. Although Gajwa (205) and Ttuksumm (216) sites located in urban, the albedo was relatively high due to the surround environment by glass wall buildings and the Han river around the sites. And Bucheon (209) site located in the suburb represented generally low emissivity. As a result, the albedo decreased and the emissivity increased in the city center. In the Seoul metropolitan area, the net radiation energy is $73.9W/m^2$ that the radiation budget of the surface is absorbed into the atmosphere. According to WISE observation data, it can be seen that observation at each sites are influenced by the surrounding environment.

• Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
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• v.20 no.1
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• pp.18-33
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• 2018

A new eddy covariance-based flux tower has been established since June 2016 in a dry direct-seeding rice paddy field in southwestern Korea - Haenam Paddy field KoFlux site (HPK). To assess the competitiveness of direct-seeding agricultural technique in the context of climate-smart agriculture, we have been monitoring the $CO_2$, $CH_4$ and energy fluxes continuously. In this communication, we (1) introduce the HPK site and (2) explain the structure and processes of the HPK-specific data processing and quality control. The latter consists of 10-steps data processing and quality control procedures following the KoFlux standardized protocol and explained each step in layman's term. The final data produced during the data processing were stored in NCAM-DAPS (National Center for AgroMeteorology-Data Acquisition and Processing System, http://daps.ncam.kr). We hope that the introduction of new HPK KoFlux site would serve as a platform to facilitate transdisciplinary efforts in the research and education associated with climate-smart agriculture toward sustainability.

• Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
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• v.5 no.2
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• pp.51-60
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• 2003

Rice, which occupies about 60% of the farmland in Korea, is a staple crop in Asia. It not only absorbs $CO_2$ from the atmosphere, but also emits carbon in a form of CH$_4$. It has a potential role in the global budget of greenhouse gases because of its relative contributions of carbon absorption and emission associated with changing hydrologic cycle. To better understand its current and future role, seasonal variations of energy and $CO_2$ exchange in this critical ecosystem need to be quantified. The purpose of this study was to measure, document and understand the exchange of energy and $CO_2$ in a typical rice paddy in Korea throughout the whole growing season. Since late April of 2002, we have conducted measurements of energy and $CO_2$ exchange in a rural rice paddy at Hari site, one of the Korea regional network of tower flux measurement (KoFlux). After the quality control and gap-filling, the observed fluxes were analyzed in the context of micrometeorology and biophysics. $CO_2$ and energy exchanges varied significantly with land cover changes (e.g., plant growth stages), in addition to changes in weather and climate conditions. This study, reporting first direct measurement of energy and $CO_2$ exchange over a rice paddy in Korea, would serve as a useful database as one of the reference sites in AsiaFlux and FLUXNET.