• 한국지구과학회지
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• 제40권2호
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• pp.119-134
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• 2019

기상청 일사관측소 관측환경 분석을 위하여 수치표고모델(DEM)과 태양복사모델을 이용하여 주변지형에 의한 차폐와 하늘시계요소(SVF) 및 일사량을 산출하였다. 지형고도자료(10 m 해상도)를 통해 관측소를 중심으로 주변 25 km내의 지형들을 이용하여 스카이라인과 SVF를 계산하였다. 또한, 일사관측소별 산출된 천기도와 스카이라인을 중첩하여 지형에 의한 차폐를 분석하였다. 특히 인천 관측소는 주변지형의 차폐가 적었고 청송군과 추풍령 관측소는 주변 지형에 의한 차폐가 큰 관측소로 나타났다. 태양복사모델을 이용하여 동일 조건에서 지형 특성에 따른 일사량을 산출하여 지형에 의한 기여도를 분석하였다. 연누적 일사량 계산결과, 청송군 관측소의 경우 수평면 일사량과 비교하였을 때 직달일사량은 12.0% 이상 차폐되었고 산란일사량은 5.6% 그리고 전천일사량은 4.7% 감소하였다. 평균 일누적 일사량을 기준으로 편차를 분석하였을 때 0.3% 이상 전천일사량이 감소되는 지점은 6개 관측소였다. 42개 관측소 중 8소는 관측소의 이전 또는 관측장비의 이동설치가 시급한 것으로 분석되었고 1/2 이상(24소)의 관측소는 일사관측환경에 대한 검토가 필요한 것으로 분석되었다. DEM자료는 관측소 주변의 인공구조물과 식생 등이 포함되지 않기 때문에 더 상세한 관측환경분석이 요구된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제23권4호
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• pp.303-308
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• 2014

수출용 온실 단지로 기대되는 간척지의 광환경은 해무 등에 의해 내륙과는 다른 광환경 특성을 나타낸다. 이러한 간척지에서 온실 설계 기준을 작성하기 위해서 산란광과 직달광을 고려한 온실 내 광분포 연구가 필요하다. 본 연구에서는 간척지의 고유의 광환경 특성을 분석하고 3-D 온실 모델에 적용하여 간척지의 온실 내 공간적인 광분포를 추정하고자 하였다. 먼저 간척지의 일사량을 산란광과 직달광으로 구분하여 측정하고 내륙의 일사량과 비교하였다. 또한 간척지 지역에 설치된 온실 내의 광분포를 측정하고 이를 시뮬레이션을 통해 계산된 값과 비교함으로써 3-D 온실 모델에 대한 검증을 실시하였다. 간척지는 내륙에 비하여 전체 일사량에 대비 높은 산란광의 비율을 나타내었으며, 특히 일출 및 일몰 부근에서 크게 나타났다. 3-D 온실 모델에 의한 온실 내 예측 광분포는 실제 간척지의 온실 내 광분포와 유사하게 나타났다. 검증된 3-D 온실 모델을 통하여 임의의 외부 광조건에 대하여 간척지 지역의 온실 내부의 시간적인 평균 광도의 변화와 광분포를 예측할 수 있었다. 이러한 결과는 간척지 지역의 온실 내 광환경 해석 이외에도 작물의 수광량 해석에도 유용하게 활용될 것으로 예상된다.

• 한국지구과학회지
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• 제29권2호
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• pp.128-139
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• 2008

본 연구에서는 에어러솔 대기 상태에서 국내 COMS 연구자들이 사용하는 세 개의 단파 복사전달모델에서 산출된 복사속 성분을 비교분석하였으며, 대기 복사 수지에서 에어러솔 역할도 분석하였다. 국내 모델들의 평가를 위하여, 15개 모델값을 평균한 Halthore et al.(2005) 결과를 기준값으로 사용하였다. 두 종류 에어러솔 농도(AOT=0.08, 0.24)에서 조사된 열대 또는 한대 대기의 에어러솔 강제력은 지표에서의 하향 일사 및 상향 산란, 대기 상부의 상향 산란, 그리고 대기 흡수도의 복사 성분들에 있어서 국외 연구에 비하여 국내 결과들에서 체계적으로 약하게 나타났다. 에어러솔 강제력은 지표에서의 하향 일사에 대하여 $-10{\sim}-40Wm^{-2}$ 이었으며, 지표 및 대기 상부의 상향 산란의 경우에 상대적으로 큰 태양천정각과 고농도 에어러솔 상태에서 컸다. 두 종류 에어러솔 조건에서 지표에서의 하향 및 상향 산란값들은 대기 종류보다는 태양천정각에 더 민감하였다. 하향 산란은 상대적으로 작은 태양천정각과 고농도 에어러솔 조건에서 컸다. 에어러솔 농도 증가는 하향 산란 증가에도 불구하고 하향 직달 일사의 감소가 이를 초과함으로써 지표 냉각을 유도하는 것으로 조사되었다. 동일한 에어러솔 농도 및 태양천정각 조건에서 직달일사 소산은 열대 대기에서는 주로 수증기, 그리고 한대 대기에서는 수증기뿐만 아니라 오존에도 기인하는 것으로 조사되었다. 특히 열대 대기에서는 수증기의 역할이 오존에 비하여 $3{\sim}4$배 컸다. 저농도 및 고농도 에어러솔 대기에서 대기 흡수도는 국내외 연구간에 ${\pm}10%$ 내에서 일치하였다.

• 설비공학논문집
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• 제17권7호
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• pp.659-668
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• 2005

The thermal performances of glass evacuated tube solar collectors are numerically investigated. Four different shapes of solar collectors are considered and the performances of these solar collectors are numerically investigated. Dealing with only collecting tube, the effects of not only the shape of the absorber tube but also the incidence angle of solar irradiation on the thermal performance of the collector are studied because the energy obtained by the absorber can be varied according to the incidence angle of solar radiation. However, the solar irradiation consists of the beam radiation as well as the diffuse radiation. Also, in actual system, the interference of solar irradiation and heat transfer interaction between the tubes should be considered. Therefore, this study considered these effects is carried out experimentally and numerically. The accuracy of the numerical model is verified by experiments. The result shows that the thermal performance of the absorber used a plate fin and U-tube is about $25\%$ better than those of the other models.

• 태양에너지
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• 제9권3호
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• pp.13-24
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• 1989

Direct and diffuse components of solar radiation were measured inside and outside a single-span plastic greenhouse. To analyze the direct solar radiation inside the plastic greenhouse, the cross-section of the greenhouse was assumed to be circular. Then the direct solar radiation transmitted into the greenhouse was calculated theoretically, and compared with the experimental measurements. The results are summarized as follows: (1) The transmissivities of total solar radiation were about 65% on cloudy days and 50% on clear days. For cloudy days, the transmissivity of the total solar radiation was regarded as the transmissivity of sky diffuse radiation. (2) The ratio of the inside effective scattered component of direct solar radiation to the diffuse radiation was 60-65%. (3) It appeared that the seasonal variation of the transmissivity of total solar radiation was adversely affected by the transmissivity of direct solar radiation and the effective scattered coefficient. But the effect of the transmissivity of direct solar radiation was dominant factor. (4) Computer simulation showed that the inside direct solar radiation was decreased as the floor of the plastic greenhouse was higher. (5) The predicted value of the inside direct solar radiation was 3.3% to 29.0% higher than the measured value.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2009년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.8-12
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• 2009

The Knowledge of the solar radiation components are essential for modeling many solar energy systems. This is particularly the case for applications that concentrate the incident energy to attain high thermodynamic efficiency achievable only at the higher temperatures. In order to estimate the performance of concentrating thermal systems, it is necessary to know the intensity of the beam radiation, as only this component can be concentrated. The Korea Institute of Energy Research(KIER) has began collecting solar radiation component data since August, 2002. KIER's component data will be extensively used by concentrating system users or designers as well as by research institutes. The Result of analysis shows that the annual-average daily diffuse radiation on the horizontal surface is $1,458cal/m^2$ and daily direct radiation on the horizontal surface is $1,632cal/m^2$ for all over the 16 areas in Korea.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제29권3호
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• pp.12-18
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• 2009

The Knowledge of the solar radiation components are essential for modeling many solar energy systems. This is particularly the case for applications that concentrate the incident energy to attain high thermodynamic efficiency achievable only at the higher temperatures. In order to estimate the performance of concentrating thermal systems, it is necessary to know the intensity of the beam radiation, as only this component can be concentrated. The Korea Institute of Energy Research(KIER) has began collecting solar radiation component data since January, 2002. KIER's component data will be extensively used by concentrating system users or designers as well as by research institutes. The theoretical analysis of solar radiation as a component has compared with the experimental data obtained by the KIER station. The Result of simulation analysis shows that the annual-average daily diffuse radiation on the horizontal surface is $1,457cal/m^2$ and daily direct radiation on the horizontal surface is $1,632cal/m^2$ for all over the 16 areas in Korea.

• 한국해양학회지:바다
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• 제22권3호
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• pp.118-134
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• 2017

정확한 복사 관측자료는 기후 및 날씨뿐만 아니라 해양과 건축 및 농 축산 분야 등 중요하게 활용된다. 특히 이어도와 같은 종합 해양과학기지는 주변 환경에 의한 복사 반사 효과를 최소화할 수 있기 때문에 이상적인 관측소로 평가되며 여기서 생산되는 자료는 복사관측의 기준 자료가 될 수 있다. 또한 BSRN (Baseline Surface Radiation Network) 등 세계복사관측그룹 가입을 위한 필수 장비들(전천과 직달 및 산란 일사계 등)을 갖추고 관측소 환경을 개선할 경우 전 세계적인 중요 관측소로 부각될 수 있는 여건을 갖추고 있다. 이어도 종합해양과학기지는 2004년 11월부터 일사계 관측을 수행해 왔고 이 연구에서는 2005년 1월 1일부터 2015년 12월 31일까지의 자료를 분석하였다. 이 연구 기간에 이어도의 일평균 일사량은 $-3.80W/m^2/year$로 감소하였고 그 이유는 자연적 원인 이외에 관측장비의 센서 반응도 감소 효과가 포함되어 있기 때문이다. 즉 이어도 종합해양과학기지의 경우 정밀한 복사 관측 자료를 생산하기 위해서는 관측소 환경 개선뿐만 아니라 관측장비 및 자료 보정이 요구된다. 그리고 한반도의 대기 청정도와 국민 건강을 크게 위협하고 있는 중국발 황사와 미세 먼지는 전 세계 과학자들의 중요 관심 대상이기 때문에 이어도뿐만 아니라 신안 가거초 및 옹진 소청초 종합해양과학기지 복사 관측자료를 통한 공동 대응 근거 마련이 필요하며 그에 따라 이들 복사관측소 환경 및 장비 개선 그리고 관측자료 정확성 향상 계획 수립이 시급하다.

• 한국지구과학회지
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• 제26권8호
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• pp.790-799
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• 2005

본 연구에서는 충청남도 공주시에 위치한 공주대학교 자연과학대학 옥상에 설치된 분광복사측정기의 일종인 스카이라디오미터(Sky-radiometer)로 측정된 직달 및 산란 일사량을 이용하여 간접적으로 공주지역의 에어로솔의 광학적 특성을 분석하였다. 분석기간은 2004년 1월부터 12월까지이며 에어로솔의 광학적 특성의 분석에 활용된 알고리즘은 Skyrad.pack.3(Nakajima et al., 1996)이다. 주요 분석요소는 에어로슬의 광학두께(AOT), 단일 산란알베도(SSA), 옹스트롬 지수${\alpha}$ 및 에어로솔의 크기별 분포이며 분석결과의 질을 높이기 위하여 초기 관측 자료의 품질검사를 수행하였다. 공주지역의 연평균 AOT, ${\alpha}$ 및 SSA는 각각 0.46, 1.14, 그리고 0.91이며 계절 및 기상현상에 따라 큰 시간변동을 보이고 있다. 크기별 입자분포에서는 미세입자와 조대입자에서 최대치가 나타나는 쌍봉(bi-modal) 형태를 보이고 있으며 황사(Asian dust) 기간인 봄에는 조대입자의 총 부피가 크게 증가하고 여름에는 반대로 미세입자의 부피가 증가하는 계절변동을 보이고 있다. 이러한 현상은 봄철동안에 AOT와 SSA가 각각 크게 증가하고 감소하는 점에서도 확인되고 있다. 또한 공주지역의 에어로솔의 광학적 특성은 계절에 따라서 변화가 크게 나타나고 있으나 풍향의 영향은 거의 받지 않는 것으로 나타나고 있다.