• 한국수자원학회논문집
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• 제47권9호
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• pp.753-766
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• 2014

본 논문에서는 기후변화로 인한 한반도 주요 권역에서의 미래 평균해수면 상승을 장기 조위자료를 사용하여 통계적으로 추정하는 연구를 수행하였다. 먼저 5개 조위 관측소로부터 얻어진 장기 조위자료에 대한 비모수적 경향성 검정인 Mann-Kendall 검정을 통해 관측된 자료의 경향성을 검정하였으며, 이를 보다 정량적으로 분석하기 위하여 Bayesian 변동점 분석 기법을 적용하였다. 특히 이 연구에서는 4개의 미래 평균해수면 상승 시나리오와 5개 관측소의 지역별 평균해수면 상승 자료를 결합시키기 위하여 변동점 분석결과를 활용하였다. 제안된 절차는 미래 평균해수면 상승 시나리오의 시작년도를 결정함에 있어 18.6년의 주기를 사용하지 않고 변동점 분석결과를 사용함으로써, 지역적 특성을 효과적으로 반영할 수 있도록 개선되었다. 변동점 분석결과를 사용하여 한반도의 권역별 미래 해수면상승을 분석한 결과, 제주 권역(제주 조위관측소)이 가장 뚜렷한 해수면 상승을 나타냈다. 서해안 권역(보령 조위관측소)과 남해안 권역(부산 조위관측소)에서는 두 번째로 높은 해수면 상승의 증가가 추정되었으며, 마지막으로 남해안 권역(여수 조위관측소)와 동해안 권역(속초 조위관측소)에서 가장 낮은 해수면 상승의 증가가 추정되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.269-269
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• 2022

최근 낙동강 하구 기수생태 복원에 있어서 중요한 요소 중 하나는 하굿둑 외해측의 보다 높은 정도를 가지는 조석예보치 산정과 이를 통해 하굿둑 방류량과 해수 유입량을 추정하여 주변 환경 등을 예측할 수 있다. 기수생태 복원이 본격으로 논의가 진행 전인 2016년까지는 하구에서 수km 떨어진 기존 조위관측소(부산 및 가덕도)를 활용하여 하류수위를 예측하여 왔지만 조위 높이와 위상 차이로 인하여 활용이 용이하지 않다. 따라서, 낙동강 하굿둑 인접 외해역에서 조석 영향을 받는 수위관측치를 이용하여 조석조화분해를 통해 조위 예측을 보다 정밀하게 산정하는 것이 필요하다. 연구방법으로는 낙동강 하굿둑 외해역에서 관측된 2016년, 2017년 각각 1년간 10분간격으로 관측자료의 저장상태 및 이상자료 유무를 확인하고, 조석조화분해 프로그램인 TASK2000(Tidal Analysis Software Kit) Package를 이용하여 2016년, 2017년 낙동강 하굿둑 인접 외해역에서 관측된 조위자료를 각각 조석조화분해한 결과로 관측조위와 예측조위 비교하였고, 관측조위와 예측조위를 뺀 성분인 조석잔차성분을 구했다. 조화분해결과, 낙동강 하굿둑 외해역은 일반적인 연안역의 조석과는 달리 하천수의 유출, 배수갑문의 조작, 연안사주지형에 의한 조석변형 등 매우 복잡하고 불규칙적인 특성인 기상성분(기압, 바람 등)에 의한 교란을 고려한다면 예측정확도가 상당부분 확보되는 것으로 나타났다. 또한 장주기 성분과 비선형 조석성분의 크기를 비교해 볼 때 거의 편차가 없이 나타나 조석조화상수를 이용한 예보 가능성을 확인할 수 있었다. 조위검증은 2016년의 1년치의 조석자료를 이용하여 조화분해된 조화상수 63개를 이용하여 2017년의 조석 예보치를 산정하였으며, 이를 2017년의 낙동강 하굿둑 외해역의 조석관측치와 조석예측치를 1대 1 비교하는 방식으로 검증하였고, 이들의 상관관계를 파악하기 위하여 두 성분에 대하여 Regression Analysis를 수행하여 예측조위와 관측조위 사이에는 Pre=0.9535×Obs+0.396과 같은 관계식이 성립하는 것으로 분석되었다. 또한, 두 성분간의 상관도는 0.9535로 높게 나타났다. 조위예측 프로그램인 TASK2000 Package 중 MARIE를 이용한 조위예측 프로그램의 신뢰도가 매우 높은 것으로 판단되고, 해당년도 조위예측 시에는 가능하면 직전년도의 1년 조석관측자료를 조화분해하고 얻어진 조화상수를 이용하여 조위예측을 실시하면 보다 정확한 자료를 얻을 수 있다.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권4호
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• pp.344-353
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• 2016

황해연안 조위관측소 10 개 지점에서 2013년 11월 24일 밤부터 25일 오전까지 관측한 해수면, 해면기압, 바람, 유동 자료뿐만 아니라 일기도를 분석하여 이상조위편차의 발생 원인과 관측자료들 간의 상호상관성을 알아보았다. 이상조위편차란 최대조위편차와 최소조위편차가 나타나는 시간동안 두 편차간의 차를 의미한다. 영종도의 최대조위편차는 111 cm, 최소조위편차는 -65 cm로, 4시간 1분 동안 176 cm의 이상조위편차를 보여 10개 조위관측소 가운데 가장 크다. 반면 모슬포의 이상조위편차는 8시간 52분 동안 약 68 cm로 가장 작다. 이 같은 이상조위편차는 기압점프에 의한 기상해일이 아니라 저기압에 의한 기압배치의 영향으로 바람에 의해 발생한 것으로 확인되었다. 각 지점에서 이상조위편차에 의한 흐름은 연평균 낙조류 세기의 16 ~ 41 %로 무시할 수 없을 정도이다. 조위편차, 바람, 조류잔차의 상호상관관계로부터 저기압의 중심이 한반도 서쪽에 가까이 위치해 있을 때 인천에서 남풍계열의 바람에 의한 북향류가 해수면을 상승시켰고, 한반도 통과 후 북풍계열의 바람에 의해 남향류가 해수면을 하강시켰다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.1834-1838
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• 2007

감조하천을 비롯한 주요 하천에서 수자원량의 정량화는 수위-유량관계곡선식 개발로부터 가능한 일이다. 그러나 신뢰성 있는 수위-유량관계곡선식을 개발하는 것은 수문관측의 불확실성과 현장의 열악한 사정 등으로 발생하는 오차들 때문에 어려운 일이다. 조위의 영향을 받는 감조하천은 무 강우에도 수위의 변동이 심한 특성으로 수위와 유량의 관계를 규정하는 것은 일반 하천의 경우보다 난해하다고 할 수 있다. 본 연구는 감조하천의 유출특성 분석에 관한 기초적인 연구로 향후 감조하천 구간에 설계되는 수공구조물의 설계, 혹은 치수목적으로 설계되는 유수지 등의 설계에 이용될 유량자료를 제공하기 위함이다. 유량자료를 생산하기 위해서는 대상 수위관측소지점의 수위-유량관계곡선식으로부터 수위-수문곡선을 유량-수문곡선으로 환산하여야 한다. 이렇듯 유량자료는 곡선식의 정밀도에 전적으로 좌우되기 때문에 신뢰성 있는 곡선식 개발은 중요한 일이다. 본 연구에서는 감조하천에서의 유량자료 생산과 유출 특성을 분석하고자, 만경강 수계에 위치하는 목천 지점을 대상유역으로 선정하였다. 2006년 저 평수기 및 홍수기에 걸쳐 유량측정을 실시하여 다수의 유량측정성과를 확보하였으나 조위의 영향으로 산만한 수리특성을 보였다. 따라서 본 연구에서는 이에 대한 영향을 파악하기 위해서 감조의 영향권에서 각각의 유량이 어떻게 변화하는지 검토하고자 국립해양조사원 해양자료실의 조위관측소에서 제공하는 군산외항 지역의 조석예보표를 이용하여 분석하였다. 본 연구의 분석 결과, 유량측정 당시 간조와 만조의 영향권에서 측정이 이루어진 관계로 유량과 유속 등의 수리 특성이 많은 변화가 발생한 것으로 분석되었다. 이와 같은 영향으로 목천과 같은 감조하천의 경우, 저수위 측정성과는 그 분산정도가 심해 일반화된 수위-유량관계 곡선의 개발이 의미 없다고 판단되며, 홍수기에 측정된 성과를 바탕으로 고수위대의 수위-유량관계 곡선식을 개발하여야 할 것으로 판단된다. 본 연구를 통해 일부 확인된 바와 같이, 일반적인 자연하천이 아닌 감조하천의 경우는, 각각의 수위대별 유량 값의 변화가 발생하는 바 기간별 혹은 간조와 만조부를 포함하여 유량측정을 하여야 할 것으로 판단된다.

• 한국재난정보학회:학술대회논문집
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• 한국재난정보학회 2022년 정기학술대회 논문집
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• pp.49-50
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• 2022

본 논문에서는 천문 및 기상에 의해 발생하는 조위 변동에 대한 이해를 높이고 나아가 이와 관련한 피해를 줄이고자 우리나라의 29개 조위관측소 자료를 바탕으로 크게 서해안, 남해안(제주 지역 포함), 동해안 지역으로 구분하여 지역별 조위의 특성과 태풍에 의한 영향을 분석하였다. 2000년부터 2021년까지의 조위 평균(표준편차)은 서해안은 628 cm(68 cm), 남해안은 270 cm, (35 cm), 동해안은 63 cm (15 cm)로 서해안이 가장 높고 동해안이 가장 낮은 편이다. 이러한 차이는 각 지역이 태풍의 영향권에(6월에서 10월 사이에 발생한 태풍의 진로 상 중심이 각 지역으로부터 10°반경 이내에 위치) 있을 때도 일관되게 나타난다. 서해안, 남해안, 동해안에서 특히 조위가 높게 나타나는 지역은 평택, 완도, 마산으로 태풍 영향 시에 각각 최대 1030 cm, 444 cm, 265 cm를 기록하였다. 다만, 서해안은 태풍의 영향을 받은 날과 그렇지 않은 날의 최대 조위 차이가 16 cm로 남해안의 108 cm나 동해안의 49 cm에 비해 뚜렷하게 떨어진다. 본 논문에서는 이렇듯 지역별 조위 특성의 차이 및 태풍에 의한 조위 변동을 정량적으로 분석하여 폭풍해일 특보 등 조위에 의한 피해 예방에 사용할 수 있는 참고 자료를 제시하였다.

• 한국측량학회지
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• 제28권5호
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• pp.505-513
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• 2010

인천만 조석분조의 특성 및 장기해수면 변동 상황을 고찰하기 위해 인천항 항만건설 전 후, 독립적으로 설치 운영된 세 곳의 조위관측소 상황을 파악하고 총 40년간(1960~2007)의 조위관측자료에 대한 조화분석을 수행하였다. 연구결과, 조석의 주요 4분조($M_2$, $S_2$, $K_1$, $O_1$)는 관측소 별로 18.61년의 달 교점 cycle에 따른 변동을 보였고, 세 관측소의 조석유형은 모두 반일주조의 경향을 나타내었다. 또한, 조위예측 시, 조위예측의 정확도는 조위관측자료의 누적 년 수 보다는 과거의 월별 조위특성과 상관성이 높은 것으로 분석되었다. 특히, 세 관측소의 조위자료를 40년간 단일 시계열 자료로 가정하고 분석한 결과, 평균해수면 및 기본수준면의 장기간 해수면 변동은 각 조위관측소 별로 평균 10cm 내 외의 변동을 나타내었다. 아울러, 여러 종류의 위성고도계 자료(Topex Poseidon, Topex Tandem, ERS, GFO)를 근간으로 한 OSU(Oregon State University)의 지역 및 광역 조석모델에 의한 인천항 조위관측소의 조석분석 결과, 지역적 특성을 수렴한 고 해상 모텔일수록 복잡한 해협이나 연안지역에 적합한 것으로 사료되었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권6호
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• pp.874-881
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• 2022

낙동강 하구 기수생태 복원이 본격으로 논의가 진행 전인 2016년까지는 하류 수위의 예측을 위해 하구에서 수km 떨어진 기존 조위관측소(부산 및 가덕도)의 측정 자료를 활용하여 분석을 수행하였지만, 조위와 위상 차이로 인해 예측이 용이하지 않았다. 따라서, 낙동강 하굿둑 인접 외해역에서 조석 영향을 받는 수위관측치를 이용하여 조석조화분해를 통한 정밀한 조위 예측 산정의 필요성이 대두되어 본 연구를 수행하였다. 연구의 방법으로는 낙동강하굿둑 인근 외해역에서 10분 간격으로 기간별 관측자료의 저장상태 및 이상자료 유무를 확인하고, 조석조화분해 프로그램인 TASK2000(Tidal Analysis Software Kit) Package를 이용하여 관측조위와 예측조위를 1대 1 비교하여 회귀상관분석을 수행하였다. 분석 결과, 관측조위와 예측조위간의 상관도는 0.9334로 높게 나타났으며, 당해 연도의 조위예측 분석시 직전연도의 1년 조석관측 자료를 조화분해하여 산출된 조화상수를 이용하여 조위예측을 실시하면 보다 정확한 결과를 산출할 수 있음을 확인하였다. 이를 바탕으로 2022년 예측조위를 생성하여 낙동강 하구 기수생태 복원의 해수유입량의 산정에 활용 중이다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제26권4호
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• pp.307-326
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• 2021

상시 관측되는 조위관측소 해수위 자료는 결측값과 오측값을 포함하고 있으며, 그 중 오측 값은 이상값으로 분류되는 전처리 대상이다. 이러한 오측을 제거하기 위해 대표적으로 3𝜎 (three standard deviations) 규칙이 적용되어왔으나, 기상이변 등에 의한 극값이 존재하거나 3𝜎 범위 안에서도 오측이 존재하는 해수위 자료에는 그 적용이 어렵다. 본 연구에서 설계된 모델은 오측에 대한 사전 정보가 필요하지 않은 비주석 학습으로 구성되며, 재귀신경망과 앙상블 기법을 이용함으로써 실시간으로 수집되는 해수위 자료가 오측일 가능성을 발생한지 20분 이내로 제시한다. 검증이 완료된 모델은 평시 및 기상이변시의 정상값과 오측값을 잘 분리하며, 학습이 이뤄지지 않은 연도의 해수위 자료에서도 이상값 탐지가 가능함을 확인하였다. 본 연구의 관측 이상치 탐지 알고리즘은 조위관측소 해수위에 국한되지 않고 다양한 해양 및 대기자료의 이상치 탐지 인공신경망 모델에 확장 적용할 수 있다.

• 한국측량학회지
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• 제34권3호
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• pp.299-308
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• 2016

오늘날 우주측지기술은 측위정밀도를 높이고 시간과 비용적 측면에서 효율성을 향상시키는 방향으로 발전되고 있다. 정밀측위를 위하여 지구의 물리적 현상을 보정하는 것은 필수적이며, 그 중 해양조석하중의 보정은 중요한 요소이다. 본 연구에서는 인천과 제주의 조위관측소 GNSS 관측데이터를 이용하여 해양조석하중에 의한 수직지각변위를 산출하고 지각변위를 일으키는 각 분조의 조석성분을 검출하였다. GNSS 측위방법과 자료처리 시간에 따른 해양 조석하중 성분 검출 정확도를 비교하기 위하여 상대측위와 정밀절대측위로 GNSS 데이터를 처리하여 주요 8개 조석성분의 진폭을 산출하고 전지구 해양조석하중 모델의 진폭과 비교하였다. 연구결과 조석분조 진폭 검출에는 2시간 간격의 자료처리와 정밀절대측위 방법이 해양조석하중 분조 검출에 정확한 것으로 나타났다. 추후에는 장기간 자료를 이용하여 장주기 조석성분에 대한 분석도 이루어져야 할 것이다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제28권5호
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• pp.265-276
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• 2016

2011년 3월 11일에 발생한 2011년 동일본(도호쿠) 지진해일은 한반도에 도달하여 많은 조위관측소에 기록되었다. 북동쪽 조위관측소 관측 자료에서 기존의 수치모의로 예측한 지진해일 도달시각보다 매우 이른 시간에 지진해일이 관측되는 지진해일 선행파가 관측되었다. Murotani et al.(2015)는 지형효과가 일본 및 러시아에서 관측된 지진해일 선행파와 관련 있음을 밝혔다. 본 연구에서는 지형효과를 고려한 지진해일 수치모의를 통해 우리나라에서 관측된 지진해일 선행파를 재현하였다. 이를 통하여 2011년 동일본 대지진과 같이 완만한 경사의 단층에서 발생한 지진에 의한 지진해일의 경우 지형효과를 고려하는 것이 지진해일 예측에 중요함을 알 수 있었다. 그러나 수치모의에 지형효과를 고려하기 위해서는 추가적인 연산 시간이 소요되므로 지진해일 통보 시스템에 적용하기 위해서는 충분한 검토가 필요하다.