• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.387-387
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• 2021

지구온난화와 기후변화로 인한 강우패턴의 변화는 가뭄, 홍수 등의 피해를 증가시키고 있다. 그 예로 2020년 여름 장마는 1973년 이후로 가장 긴 장마로 기록되었다. 이 장마는 제주도를 제외한 우리나라 전역에 평균 858 mm의 강수량을 발생시켰다. 장마로 인해 많은 지역에서는 도시침수와 하천범람이 발생하였으며 인적 그리고 물적인 피해를 입었다. 게다가 극한강수의 미래변화는 평균 강수량의 증가와 더불어 빈도도 증가하리라 전망한다. 따라서 심화되는 극한 기우 현상의 피해를 대비하기 위해서 수문순환이라는 시스템에 대한 이해가 필요하다. 구조방정식모형은 특정 현상에 대한 인과관계를 분석하기 위한 다변량 분석방법 중 하나로, 사회과학 분야에서 널리 사용되었으나 최근 자연과학 분야에서도 응용되고 있다. 구조방정식모형을 사용하여 관측된 자료가 이론 및 경험을 토대로 구축된 모형과 충분히 부합하는지를 검증할 수 있다. 구조방정식모형은 변수 간의 영향의 크기와 영향이 직접 혹은 간접적으로 작용하는지를 확인할 수 있고 모형에 대한 통계적인 평가로 연구모형이 수용 가능한지를 판단할 수 있다. 따라서 구조방정식모형을 사용하여, 수문순환의 모형을 구축하고 수문특성 간의 영향을 확인할 수 있다. 본 연구에서는 수문요소의 인과관계와 상관관계를 파악하기 위해 구조방정식모형을 적용하였고 2010년부터 2018년까지 설마천 유역과 청미천 유역의 연단위 강수량, 기저유출량, 직접유출량, 증발산량을 사용하였다. 각 유역에서의 수문특성과 수문요소 간의 관계를 확인하고 수문순환 모형을 구축/평가를 하였다. 그 결과, 서로 다른 유역이지만 비슷한 구조방정식모형을 갖는다는 것을 확인하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.118-118
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• 2021

최근 지구 온난화 현상으로 인한 기후변화로 이상기후 현상이 발생하고 있으며 이로 인해 장기적으로 폭염의 빈도 및 강도 상승에 따른 가뭄 피해 우려가 증가하고 있다. 농업 가뭄은 강수량 부족, 토양 수분 부족, 저수량 부족 등 농업분야에 영향을 주는 인자들과 관련되어 있어 농작물 생육 및 수확량 감소를 야기한다. 우리나라는 논농사가 주를 이루고 있어 국내 농업 가뭄은 주수원공인 농업용 저수지의 가용저수용량으로 판단 가능하다. 따라서 안정적인 농업용수 공급을 위해 수리시설물의 모니터링, 공급량 등의 분석이 이루어져야 하며, 농업 가뭄에 대비하기 위해 농업용 저수지의 가용저수용량 파악이 필요하다. 수자원 분야에서 지점자료의 시·공간적 한계점을 보완하기 위해 인공위성 자료를 활용한 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 본 연구에서는 위성영상 자료 및 딥러닝 기반 알고리즘을 적용하여 농업용 저수지 수표면 탐지 및 시계열 분석을 목적으로 한다. 위성영상 자료는 5일 주기 및 10 m 공간해상도를 가진 Sentinel-2 위성영상 자료를 활용하고자 하였으며, 딥러닝에 적용하기 위하여 100장 이상의 영상 이미지를 구축하였다. 딥러닝 기반 알고리즘으로는 Convolutional Neural Network (CNN)을 활용하였으며, CNN은 주로 이미지 분류나 객체 검출 문제를 해결하기 위해 제안된 모델로 최근 픽셀 단위로 분류가 가능한 알고리즘이 개발되어 높은 정확도의 수표면 탐지가 가능할 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 CNN 기반 수표면 탐지 알고리즘을 개발하여 Sentinel-2 영상 기준 경기도 안성시를 대상으로 소규모 농업용 저수지의 수표면적에 대한 시계열 데이터를 분석하고자 한다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.27 no.2
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• pp.55-72
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• 2024

Secondary batteries are used as an essential renewable energy source in our lives, such as electric vehicles and energy storage systems (ESS), as an alternative to fossil fuels due to global warming. However, cases of battery fires and explosions have been reported due to thermal runaway in secondary batteries due to various causes such as overdischarge, high-speed charging and discharging, and external short circuit, and great efforts are being made to find solutions suitable for each cause. In particular, as cases presumed to be caused by the overcharging process have been reported, this review will examine the chemical reactions of secondary batteries that can occur during the overcharging process and discuss risk investigation methods to check and prevent them.

• Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
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• v.20 no.4
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• pp.313-320
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• 2018

In the spring of 2018, opened-flowers of fruit trees were frozen to death due to abnormal low temperature around Jeonbuk Province and southern Gyeonggi Province areas. In the 2000s, abnormal weather is observed all over the world very frequently. As a consequence, various sectors of the society suffer from economic damage and negative effects of the abnormal weather. Moreover, recent global climate change is believed to increase the incidence of extreme weathers, which are out of the normal range of the local climate. It is necessary to identify these abnormal weather phenomena accurately and analyze the effects of them on crops in order to understand the effects of them on crop yields. This study projected the trend of the low-temperature occurrence in the future by predicting the changes in future flowering dates and quantifying the temperature distribution after flowering using climate change scenarios. This study targeted areas actually producing a major portion of pear, peach, and apple in South Korea. The results of this study predicted that the flowering dates of these fruits will be approximately 20 days earlier than the current normal year in the future (2071-2100) for the study area. Moreover, it was found that the distribution of low temperature would vary by fruit type and region to some degree. The results of this study present only a portion of fruit trees cultivars grown in South Korea. It was expected that, when this approach is applied to various crops and fruit trees, it will be possible to contribute to preparing countermeasures for climate change in the agricultural sector.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.33 no.4
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• pp.1619-1629
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• 2013

It turned out that there was a direct or an indirect relationship among global warming, urban heat island effects, urban and traffic environments, and public's health. In particular, unusual climate phenomena such as frequent heavy rainfall and scorching heat in a row that had rarely happened before have a negative effect on quality of life for people living in urban areas. This study focuses on the effects of roadway geometric design and traffic conditions on air temperature of roadside in Seoul Metropolitan Areas, controlling of roadway micro-climate environment. Five roadway segments containing different roadway and traffic conditions in terms of traffic median with trees, street trees, traffic volume and average travel speeds were surveyed. According to statistical results(t-test) from three roadway air temperature regression model estimations, air temperature is found to be different from one another in three periods-morning, afternoon and evening. Regarding roadway geometric design, air temperature of urban roads with vegetated median strips is lower about 1.3~2.2 degrees in celcius. Higher traffic volumes per lane and lower average travel speeds will tend to increase roadside air temperature, and efficient traffic operation policies can protect from increasing roadside air temperature in urban areas.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.394-394
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• 2015

급격히 변화하고 있는 산업화와 도시화로 지구 온난화 현상으로 기상이변의 발생빈도가 높아졌고 기후가 불안정하여 예전보다 많은 집중호우가 발생하면서, 홍수로 인한 제내지 침수가 발생되기도 한다. 기후변화로 인한 수재해에 대응하기 위하여 하천 호소 수리 예측 모형의 개선이 필요한 실정이다. 하지만, 자연하천 유역의 강우-유출 상관관계와 지표면 유출현상 및 하도 수리 특성을 자연현상의 복잡성, 강우발생의 시간적 공간적인 발생과정의 임의성, 정확한 해석방법 및 확률 분석에 따르는 불확실성 들을 토대로 단순한 이론과 제한적인 경험공식 등에 의해서 해석, 재현 및 평가를 한다는 것은 매우 어려운 문제이다. 최근 IT 기술의 발전과 더불어, 많은 연구자, 엔지니어들이 기존 수리 수문학적 지식과 IT기술을 융합하여 복잡 다단한 수자원 환경 문제를 해결하고자 한다. 이와 같은 최근 연구 동향에 의거하여, 본 연구에서는 HEC-RAS, TELEMAC-2D 1, 2차원 수리 모형을 연계하여 하천 흐름 분석 및 홍수 범람 해석에 적용하였다. 본 연구에서는 HEC-RAS, TELEMAC 모형을 적용하여 2012년 태풍 '산바(SANBA)'로 인해 홍수 피해를 입은 고령군에 위치한 낙동강 본류 회천 유역(상류 회천교 ~ 하류 도진교)의 하도 내 흐름 분석과 하천 인근 제내지 홍수범람을 예측하였다. 범람해석에 필요한 지형자료를 기초로 하여 각 지형의 조건에 맞게 수치자료를 이용하여 작성하였고, 수자원 정보를 이용하여 유랑, 수위 등 시계열자료를 지류 및 상 하류의 경계조건으로 설정하고, 조도계수 등 하천 기본정보들을 입력하였다. HEC-RAS 모형은 회천교부터 도진교까지 전구간에 대한 종단면과 횡단면별 홍수침수범위 및 홍수위 크기 등 거시적인 1차원 수리해석에 적용하였고, TELEMAC 모형은 HEC-RAS 시뮬레이션 결과를 바탕으로 HEC-RAS에서 나타내기 힘든 2차원 흐름특성, 침수현상 등 일부 범람 구간에 대해 수리해석에 적용하였다. HEC-RAS 시스템은 수공구조물들의 영향과 하천의 영향을 종 횡단면으로 다양한 홍수침수 범위를 1차원으로 나타 낼 수 있으며, TELEMAC 시스템 수리 모의를 통해 얻어진 결과는 유속, 유량, 수심, 하상고 높이 등 2차원으로 나타낼 수 있다. TELEMAC 시스템을 활용한 2차원 분석은 실측자료와 비교적 유사하고 시각, 공간적으로 이해하기 쉽게 표현되므로, 모형 적용성이 우수한 것으로 판단된다. 향후 유역 해석을 위한 수치데이터, 수위, 유량자료를 확보하여 HEC-RAS, TELEMAC 1, 2차원 연계 모형을 적용 한다면, 하천 준설, 하천 구조물 설치, 홍수피해 등 전반적인 하천관리 계획에 활용할 수 있을 것이라 판단된다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.50 no.3
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• pp.169-179
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• 2017

Recently, due to global warming and climate change in Korea, local heavy storm occurs frequently. In this study, the risky areas for flooding in urban areas are analyzed for flood inundation based on two-dimensional urban flood runoff model (XP-SWMM) focusing on coastal high flood-risk urban areas. In addition, the MCDM (Multi-Criteria Decision Making) technique is utilized in order to establish the flood defense structural measures. The alternative flood reduction method are compared and the optimum flood defense measures are selected. A simulation model was used with three structural flood prevention measures (drainage pipe construction, water detention, flood pumping station). In order to decrease the flooding area, flood assessment criteria are suggested (flooded area, maximum inundation depth, damaged residential area, construction cost). Priorities of alternatives are determined by using compromise programming. As a result, the optimal flood defence alternative suggested for Janghang Zone 1 is flood pumping station and for Janghang Zone 2, 3 are drainage pipe construction.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2021.05a
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• pp.386-388
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• 2021

According to data from the World Meteorological Organization (WMO) in 2019, the global average temperature between 2015 and 2019 increased by 1.1℃ compared to the pre-industrial period (1850-1900). If the average temperature rises by 1.5℃, the occurrence of natural disasters such as extreme high temperatures, heavy rains and droughts will increase, and this change will intensify depending on the speed and size of warming. Due to the effects of global warming, global surface temperatures have gradually risen, and tropical fruits, which could only be grown in tropical regions, can be seen in Korea. According to the 5th report released by the IPCC of the Intergovernmental Panel on Climate Change under the United Nations, the world's average temperature will rise 3.7 degrees Celsius at the end of the 21st century (2081-2100). If the temperature rises gradually, it is believed that Korea's current cultivation area, which can produce good quality fruit, could be turned into an unfavorable area in the future. This paper aims to develop a plant cultivation system that utilizes Arduino to provide a customized environment for the growth of plants desired by growers.

• Journal of the Korean earth science society
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• v.42 no.6
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• pp.632-645
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• 2021

Satellite sea surface temperature (SST) composites provide important data for numerical forecasting models and for research on global warming and climate change. In this study, six types of representative SST composite database were collected from 2007 to 2018 and the characteristics of spatial structures of SSTs were analyzed in seas around the Korean Peninsula. The SST composite data were compared with time series of in-situ measurements from ocean meteorological buoys of the Korea Meteorological Administration by analyzing the maximum value of the errors and its occurrence time at each buoy station. High differences between the SST data and in-situ measurements were detected in the western coastal stations, in particular Deokjeokdo and Chilbaldo, with a dominant annual or semi-annual cycle. In Pohang buoy, a high SST difference was observed in the summer of 2013, when cold water appeared in the surface layer due to strong upwelling. As a result of spectrum analysis of the time series SST data, daily satellite SSTs showed similar spectral energy from in-situ measurements at periods longer than one month approximately. On the other hand, the difference of spectral energy between the satellite SSTs and in-situ temperature tended to magnify as the temporal frequency increased. This suggests a possibility that satellite SST composite data may not adequately express the temporal variability of SST in the near-coastal area. The fronts from satellite SST images revealed the differences among the SST databases in terms of spatial structure and magnitude of the oceanic fronts. The spatial scale expressed by the SST composite field was investigated through spatial spectral analysis. As a result, the high-resolution SST composite images expressed the spatial structures of mesoscale ocean phenomena better than other low-resolution SST images. Therefore, in order to express the actual mesoscale ocean phenomenon in more detail, it is necessary to develop more advanced techniques for producing the SST composites.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.41 no.1
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• pp.15-20
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• 2017

The International Maritime Organization(IMO) has adopted and implemented compulsory regulation for reducing greenhouse gas emission that cause global warming. However, with global warming underway, the IMO plans to enforce voluntary carbon dioxide emissions reduction based on the Ship Energy Efficient Management Plan and the Energy Efficiency Operational Indicator(EEOI) in the near future. Large container ships sail at low speeds in order to save fuel and reduce carbon dioxide emissions. However, bulbous bows designed for high-speed ships decrease fuel efficiency by acting as resistance when reduced speeds are adopted by large container ships. In order to adopt low-speed operations and increase fuel savings, the bulbous bow of a large container ship was modified into the proper shape and size. Fuel consumption was compared for checking the result of EEOI before and after modifying the bulbous bow adopted on low speed operation of large high-speed ships. The results confirmed much larger carbon dioxide emissions reduction than expected. If EEOI would be implemented as compulsory regulation for reducing carbon dioxide emissions, bulbous bow modification can be considered as one of the fuel saving methods for the high-speed ships.