• Title/Summary/Keyword: 조화분해

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A study on the precise prediction of tides using long-term tidal observation data at the Nakdong River Estuary (낙동강 하구 장기조석관측 자료를 이용한 조위의 정밀예측 연구)

  • Park, Byeong Woo;Kang, Tae Soon
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2022.05a
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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.

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Exploring Estimation of Paleo-tides and -tidal Currents Using a Harmonic Analysis Method in pre-19th Century (조화분해법을 이용한 19세기 이전 고조석 및 고조류 추산 고찰)

  • Byun, Do-Seong
    • The Sea:JOURNAL OF THE KOREAN SOCIETY OF OCEANOGRAPHY
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    • v.15 no.4
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    • pp.203-206
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    • 2010
  • We examined five astronomical variables formulas of the two conventional harmonic prediction programs (IOS tidal package (IOS) and Task-2000 tidal package (Task2K)) in relation to hindcast of paleo-tides and -tidal currents on historical navel battlefields such as Myeongryang Naval Battle (September 16th, 1597 according to the lunar calendar). Through the comparison of the resultant values in a certain time (00:00 January 1) of each year (1801, 1800 and 1597) calculated from the two different formulas, we understood that the reason why Task2K is incapable of hindcating them in pre-19th century, Specifically, we found that the Task2K formulas directly using the Gregorian calendar date did not identify leap years in calculating astronomical variables beyond the period of 1801-2099. Therefore, the IOS's formulas, which use the day number referenced on midnight 1/1/0000, are recommended for use in hindcasting paleo-tides and -tidal currents on historical navel battles in pre-19th century.

Non-astronomical Tides and Monthly Mean Sea Level Variations due to Differing Hydrographic Conditions and Atmospheric Pressure along the Korean Coast from 1999 to 2017 (한국 연안에서 1999년부터 2017년까지 해수물성과 대기압 변화에 따른 계절 비천문조와 월평균 해수면 변화)

  • BYUN, DO-SEONG;CHOI, BYOUNG-JU;KIM, HYOWON
    • The Sea:JOURNAL OF THE KOREAN SOCIETY OF OCEANOGRAPHY
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    • v.26 no.1
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    • pp.11-36
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    • 2021
  • The solar annual (Sa) and semiannual (Ssa) tides account for much of the non-uniform annual and seasonal variability observed in sea levels. These non-equilibrium tides depend on atmospheric variations, forced by changes in the Sun's distance and declination, as well as on hydrographic conditions. Here we employ tidal harmonic analyses to calculate Sa and Ssa harmonic constants for 21 Korean coastal tidal stations (TS), operated by the Korea Hydrographic and Oceanographic Agency. We used 19 year-long (1999 to 2017) 1 hr-interval sea level records from each site, and used two conventional harmonic analysis (HA) programs (Task2K and UTide). The stability of Sa harmonic constants was estimated with respect to starting date and record length of the data, and we examined the spatial distribution of the calculated Sa and Ssa harmonic constants. HA was performed on Incheon TS (ITS) records using 369-day subsets; the first start date was January 1, 1999, the subsequent data subset starting 24 hours later, and so on up until the final start date was December 27, 2017. Variations in the Sa constants produced by the two HA packages had similar magnitudes and start date sensitivity. Results from the two HA packages had a large difference in phase lag (about 78°) but relatively small amplitude (<1 cm) difference. The phase lag difference occurred in large part since Task2K excludes the perihelion astronomical variable. Sensitivity of the ITS Sa constants to data record length (i.e., 1, 2, 3, 5, 9, and 19 years) was also tested to determine the data length needed to yield stable Sa results. HA results revealed that 5 to 9 year sea level records could estimate Sa harmonic constants with relatively small error, while the best results are produced using 19 year-long records. As noted earlier, Sa amplitudes vary with regional hydrographic and atmospheric conditions. Sa amplitudes at the twenty one TS ranged from 15.0 to 18.6 cm, 10.7 to 17.5 cm, and 10.5 to 13.0 cm, along the west coast, south coast including Jejudo, and east coast including Ulleungdo, respectively. Except at Ulleungdo, it was found that the Ssa constituent contributes to produce asymmetric seasonal sea level variation and it delays (hastens) the highest (lowest) sea levels. Comparisons between monthly mean, air-pressure adjusted, and steric sea level variations revealed that year-to-year and asymmetric seasonal variations in sea levels were largely produced by steric sea level variation and inverted barometer effect.

A Study on Precise Tide Prediction at the Nakdong River Estuary using Long-term Tidal Observation Data (장기조석관측 자료를 이용한 낙동강 하구 정밀조위 예측 연구)

  • Park, Byeong-Woo;Kim, Tae-Woo;Kang, Du Kee;Seo, Yongjae;Shin, Hyun-Suk
    • Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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    • v.28 no.6
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    • pp.874-881
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    • 2022
  • Until 2016, before discussions on the restoration of brackish water of the Nakdong River Estuary started in earnest, the downstream water level was predicted using the data of existing tide level observatories (Busan and Gadeokdo) several kilometers away from the estuary. However, it was not easy to carry out the prediction due to the dif erence in tide level and phase. Therefore, this study was conducted to estimate tide prediction more accurately through tidal harmonic analysis using the measured water level affected by the tides in the offshore waters adjacent to the Nakdong River Estuary. As a research method, the storage status of observation data according to the period and abnormal data were checked at 10-minute intervals in the offshore sea area near the Nakdong River Estuary bank, and the observed and predicted tides were measured using TASK2000 (Tidal Analysis Software Kit) Package, a tidal harmonic analysis program. Regression analysis based on one-to-one comparison showed that the correlation between the two components was high correlation coef icient 0.9334. In predicting the tides for the current year, if possible, more accurate data can be obtained by harmonically analyzing one-year tide observation data from the previous year and performing tide prediction using the obtained harmonic constant. Based on this method, the predicted tide for 2022 was generated and it is being used in the calculation of seawater inflow for the restoration of brackish water of the Nakdong River Estuary.

A Study on The Effects of Long-Term Tidal Constituents on Surge Forecasting Along The Coasts of Korean Peninsula (한국 연안의 장주기 조석성분이 총 수위 예측에 미치는 영향에 관한 연구)

  • Jiha, Kim;Pil-Hun, Chang;Hyun-Suk, Kang
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.34 no.6
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    • pp.222-232
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    • 2022
  • In this study we investigated the characteristics of long-term tidal constituents based on 30 tidal gauge data along the coasts of Korea and its the effects on total water level (TWL) forecasts. The results show that the solar annual (Sa) and semiannual (Ssa) tides were dominant among long-term tidal constituents, and they are relatively large in western coast of Korea peninsula. To investigate the effect of long-term tidal constituents on TWL forecasts, we produced predicted tides in 2021 with and without long-term tidal constituents. The TWL forecasts with and without long-term tidal constituents are then calculated by adding surge forecasts into predicted tides. Comparing with the TWL without long-term tidal constituents, the results with long-term tidal constituents reveals small bias in summer and relatively large negative bias in winter. It is concluded that the large error found in winter generally caused by double-counting of meteorological factors in predicted tides and surge forecasts. The predicted surge for 2021 based on the harmonic analysis shows seasonality, and it reduces the large negative bias shown in winter when it subtracted from the TWL forecasts with long-term tidal constituents.

Temporal and Spatial Analysis of SST in the Northeast Asian Seas Using NOAA/AVHRR data (NOAA/AVHRR 자료에 의한 동북아시아해역 표층해수온의 시공간분석)

  • Min, Seung-Hwan;Kim, Dae-Hyun;Yoon, Hong-Joo
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.14 no.12
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    • pp.2818-2826
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    • 2010
  • To study the spatial and temporal variations of sea surface temperature(SST) in the Northeast Asia sea during the period of 1985 to 2009. At first, the buoy data from Korea Meteorological Administration(KMA) and the satellite data have been matched up eight points. The root mean square error and the bias were increased towards the coastal shallow region. The study area which is divided 7 regions from Japan Meteorological Agency(JMA). We analyzed NOAA/AVHRR data by harmonic analysis which is comparison and analysis the center of the each regions. The mean SST varied between $8^{\circ}C$ to $26.0^{\circ}C$. The annual amplitude varied between $7^{\circ}C$ to $24^{\circ}C$. And the annual phase varied between end of July to end of August. Cross-correlation coefficients of mean SST, annual amplitude, and annual phase varied 0.57 to 0.85, -0.04 to 0.81 and 0.35 to 0.80 at all study area, respectively.

Resolving High-Order Harmonics into Components (고차조화파의 구성 요소별 분해)

  • 김정훈;신현준;이동근;남창희
    • Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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    • 2000.08a
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    • pp.242-243
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    • 2000
  • 매우 짧고 결맞는 극자외선 광원의 개발에 대한 기대로 강력한 레이저 장과 상호작용하는 원자에서 일어나는 비선형 다광자 현상에 대한 연구가 최근에 활발하게 전개되고 있다. 이 상호작용 과정에서 발생하는 빛은 매우 넓은 파장 영역에 걸쳐있으며, 입사 레이저의 홀수 배에 해당하는 매우 높은 차수의 조화파들을 포함하고 있다고 알려져 있다$^{(1,2)}$ . 최근의 이론 및 실험에 의하면, 강력하고 짧은 레이저 펄스를 사용하면 고차조화파의 파장에 청색변이를 일으킬 수 있다$^{(3.4.5)}$ . 실제 관측된 청색변이는 이웃하는 홀수 조화파의 간격보다 더 크다$^{(5)}$ . 따라서, 원리적으로는 매우 넓은 가변 폭을 갖고 연속적으로 파장을 조정할 수 있는 파장가변 극자외선 광원의 개발이 가능하다. (중략)

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Determination of divider resistance in voltage divider circuits used NTC thermistor. (NTC thermistor를 사용한 voltage divider 회로에서 divider resistance결정)

  • Ku, Ja-Hun;Kim, Jong-Dae;Kim, Yu-Seop;Park, Chan-Young;Lee, Wan-Yeon;Song, Hae-Jung
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 2010.06c
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    • pp.221-225
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    • 2010
  • 본 연구에서는 제한된 온도 영역에서 보통 정밀 온도 측정 소자로 많이 쓰이는 NTC 써미스터를 사용하여 전압 분배 회로(voltage divider circuits)를 구성하였다. 분압 저항이 온도측정 해상도에 미치는 영향을 분석하고, 회로의 분압 저항을 결정하는 방법으로서 측정하고자 하는 온도 구간의 최대 온도와 최저 온도의 NTC 써미스터 저항 값을 조화평균을 사용하여 분압 저항(divider resistance)으로 사용하였다. 선택한 분압 저항이 이상적인 저항인지에 대하여 조화평균으로 계산한 분압 저항과 대조군 저항으로 전압 분배 회로를 병렬로 구성하였다. 센서들을 항온조 넣어 설정온도($50^{\circ}C$, $70^{\circ}C$, $90^{\circ}C$)에서 각각의 온도를 측정한 후 측정 데이터의 표준편차를 구하여 평균 온도 분해능을 비교 하는 실험을 하였다. 실험결과 측정온도 구간의 최대 온도와 최소 온도에서의 NTC 써미스터 저항 값을 조화평균으로 계산한 분압 저항 값이 대조군 저항에 비해 설정온도에서 보다 높은 평균 온도 분해능(sensing resolution)을 보였다.

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Method for improving calculation of nonharmonic constants of tidal stations in Korea (한국연안의 비조화상수 개선에 관한 연구)

  • Kim, Yeong-Taek;Yu, Hak-Ryeol;Lee, Eun-Il
    • 한국지구과학회:학술대회논문집
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    • 2010.04a
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    • pp.59-62
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    • 2010
  • The limitation of constant for tide correction is identified using the T_tide $MATLAB^{(R)}$ package. A suggestion is presented in calculation of local phase lag(k) by a/15 (a is angular speed of any constituent in degree) from the g, phase lag measured by standard time meridian latitude.

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부분적으로 균형된 불완비 블럭계획들 간의 퇴화에 관한 연구

  • 배종성
    • Communications for Statistical Applications and Methods
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    • v.2 no.2
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    • pp.387-394
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    • 1995
  • 반복수가 같은 이항 블럭계획(binary equireplicate block design)에서 조화 행렬의 구조는 불완비 블럭계획의 분류 및 분석에 사용된다. 조화행렬의 구조에 의하여 몇 가지 상반부류 수가 3인 부분적으로 균형된 불완비 블럭계획이 상반부류 수가 2인 부분적으로 균형된 불완비 블럭계획으로 퇴화되는 상반 조건을 보였다. 또한 처리 수가 6인 삼각형 계획의 상반관계를 이용하여 그룹분해 가능 계획의 배치계획을 구성할 수 있음을 보였다.

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