• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
• /
• pp.351-354
• /
• 2018

본 연구에서는 일 증발접시 증발량 모델링을 위한 다변량 적응 회귀 스플라인 (multivariate adaptive regression splines, MARS) 모델의 성능을 평가하였다. 모델 입력변수 집합은 부산 관측소 (기상청)로부터 수집된 기상자료를 활용하여 증발접시 증발량과의 상관성이 높은 변수들의 조합으로 구성되었으며, 일사량, 일조시간, 평균지상온도, 최대기온의 조합으로 구성된 세 가지 입력집합이 결정되었다. MARS 모델의 성능은 네 가지의 모델성능평가지표를 활용하여 정량적으로 산출되었으며, 그 결과를 인공신경망 (artificial neural network, ANN) 모델과 비교하였다. 입력변수로서 일사량 및 일조시간을 가지는 Set 1의 경우 MARS1 모델이 ANN1 모델보다 우수한 성능을 나타내었으며, Set 2 (일사량, 일조시간, 평균지상온도)의 경우 ANN2 모델, Set 3 (일사량, 일조시간, 평균지상온도, 최대기온)의 경우 MARS3 모델이 상대적으로 우수한 모델 성능을 나타내었다. 모든 분석 모델들을 비교하였을 때, MARS3, ANN2, ANN3, MARS2, MARS1, ANN1 모델의 순서로 우수한 모델 성능을 나타내었으며, 특히 MARS3 모델은 CE = 0.790, $r^2=0.800$, RMSE = 0.762, MAE = 0.587로서 가장 우수한 일 증발접시 증발량 모델링 성능을 나타내었다. 따라서 본 연구에서 적용한 MARS 모델은 지상관측 기상자료를 활용한 일 증발접시 증발량 모델링에서 효과적인 대안이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국작물학회지
• /
• 제35권6호
• /
• pp.518-524
• /
• 1990

수도포장에서의 실제 증발산량을 보웬비-열수지법에 의하여 측정하고 이를 기초로 하여 대형 및 소형증발계 증발산량 및 Penman-Monteith 모델에 의해서 계산된 기초증발산량으로 부터의 수도포장 실제증발산량 추정의 신속성을 검토하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 본 연구는 수원측후소 수도포장에서 통일계인 서광벼를 공시하여 수행되었다. 실제증발산량은 BE-ARN system(Bilan D'Energie Automatique Regionale Numerique; I.N.R.A)을 이용하여 보웬비열수지법에 의하여 측정하였으며, 대형 및 소형증발계 증발산량은 수원측후소 로장의 잔디위에서 측정되고, 기준 증발산량은 당소의 종관기상관측자료를 이용하여 수정된 Penman-Monteith 모델로 계산하였다. 1. 일평균 알베도는 0.15-0.25 범위에서 변하였으며, 엽면적지수 4까지는 엽면적의 증가에 따라서 직선적으로 증가하는 경향이였으며 그 이후는 완만한 증가를 보였다. 2. 수도포장에 입사되는 일사량중 맑은 날 순폭사량으로 배분되는 비율은 50-80% 범위였으며 생육시기가 진전됨에 따라서 낮아졌다. 3. 순폭사량중 증발산에 배분되는 비율이 열수지항중 가장 커서 벼의 생육시기에 따라서 80-120%의 범위였으며 생육후기에는 가장 낮았으며, 증발산잠열이 순폭사량보다 높은 경우가 많았는데 이는 이유에 의한 영향이 크기 때문인 것으로 판단되었다. 4. 생육기간중 일당 실제증발산량은 기상조건에 따라 0.1mm-8mm 범위에서 변하였다. 5. 보웬비-열수지법에 의한 실제증발산량과 대형증발계 증발량, 소형증발계 증발량 및 기준증발량과는 유의한 직선회귀 관계가 있었는데 이들간의 상관계수는 각각 0.761, 0.793 및 0.914였다. 6. 대형증발계 및 소형증발계 증발산량 Penman-Monteith 모델에 의해 계산한 증발산량을 기준증발량으로 한 벼의 생육기간중의 평균 증발산비 또는 작물계수는 각각 1.57, 1.10 및 1.49였으며 각각의 변이계수는 28.7, 22.7 및 12.8%였다. 7. 기준증발량에 근거한 작물계수는 엽면적의 발달과 밀접한 관계를 가지고 변하였으며 출수기경에 최대치를 보였으며, 그 이후 급격히 감소하였다. 8. 이상의 결과들의 종합하여 볼 때 실제증발산량의 추정에는 종관기상자료를 이용하여 Penman-Monteith 모델로 계산한 증발산량을 기준증량으로 이용하는 것이 증발계 증발량을 기준증발량으로 이용하는 것보다 추정의 정도가 높은 것으로 판단되었으며, 실제증발산량(AET)과 Penman-Monteith 모델에 의한 기준증발량(RET)간의 회귀식 AET=0.1$\pm$1.52 RET를 이용할 경우 실제증발산량을 전생육기간을 통해서 약 10% 오차범위내에서 추정할 수 있을 것으로 판단되었으며, 생육시기별로 생물계수를 계산하여 이를 이용할 경우, 보다 정확한 실제증발산량을 추정할 수 있을 것으로 사료되었다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제52권12호
• /
• pp.1033-1046
• /
• 2019

본 연구에서는 13개의 일사량 산정모델들로부터 산정된 일사량을 우리나라 5개 기상관측지점에서 측정된 일사량자료와 비교함으로서 이들 일사량 산정모델들의 활용 적합성을 평가하였다. 또한 일사량 산정모델이 증발에 미치는 영향을 파악하기 위해서 일사량자료를 필요로 하는 Penman 조합식에 근거한 5개 증발량 산정식들을 적용하여 증발량을 산정하고 증발접시 증발량과 비교 분석하였다. 일부 일사량 산정모델은 기상자료만을 필요로 하며, 반면에 다른 일부 모델은 기상자료뿐만 아니라 고도와 같은 지형 자료를 필요로 한다. 연구결과에 의하면 일조시간과 가조시간의 비(일조시간/가조시간)뿐만 아니라 최고기온과 최저기온을 동시에 고려하여 일사량을 산정하는 모델이 관측 일사량과 가장 근사한 결과를 보여주었다. 또한 일조시간과 가조시간의 비만을 이용한 Angstrőm-Prescott모델의 계수값을 보정하는 경우 역시 일사량 산정의 정확도를 크게 개선시키는 것으로 나타났다. 따라서 증발량 산정을 위해 일사량모델을 선정하는 경우 입력자료의 존재여부 뿐만 아니라 적절한 일사량을 산정하는 모델형식을 동시에 고려하는 것이 필요하다. 관측된 일사량을 적용하여 증발량을 산정하는 경우에 Penman식은 전주, 제주지역에서 증발접시 증발량과 가장 근사한 것으로 나타났고, FAO PM식은 서울과 목포지역에서 그리고 KNF식은 대전지역에서 증발접시 증발량과 가장 근사한 것으로 나타났다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보통신학회 2021년도 추계학술대회
• /
• pp.53-55
• /
• 2021

본 논문에서는 효율적인 물관리를 위하여 반드시 추정되어야 할 증발산에 대한 FAO-56 모델의 적용에 따른 물 수요량 산정방법의 효용성을 분석하고자 하였다. 증발산량 산정은 저수지 관리에 있어서 반드시 요구되고, 특히, 농업에서의 생산성 향상을 위한 관개용수에 중요하게 요구되고 있다. 따라서, 지금까지 적용되어온 기존 증발산량 기법에 대한 현황을 조사하고, 국제연합 식량농업기구(FAO)에서 제시한 가이드라인 FAO-56 모델의 적용성을 고찰하였다. 산정기법의 적용성을 분석하기 위하여, 관개용수 관리를 위한 고도화 정책이 추진되고 있는 농업 비중이 매우 높은 중앙아시아 지역에 대하여 적용하였다. 적용 방법은 기존의 증발산량 실험식에 근거한 물 수요량 산정기법과 국제기준으로 제안된 FAO-56 모델을 적용한 물 수요량 산정에 대한 시뮬레이션을 수행하였다. 이를 통하여 향후 물 수요량 산정에서의 정확성을 높일 수 있는 방안에 대하여 모색하고자 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제17권1호
• /
• pp.88-98
• /
• 2016

여름철이 무더운 대한민국에서는 냉방에 많은 전력을 소비한다. 이 경우 간접증발냉각을 동시에 적용하면 전기 사용을 줄일 수 있다. 본 연구에서는 물 퍼짐성을 개선한 플라스틱/종이 재질의 간접 및 재생증발소자에 대해 일련의 실험을 수행하였다. ${\epsilon}-NTU$ 방식의 열 및 물질전달 해석 모델과 비교한 결과 모델의 예측치는 간접 및 재생증발소자의 간접증발효율, 냉각열량, 압력손실을 적절히 예측하였다. 모델 해석 결과 간접 및 재생증발소자 모두 건채널 입구온도와 상대습도가 증가하면 간접증발효율이 증가하였다. 또한 재생증발소자의 간접증발효율이 간접증발소자의 값보다 크게 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
• /
• pp.179-179
• /
• 2018

최근 기후변화에 대한 관심이 급증하면서 기후변화로 인한 여러 가지 문제점들이 드러나며 가뭄에 대한 관심도 증가하고 있다. 수자원 관리에 있어 가뭄 예측은 반드시 필요한 항목이다. 우리나라는 기후변화로 인해 강수량과 기온이 변화할 것으로 보이며, 이는 증발산량의 변화를 초래한다. 증발산량은 가뭄에 대한 중요한 인자 중 하나이며, 따라서 효율적인 수자원 관리를 위해 잠재증발산량(Potential Evapotranspiration, PET)의 변화를 예측하는 것은 반드시 필요하다고 할 수 있다. 미래의 잠재증발산량을 분석하고 예측하기 위해서는 주로 기후모델을 이용한 미래예측자료가 사용된다. 이에 본 연구에서는 다중 RCMs를 이용하여 미래 잠재증발산량의 변화를 추정하고자 하였다. 독일의 전지구기후모델(Global Climate Model)인 MPI-ESM-LR를 기반으로 다양한 지역기후모델(Regional Climate Model)로부터 생산된 미래 자료를 사용하였다. 사용된 RCM은 MM5, RSM, WRF이며, RCP 8.5 시나리오에 대하여 부산 지점에 해당하는 격자로부터 잠재증발산량 추정을 위한 기온, 풍속, 일사량, 상대습도를 추출하였다. 추출된 각 기상자료에 대해 Penman 방법을 적용하여 미래 잠재증발산량을 산정한 후 Quantile Mapping 기법을 이용하여 편의보정을 수행하였다. 산정된 미래 잠재증발산량을 분석한 결과, 부산지점의 경우 미래 잠재증발산량이 현재대비 다소 증가 할 것으로 나타났다. 따라서 이에 대한 대비가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
• /
• pp.115-122
• /
• 2018

수문순환 과정 중 일부인 유출량을 산정하기 위해서는 지형학적 변수, 강우량, 토양수분, 증발산량 등의 인자들이 필요하다. 본 연구에서는 미계측 지역의 유출량 산정을 위한 주요 인자인 토양수분과 증발산량을 지표면 모델을 통해 산출하고자 한다. 사용한 시스템은 미국 NASA에서 개발한 LIS(Land Information System) 프레임워크이며 LIS에 적용된 지표면 모델 중 Noah-MP을 초기 매개변수로 사용하였다. 입력 자료는 전지구 범위로 제공되는 자료를 사용하여 남한 지역을 대상으로 토양수분 및 증발산량을 산출하고 지상 관측 자료, 원격탐사 기반의 토양수분과 증발산량을 통해 정확도를 평가하였고 ASOS 관측 자료를 내삽하여 산출된 토양수분 및 증발산량의 정확도도 평가하였다. 남한 지역을 대상으로 정확도를 평가한 후 대표표적 미계측 지역인 북한을 대상으로 토양수분 및 증발산량을 산출하였다. LIS의 Noah-MP 지표면 모델로 토양수분 및 증발산량을 산출한 결과 ASOS를 내삽하여 산출한 결과가 설마천의 경우 정확도는 오히려 낮아졌고 청미천, 서산의 정확도는 높아졌다. 이는 초기 매개변수 설정을 이용한 것과 전지구 범위의 자료를 사용하여 토양수분 및 증발산량을 산출하여 발생된 오차이며 매개변수 최적화 및 고해상도의 입력자료를 사용하면 보다 높은 정확도를 확보할 수 있다. 이를 통해 미계측 지역에서도 충분히 활용 가능한 토양수분 및 증발산량을 산출하여 유출량을 산정할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제51권3호
• /
• pp.273-280
• /
• 2018

수문순환에서 증발산의 정확한 산정은 수문분석 및 이해에 있어서 매우 중요하다. 특히, 증발산을 산정하는 방법은 다양하며, 각각 방법 마다 장단점을 가지고 있다. 그렇기 때문에, 각 다른 방법으로 산전된 결과를 융합하여 최적의 증발산을 산출해야할 필요가 있다. 본 연구에서는 대표적으로 인공위성 기반의 증발산 모델인 revised RS-PM과 MS-PT 방법에서 산출된 증발산과 모델 자료인 Global Land Data Assimilation System (GLDAS)와 Global Land Evaporation Amsterdam Model (GLEAM)자료들을 융합함으로써 최적의 증발산을 산출하고자 하였다. 연구 지역인 청미천과 설마천에서의 플럭스 타워에서 융합된 증발산에 대해서 검증을 실시하였다. 통계학적인 결과(상관계수, 일치도, MAE, RMSE)를 확인하였을 때, 기존의 인공위성과 모델에서 산출되는 증발산 결과에 비해 향상되는 결괄르 나타내었다. 전반적으로 결과를 확인하였을 때, 융합된 자료가 보다 향상된 결과를 보일 수 있을 것이라는 것을 나타내었으며, 추후에는 더 많은 모델을 사용하여 융합함으로써 보다 정확한 결과를 산출 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제50권11호
• /
• pp.781-793
• /
• 2017

본 연구에서는 우리나라 56개 연구지역에 대해서 증발량 산정방법 중에 하나인 공기동력학적 방법의 적용성을 검토하였다. 이를 위해 과거 연구자들에 의해서 제안된 공기동력학적 증발량 산정식들을 7가지 형식으로 구분하고 일반화하여 증발량 산정모델을 유도하였다. 또한, 공기동력학적 방법 적용에 필요한 기상요소자료들(풍속, 포화미흡량, 기온, 대기압)을 이용하여 4가지의 다변량 선형회귀모델을 유도하고 그 적용성을 검토하였다. 기상자료들의 자기상관의 영향을 고려하기 위해 변수들을 차분시켜 회귀분석을 실시하고 자기상관을 고려하지 않은 경우와 비교한 결과 결정계수 값에 큰 차이가 없음을 확인하였다. 연구결과에 의하면 공기동력학적 모델이나 다변량 선형회귀모델 모두에서 산정된 월 증발량과 관측된 월 증발량 사이에 매우 높은 상관성이 있는 것으로 나타났다. 하지만 대부분의 증발량 산정모델에서 8, 9, 10, 11, 12월에 증발량을 과다 산정하고 있는 것으로 나타났다. 다변량 선형회귀모델들에 사용된 기상요소자료들은 모두 증발량 산정에 유의한 영향력이 있는 것으로 나타났으며, 특히 포화 미흡량이 가장 중요한 기상요소이며, 두 번째로는 기온, 세 번째로는 풍속, 그리고 마지막으로 대기압인 것으로 나타났다.

• 한국농림기상학회지
• /
• 제15권4호
• /
• pp.282-290
• /
• 2013

대기와 지표면을 구성하고 있는 토양 및 식생은 생물리학적/생지화학적인 과정을 통해 서로 상호작용을 한다. 이러한 과정을 모의하기 위해 지표모델과 작물 생육모델이 사용되고 있다. 지표모델인 Noah MP 모델과 작물생육모델인 CERES-Rice 모델을 비교하기 위해 해남 플럭스 관측소 인근 지역에서 작물의 생육과 증발산량을 모의하였다. 플럭스 관측자료가 수집된 2003년부터 2012년까지 해남 플럭스 관측소의 주요 식생인 벼를 대상으로 생육과 증발산량을 모의되었다. Noah MP 모델은 단순한 식생 모의 과정으로 인해 개화기를 전후로 하는 벼의 LAI 변화양상을 정확하게 반영하지 못하였다. 벼의 생체중 예측에 있어서도 실제 관측될 수 있는 생체중보다 대략 10분의 1 수준에 해당하는 생체중이 모의되었다. 증발산량 모의의 경우에도, CERES-Rice 모델의 모의값보다 약 21%에 해당하는 증발산량을 모의하였다. 반면, CERES-Rice 모델의 경우 LAI의 변화와 생체중 모의 값은 실제의 벼 생육 양상과 유사할 것으로 추정되었다. 또한, 증발산량의 경우에도 해남 플럭스 관측소에서 측정된 값과 비교하였을 때 Noah-MP모델의 모의값이 CERES-Rice 모델의 모의값에 비해 RMSE 값이 1.8배 높았다. Noah MP 모델이 보이는 높은 오차값들은 Noah MP모델이 논의 지표상태를 적절히 반영하지 못하였기 때문으로 사료되었고, 특히 과소추정된 생체중을 보정하여 증발산량을 예측할 경우 오차를 30%까지 줄일 수 있을 것으로 보인다. 따라서, Noah MP 모델에 논에서의 지표 특성을 반영할 수 있다면 보다 정확한 물질순환과 에너지 교환을 예측할 수 있을 것으로 사료된다.