• Title/Summary/Keyword: 지구환경적 순환

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An Analysis of Hydrologic Changes in Daechung Dam Basin using GCM Simulation Results due to Global Warming (GCM 결과를 이용한 지구온난화에 따른 대청댐 유역의 수문환경 분석)

  • An, Jae-Hyeon;Yu, Cheol-Sang;Yun, Yong-Nam
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.34 no.4
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    • pp.335-345
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    • 2001
  • The objective of this research is to analyze the hydrological environment changes in Daechung Dam Basin due to the global warming. GCM simulation results are used to predict the possible changes in precipitation and temperature. The changes of potential evapotranspiration, soil moisture and runoff due to the changes of precipitation and temperature are analyzed using a conceptual water balance model. From the simulation results using the water balance model for lx$CO_2$ and 2x$CO_2$ situations, it has been found that the runoff would decrease in Winter, but increase in Summer and Fall due to the global warming. Therefore, it is predicted that the frequency of drought and flood occurrences in Daechung Dam Basin would be increased in 2x$CO_2$ condition.

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Optimizing a Low-resolution Global Ocean Circulation Model Using MOM6 (MOM6 저해상도 전지구 해양순환모델의 최적화 연구)

  • HO CHAN PARK;INSEONG CHANG;HYUNKEUN JIN;GYUNDO PAK;YOUNG-GYU PARK;YOUNG HO KIM
    • The Sea:JOURNAL OF THE KOREAN SOCIETY OF OCEANOGRAPHY
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    • v.29 no.3
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    • pp.139-152
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    • 2024
  • This study conducted various sensitivity experiments to assess and improve the performance of low-resolution global ocean circulation models. The MOM6 (Modular Ocean Model Version 6), developed by the Geophysical Fluid Dynamics Laboratory, was utilized. We focused on analyzing the effects of implementing the ePBL (energetics based planetary boundary layer) mixed layer scheme, including tidal simulation, and applying hybrid vertical coordinate system on the simulation accuracy of ocean circulation. The results revealed that the ePBL scheme effectively mitigated excessive mixed layer thickness and high temperature biases in the equatorial Pacific, while tidal simulations contributed to improving the oceanic structures in the Yellow Sea and the East Sea. Additionally, the hybrid vertical coordinate system enabled more accurate simulations of the vertical structure of temperature and salinity, enhancing model performance. This study proposes specific approaches to enhance the accuracy of ocean circulation models, contributing to global ocean and climate modeling efforts.

Estimation of Tritium Concentration in the Environment based upon Global Tritium Cycling Model (글로벌 삼중수소 순환 모델을 이용한 삼중수소 환경 방사능 추정)

  • Choi, Heui-Joo;Lee, Han-Soo;Kang, Hee-Suk;Lee, Chang-Woo
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • v.28 no.1
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    • pp.1-8
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    • 2003
  • The periodic safety review of operational nuclear power plants requires that the plants should keep a well organized environmental monitoring program. The past records of environment monitoring data were analyzed. and the tritium concentrations of the samples in the surface and ground water around Kori site were measured. It was shown that the tritium concentrations around the Kori site were slightly higher than that of natural background. The change of background tritium concentration was estimated through a numerical modeling. Two different versions of 7 compartments model - the world and the northern hemisphere - defined in NCRP-62 were modeled for the global tritium cycling. The numerical solution of the model was obtained using a computer program, AMBER. The four cases of tritium source-terms into the atmosphere were considered. The results showed that the tritium concentration in the surface soil water was higher than that in sea water or surface stream water. Also, it was shown that the tritium produced by the interaction between cosmic rays and the gases were the major source of tritium, and the tritium produced by nuclear weapon test decreased considerably.

Development and Application of Earth Science Module Based on Earth System (지구계 주제 중심의 지구과학 모듈 개발 및 적용)

  • Lee, Hyo-Nyong;Kwon, Young-Ryun
    • Journal of the Korean earth science society
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    • v.29 no.2
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    • pp.175-188
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    • 2008
  • The purposes of this study were to develop an Earth systems-based earth science module and to investigate the effects of field application. The module was applied to two classrooms of a total of 76 second-year high schoolers, in order to investigate the effectiveness of the developed module. Data was collected from observations in earth science classrooms, interviews, and questionnaires. The findings were as follows. First, the Earth systems-based earth science module was designed to be associated with the aims of the national Earth Science Curriculum and to improve students' Earth science literacy. The module was composed of two sections for a total of seven instructional hours for high schoolers. The former sections included the understanding of the Earth system through the understanding of each individual component of the system, its characteristics, properties and structure. The latter section of the module, consisting of 4 instructional hours, dealt with earth environmental problems, the understanding of subsystems changing through natural processes and cycles, and human interactions and their effects upon Earth systems. Second, the module was helpful in learning about the importance of understanding the interactions between water, rock, air, and life when it comes to understanding the Earth system, its components, characteristics, and properties. The Earth systems-based earth science module is a valuable and helpful instructional material which can enhance students' understanding of Earth systems and earth science literacy.

Air-Soil Exchange of Organochlorine Pesticides in Semi-rural area (교외지역에서 난분해성 유기염소계살충제의 대기-토양간의 분배)

  • 최민규;여현구;김태욱;천만영;선우영
    • Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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    • 2002.11a
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    • pp.127-128
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    • 2002
  • 유기염소계 살충제들(organochlorine pesticides; OCPs)은 우리나라뿐만 아니라 세계적으로 농지(agricultural soils)에 많은 양이 사용되었다. 이들 성분들은 과거 10-30년전에 사용제한 및 금지되었지만, 여전히 대기중에서 상당한 수준의 농도들을 보이고, 지구적으로 계속 순환하고 있음이 보고되고 있다(Elizabeth et al., 1998). (중략)

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Analyzing the effect of LID(Low Impact Development) using the CAT(Catchment hydrologic cycle Assessment Tool) (CAT을 이용한 LID(Low Impact Development) 효과 분석)

  • Jang, Cheol-Hee;Kim, Hyeon-Jun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.278-278
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    • 2012
  • 최근 녹색도시를 지향하면서 도시 내에서의 물의 순환에 대한 관심이 높아지고 있으며 도시계획 단계에서부터 물의 순환을 고려하려는 시도가 이루어지고 있다. 국토해양부, 환경부, 소방방재청 및 지방자치단체들은 법령, 기준, 지침 및 조례 등을 제정하여 물순환을 도시개발 이전의 상태가 될 수 있도록 시설 설치를 유도하고 있다. 그러나, 개별시설들의 조합이 유역규모의 물순환에 미치는 영향 평가는 이루어지고 있지 못한 실정이다. 종래에는 홍수저감을 목적으로 홍수저류지와 침투시설에 대하여 설계하고 시공을 하였으나 장기적인 관점에서 LID 시설의 효과를 평가하여 도시 계획 단계에서 반영하지는 못하였다. 그리고 이들 개별 LID 시설(침투, 저류 등)에 대한 단위 시설의 규모 설계에 그치고 있어 개선 시설이 다중으로 조합되어 분산 계획되었을 경우, 유역 규모에서 물순환의 긍정적인 변화를 판단하기는 어려운 형편이다. 도시지역에서의 LID(Low Impact Development) 효과 분석과 연계된 유역 물순환 해석을 위하여 독일, 호주 및 미국에서는 STORM, Urban Developer, SUSTAIN(System for Urban Stromwater Treatment, and Analysis INtegratration) 및 SWMM LID(Storm Wastewater Management Model LID) 등의 모형을 출시하고 실무에 적용하고 있다. 그러나, 해외에서 개발된 기술은 국내의 유역 환경을 충분히 반영하기 어렵다. 저수지 혹은 하천에서의 취수 등과 같이 국내의 복잡한 물순환 형태를 반영하는데 한계가 있으며, 기존의 물순환 해석모형에 의한 LID 시설을 계획하는 방법은 홍수저감에 국한되어 있고, 하천 유량이나 지하수위 측정 자료가 부족한 대상지역에 대한 장기적인 유역 물순환 및 도시 개발과 같은 토지이용 변화가 물순환에 미치는 영향을 해석하는데 있어 제한이 있고, 개별적으로 설치된 LID 시설들이 유역의 물순환을 개선하는 효과를 종합적, 정량적으로 구현하는데 한계가 있다. 본 연구에서는 도시 개발 지역의 장기간에 걸친 물순환의 변화를 예측하고 물순환을 개선시키는 대안 시설의 효과를 사전에 평가하는 것을 목표로 김현준 등(한국건설기술연구원, 2011)이 개발한 유역 물순환 해석 모형인 CAT(Catchment hydrologic cycle Assessment Tool)을 이용하였다. 특히, CAT은 사용자의 목적에 맞는 다양한 물순환 개선시설(침투시설, 저류지, 습지, 빗물저장 시설, 리사이클 및 외부급수 등)의 구현 및 모의가 가능하도록 개발되었다. 대상유역으로는 경기도 Y지구를 선정하였으며 도시개발 시나리오(전원도시 및 산업도시 등)에 따른 LID 효과 분석을 실시하였다. 대상지역에 대한 도시유형별 개발계획에 따른 개발 전 후 물순환 변화량 분석 및 LID 시설 계획에 의한 물순환 개선효과를 살펴보면 1998년부터 2007년까지의 평균 강우량을 1,271mm라고 할 때 산업도시의 경우 도시 개발 전의 증발산, 직접유출 및 기저유출은 각각 53%, 29%, 19%로 나타났으며 도시 개발 후 35%, 54%, 12%로 직접유출이 개발 전에 비해 86%나 증가하여 개발에 따른 영향이 큰 것으로 나타났다. 따라서, 이러한 개발에 따른 영향을 최소화하기 위하여 LID 시설을 계획하여 효과를 분석한 결과 증발산, 직접유출, 기저유출이 44%, 34%, 13%로 나타나 도시 개발 후의 왜곡된 물순환 체계가 개발전의 수준과 근접하게 나타나 LID 시설의 긍정적인 효과를 검토할 수 있었다. 이상에서와 같이 CAT 모형을 사용하여 도시유역의 물순환 체계를 진단하고, LID 시설의 효과를 평가할 수 있게 됨으로써 향후 도시유역에 대한 물순환 정상화를 실현하기 위한 정책 수립에 기초자료를 제공하고, 설계 실무에 활용될 수 있을 것이다.

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An application of integrated water cycle system in U-City (도시 용수 통합관리 방안 연구)

  • Jung, Jin-Hong;Choi, Gye-Woon;Oh, Hyun-Je
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.14 no.12
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    • pp.6597-6601
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    • 2013
  • This study aims at suggesting a evaluation method of water cycle soundness in U-City. The distortion of water cycle soundness induced industrialization and urbanization was quantitatively analyzed. In order to evaluate the soundness of water cycle in U-City the reduction ratio of runoff was evaluated in comparison of before the construction of the water recycling facilities for natural water cycle, the reduction ratio of urban water was evaluated in comparison of before the introduction of the artificial recycling facilities for artificial water cycle.

Impact of arctic fire on the water cycle using GFED datasets and Community Land Model (화재 자료와 CLM 모형의 융합을 통한 화재의 극지방 물순환 영향)

  • Seo, Hocheol;Kim, Yeonjoo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2021.06a
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    • pp.100-100
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    • 2021
  • IPCC 5차 보고서에 따르면 지구 평균 기온상승은 저위도 보다 극지방에서 더욱 뚜렷하게 나타나며 이러한 기후변화는 극지 생태계의 변화를 초래한다. 이러한 기후변화에 따른 극지 생태계의 변화를 분석 및 예측하기 위하여 지면-생태계 모형을 구축하고 극지방 생태계, 수문 및 탄소 순환 등을 모의하는 연구들이 많이 진행되고 있다. 최근 극지 지역에서는 기후변화로 인하여 화재 발생 빈도가 증가하고 있으며, 이로 인하여 극지 생태계뿐 아니라 물순환에 많은 영향을 미치고 있다. 하지만 지면-생태계 모형안의 화재 시뮬레이션은 화재의 원인 파악의 부족, 입력자료의 부족, 화재 역학 이해의 부족 등의 한계가 존재한다. 본 연구에서는 2001~2012년 동안 위성에서 관측된 화재면적 자료인 Global Fire Emissions Database (GFED) v4 자료와 지면-생태계 모형인 NCAR Community Land Model (CLM)-biogeochemistry (BGC) 와의 실시간 융합을 통하여 기존 화재 시뮬레이션의 한계점을 보완하고자 하였다. 기존 CLM-BGC 모형을 통한 증발산량, 화재 자료-모형의 융합을 통한 증발산량 결과와 Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) 증발산량 자료와의 비교를 통하여 증발산량 모의에 화재의 중요성을 분석하고자 한다. 또한, 유출량 뿐만 아니라 토양수분의 변화를 시·공간적 변화를 분석함으로써 화재가 극지방 물순환에 미치는 영향을 나타내었다. 또한, 본 연구를 통하여 미래 기후변화에 따른 극지방의 생태계 및 물순환을 모의하기 위하여 화재 시스템 구축의 중요성을 제시하였다.

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Estimating evaportranspiration based on modified complementary relationship at Aisa Fluxnet sites (Asia Fluxnet 지점에서 수정된 보완관계법을 기반으로 한 증발산량 추정)

  • Seo, Ho Cheol;Kim, Jee Hee;Kim, Yeonjoo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.228-228
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    • 2016
  • 증발산량은 수자원 부존량 평가, 물수지 분석, 지구의 물순환 및 에너지 순환을 이해하기 위해서 알아야할 수문량이나, 이를 산정하기 위하여 단순한 가정을 하거나 경험식을 사용하는 접근에는 신뢰성에 문제가 생긴다. 본 연구에서는 아시아 지역내의 여러 지점에서 에디공분산 시스템을 활용해 플럭스 자료를 구축해놓은 Asia Fluxnet의 자료를 활용해 보완관계법(Complimentary relationship) 기반으로 제한된 기상자료를 이용해 구한 증발산량을 산정하는 방법론들을 평가하였다. Granger and Gary(GG)는 실제 증발산량은 습윤조건의 증발산량의 2배에 잠재 증발산량간의 차와 같다는 보완관계를 수정하여 일반화하고, 잠재 증발산량을 산정하는 경험식을 제시하였다. 이러한 수정된 보완관계식을 활용한 GG 방법론을 활용하여 산정한 증발산량을 측정된 증발산량과 비교한 정확성을 정량화 하기 위해 Average root mean square error (RMSE), mean absolute bias (BIAS), coefficient of determination ($R^2$)과 같은 통계값을 이용하였다. 최종적으로 각 사이트의 기후를 Aridity Index (AI)를 이용하여 분류하였으며 분류된 기후별로 GG 방법론의 적용성을 검토하였다.

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Analysis of the Effect of Bio-Retention Cells to Improve Water Cycle and Water Quality in Urban Streams (도시하천의 물순환 및 수질 개선을 위한 생태저류지의 효과분석)

  • Kim, Kyungmin;Choi, Jeonghyeon;Kim, Suhyeon;Kang, Lim-Seok;Shin, Hyunsuk;Kim, Sangdan
    • Journal of Wetlands Research
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    • v.21 no.3
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    • pp.224-235
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    • 2019
  • Rapid urbanization poses three major problems in urban streams. The first problem is the reduction of soil wetting from rainfall as the impervious area increases. Decrease in soil wetting causes serious distortion in the water cycle of urban streams. The second problem is the increase of non-point sources pollutants by urban land use, and the third problem is the combined sewer overflows in the old city center. Increased non-point sources pollutants and combined sewer overflows are associated with water cycle distortion, which increases water pollution in urban streams. In this study, EPA SWMM was constructed for the Busan Oncheon-stream watershed in order to suggest solutions for these three problems, and the bio-retention cells installation project was planned by benchmarking the actual projects in New York City. Water cycle improvement and reduction of non-point sources pollutants and combined sewer overflows for each project scenario were analyzed together with required budgets.