• 한국지구과학회지
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• 제42권5호
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• pp.536-555
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• 2021

해상풍은 해양의 표층 해류 및 순환, 혼합층, 열속의 변화를 주도하며 해양-대기 상호작용을 이해할 수 있는 중요한 변수이다. 인공위성의 발달에 따라 산란계 관측 자료를 기반으로 산출한 해상풍은 여러 목적으로 광범위하게 사용되어 왔다. 한반도 연안과 같은 복잡한 해양 환경에서 산란계 관측 해상풍은 해양 및 대기 현상 이해에 중요한 요소이다. 따라서 위성 해상풍의 정확도 검증 결과가 다양한 활용을 위하여 중요하게 활용될 수 있다. 본 연구에서는 대표적인 산란계인 MetOp-A/B (METeorological OPerational satellite-A/B)에 탑재된 ASCAT (Advanced SCATterometer) 해상풍 자료를 한반도 주변의 16개 지점에서 2020년 1월부터 12월까지 실측된 해양기상부이 해상풍 자료와 비교하여 해상풍의 정확도를 검증하였다. 해수면으로부터 4-5 m 고도에서 관측된 부이 바람은 LKB (Liu-Katsaros-Businger) 모델을 활용하여 10 m의 중립 바람으로 변환하였다. 일치점 생산 과정 결과 MetOp-A와 MetOp-B에 대하여 5,544개와 10,051개의 일치점을 만들었다. 각 위성 해상풍 풍속의 평균제곱근오차는 1.36 m s^-1와 1.28 m s^-1, 편차는 0.44 m s^-1와 0.65 m s^-1로 나타났다. 산란계의 풍향은 MetOp-A와 MetOp-B에서 각각 -8.03°와 -6.97°의 음의 편차와 32.46°와 36.06°의 평균제곱근오차를 보였다. 이러한 오차들은 해양-대기 경계층 내의 성층과 역학과 관련된 것으로 추정된다. 한반도 주변 해역에서 산란계 해상풍은 특히 풍속이 약한 구간에서 실측 풍속보다 과대추정되었다. 또한 연안으로부터의 거리가 가까워질수록 오차가 증폭되는 특성이 나타났다. 본 연구 결과는 산란계 해상풍 자료를 이용하는 해양-대기 상호작용 및 태풍 연구와 같은 한반도 연안 해역의 예측 모델 발전에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지구과학회지
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• 제36권4호
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• pp.315-329
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• 2015

본 연구에서는 2005~2010년 기간 동안 영동지역의 지형성 강풍과 관련된 태백산맥 풍하측에서 관측된 기상요소들을 분석하였다. 강풍 사례는 강원지역에서 풍속이 $14ms^{-1}$ 이상인 조건을 이용하여 선정하였다. 강풍 사례는 총 15일로 나타났고, 모두 영동지역에 위치한 속초, 강릉, 동해, 그리고 태백 지역에서 발생하였다. 사례 중 태풍(세 사례) 그리고 영동지역의 대설(두 사례)과 호우(두 사례)와 관련된 7개 사례는 이 연구에서 제외하였다. 8개 강풍 사례를 분석하기 위하여 종관 일기도, 속초 고층 관측, 강릉 수직측풍, 그리고 수치모델 자료를 사용하였다. 선정된 사례는 무강수 혹은 일강수량 1mm 이하의 강수를 보였다. 종관 일기도에서 나타난 지상과 상층의 특징은 기압분포가 한반도를 중심으로 남고북저형을 보였고, 영동지역으로 온도능(warm ridge)이 위치하였다. 역전층(혹은 안정층)과 온도능은 하층 강풍대와 함께 산 정상의 약 1~3 km (925~700 hPa) 고도에 위치하였다. 또한 지역예보시스템에서 분석된 온난핵과 온도능은 산 정상 상공의 850 hPa 등압면 고도에 위치하였고, 이 고도에서 수평 온도 경도는 $0.10{\sim}0.23^{\circ}C\;km^{-1}$로 분석되었다. 이러한 분석 결과는 영동지역 강풍 예보 가이던스로 요약되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.765-771
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• 2019

기존 한식기와에서 요구되는 강도, 흡수율, 내동해성 등은 유지하면서 지붕 하중을 대폭 줄일 수 있는 새로운 한식기와가 개발되었다. 물막이 턱과, 유속을 빠르게 하는 음각유로를 이용하여 기와 사이의 틈으로 유입되는 빗물을 방지할 수 있도록 설계되었다. 새로 개발된 한식기와는 빗물 역류 방지 능력이 있으므로 지붕에 흙이 필요 없는 건식시공이 가능하다. 새로 개발된 기와를 이용한 건식시공 한옥지붕은 흙을 필요로 하는 기존의 습식시공 한옥지붕에 비하여 지붕 중량이 약 80% 이상 감소될 수 있다. 건평 30평인 전통한옥의 경우 신형 한식기와 사용 시 지붕 중량이 약 135톤에서 약 24톤으로 줄어든다. 제작된 신형 한식기와의 물성은 KS 규격을 만족하였으며, 기와 1개당 중량은 기존 기와보다 30% 이상 가볍고, 신형 한식기와로 지어진 지붕은 우리나라의 강수량 기록을 60% 이상 넘어서는 200mm/h강수량과 풍속 17m/s의 태풍급 폭풍우에서도 물이 새지 않는 우수한 배수성을 보였다. 중량감소 효과와 우수한 배수성 이외에도, 새로 개발된 한식기와는 경제성, 효율성, 작업 편의성, 유지보수, 내진성 등에서 기존 한식기와에 비하여 우수한 장점이 있다.

• 한국지구과학회지
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• 제43권1호
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• pp.23-29
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• 2022

열대저기압이 한반도로 접근할 때 중심최대풍속이 34 knot보다 약해졌더라도(weak tropical cyclone; WTC) 수도권 지역으로 상륙하면 상당한 피해를 일으키지만 WTC만 독립적으로 조사한 학술연구는 거의 없다. 본 연구에 따르면 WTC 활동은 Pacific Decadal Oscillation (PDO)와 관련되어 있는 것으로 보인다. PDO가 음의 위상일 때는 양의 위상일 때보다 95% 신뢰구간에서 유의하게 더 많은 WTC가 한반도에 영향을 미치는 것으로 나타났다. PDO 양의 위상에 비해 음의 위상 시기에는 북서태평양 북부에서 양의 상대소용돌이 아노말리가 나타난 반면, 북서태평양 남부에서는 강한 연직바람시어와 음의 상대소용돌이 아노말리가 나타났다. 이런 조건 하에서 열대저기압의 발생위치가 보다 북쪽으로, 즉 동아시아 대륙에 더욱 근접할 수 있었던 것으로 보이며 이에 따라 열대저기압의 전체 생애가 짧아졌을 것이다. 게다가 PDO 음의 위상 시기에 일본열도 상공에 자리한 고기압성 아노말리는 열대저기압의 진로를 좀 더 서쪽으로 밀어내어 육지에 의한 마찰과 황해 저층 냉수대의 영향도 증가하였을 것이다. 이에 따라 열대저기압의 생애최대강도와 상륙 시 강도가 약해져 PDO 음의 위상 때 WTC 활동이 한반도에서 증가한 것으로 분석된다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.105-113
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• 2023

전라남도는 국내에서 가장 많은 25곳의 연륙·연도교가 있으며, 다도해와 이를 잇는 해상교량을 중심으로 해양 및 관광 자원이 풍부한 지자체이다. 그러나, 해상교량의 경우 강풍, 태풍 등이 발생할 경우에는 교량의 구조적 안전성과는 별개로 교량의 과대진동 등으로 인하여 사용자와 지역주민들의 불안감이 증대되는 현안이 있다. 실제로 최근 2019년에 개통한 신안군의 천사대교의 경우, 강풍과 과대 진동으로 인한 차량 통행 제한이 빈번하게 발생하였고 그로인한 지역주민 및 운전자의 불안감 증대로 민원이 속출되고 있다. 따라서, IoT계측기술을 이용하여 측정된 데이터를 기반으로 정량적이고 정확한 교량의 풍황상황과 통행과 관련된 교량의 진동수준을 실시간으로 지역주민에서 제공함으로써 해상교량의 안전관리에 대한 지역주민 불안감을 해소가 필요하다. 본 연구는 기존의 계측시스템 및 IoT센서를 이용하여 해상교량의 풍속 상황과 진동을 상시적으로 관측하고 이를 지역주민 및 관리자에게 전파함으로써 해상교량의 안전 및 통행에 대한 불안감을 해소할 수 있으며, 강풍 및 대형 재난재해에 대해서도 사전대응이 가능한 기술을 개발하고자 한다.

• 한국환경기술학회지
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• 제18권2호
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• pp.165-172
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• 2017

현 단계에서 자연재해로 인한 피해규모를 정확히 예측하고, 그에 대처하는 것은 어려운 실정이다. 그러나 재해대응 차원에서 피해 규모를 예측할 수 있다면 신속하게 대응하여 피해를 저감할 수 있다고 판단된다. 따라서, 본 연구에서는 여러 가지 자연재해 중 풍랑에 관한 피해액예측함수를 개발하였다. 동해 및 제주 연안지역을 대상으로 국민안전처에서 발간하는 재해연보(1991~2014)의 풍랑 및 태풍피해 이력을 수집하였으며, 물가상승률을 반영하기 위해 2014년 기준으로 피해액을 환산하였다. 또한, 기상청 및 국립해양조사원 홈페이지에서 파고, 풍속, 조위, 파향, 파주기 등의 기상 자료를 수집하였다. 풍랑피해가 발생했을 때 연안지역의 특성을 반영하기 위해 2015년 국립해양조사연구원에서 발행한 연안재해노출지수(Coastal Disaster Index; CODI), 연안민감도지수(Coastal Sensitivity Index; COSI), 연안재해영향지수(Coastal Potential Impact Index; CPII)를 반영하였다. 피해 발생 시 기상현황, 지역특성을 나타내는 지수, 피해액과의 상관관계를 통해 풍랑피해액예측함수를 개발하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제23권4호
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• pp.293-302
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• 2014

본 연구에서는 배추 재배에 적합한 규격과 생육 환경을 조성해 줄 수 있는 비가림하우스를 개발하고자 하였다. 전국 53개 배추 비가림재배 농가를 대상으로 비가림하우스 구조실태 및 구조개선 희망사항을 조사하여 비가림하우스 폭과 높이를 설정하였다. 비가림하우스 규격은 농기계 작업의 용이성, 농가의 의견 등을 고려하여 폭 6m, 처마높이 1.6m, 지붕높이 3.2m로 결정하였다. 서까래 규격별 구조안전성과 설치비를 분석한 후 설치비가 가장 적게 드는 Ø$25.4{\times}1.5t$ 파이프를 서까래로 하고 그 간격이 90cm인 모델을 기본 규격으로 결정하였다. 이 규격은 풍속 $27m{\cdot}s^{-1}$, 적설 17cm에 안전하기 때문에 이보다 기상하중이 큰 지역에는 적용하기가 곤란한데, 이를 해소하기 위해 피복재를 용마루까지 열어 골조 피해를 예방할 수 있는 구조로 설계하였다. 비가림하우스 양 측면에 있는 수동개폐기를 돌려 하우스밴드를 느슨하게 풀어주고 제어반에서 열림버튼을 누르면 개폐모터가 가이드 파이프를 따라 올라가면서 피복재가 용마루까지 개방된다. 피복재를 완전 개방할 경우 해충으로 인한 피해가 우려되므로 농가에서는 이를 막기 위해 방충망을 설치할 수 있다. 배추를 재배하는 기간에 태풍이 지나갈 수 있기 때문에 방충망이 구조안전에 미치는 영향을 분석하였다. $40m{\cdot}s^{-1}$의 바람이 방충망으로 덮여있는 비가림하우스 측면에 수직으로 작용하는 조건에 대해 유동-구조 연성해석 기법을 이용하여 구조안전성을 분석하였다. 유동해석 결과, 피복재 부분은 바람의 영향을 그대로 받기 때문에 피복재 표면에 압력이 크게 작용하였다. 방충망 부분에도 풍하중이 작용하였으나 피복재 부분보다는 압력이 작게 작용하고 분포가 균일하였다. 유동해석에서 도출된 압력 데이터를 적용하여 구조해석한 결과, 최대응력은 파이프의 끝단 즉, 지면부분에서 나타났으며, 그 값은 54.6Mpa이었다. 구조안전 판단 기준인 파이프의 허용응력 215MPa 이내여서 구조적으로 안전한 것으로 판단되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권11호
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• pp.903-913
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• 2021

홍수기 하천에서 유량측정은 예산, 인력, 안전 및 측정 시 편의성 등의 이유로 측정에 제한이 많다. 특히, 태풍 등으로 인한 호우사상 발생 시 위와 같은 문제로 홍수량 측정에 어려움이 따른다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 본 연구에서는 드론(Drone)과 전자파표면유속계(Surface velocity doppler radar)의 기능을 조합하여 최소 인력으로 짧은 시간에 간편하고, 안전하게 홍수기에 하천유량을 측정할 수 있는 방법을 개발하였다. 기존 드론을 이용한 유량측정 연구에서 도출된 바람, 강우 등 기상 요인에 의한 드론의 기계적인 한계를 극복하기 위해 본 연구에서는 IP56 등급의 방진·방수 성능, 최대 36 km/h의 풍속에서 안정적인 비행능력과 최대 10 kg을 탑재할 수 있는 드론을 개발하였다. 또한 전자파표면유속계 측정에 있어서 주요 제약 요소인 진동을 제거하기 위해 드론과 전자파표면유속계를 결합하는 댐퍼플레이트를 개발하였다. 이들 비행장비와 유속계를 결합시킨 유속계 DSVM (Dron and Surface Veloctity Meter using doppler radar)을 제작하였으며, 봉황천(금강 제1지류)에 위치한 금산군(황풍교)지점에서 DSVM을 운용하여 홍수량을 측정한 결과 ±3.5%의 오차가 발생하였다. 또한 측정된 표면유속으로부터 평균유속을 산정할 때 정확도 향상을 위해 ADCP를 이용하여 동시 측정하고, 평균유속을 비교하여 평균유속환산계수(0.92)를 산정하였다. 본 연구에서는 드론과 전자파표면유속계를 결합해 측정한 유량과 ADCP 및 봉부자를 이용해 측정한 유량을 비교하고, DSVM의 적용 및 활용 가능성을 확인하였다.

• 한국작물학회지
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• 제36권5호
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• pp.407-428
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• 1991

우리나라 동해안지대는 태백산맥이 동서로 뻗쳐있고 해안을 끼고있어 기후의 변화가 다양한 동시에 풍해를 입기 쉬운 환경에 놓여있다. 이지대에 풍해를 일으키는 바람의 종류는 태백산맥을 넘어오면서 휀(Fohn) 현상에 의해 상승기류된 고온건조한 편서풍에 의해 백수, 경업의 절상, 찰과상, 탈수해, 변색립, 탈립, 도복 등의 수분장해형풍해와 한냉다습한 오호츠크기단이 발달하면 냉조풍이 심하여 하계 저온현상이 일어나서 생육지연, 지경 및 영화의 퇴화, 등숙장해 등이 발생되어 동해안지대를 중심으로 전국에서 84,532M/T의 수량감소를 가져오는 큰 문제지역으로 대두되어 있다. 본논문은 우리나라 동해안지대의 냉조풍피해상습지 6,160ha에 대한 풍해경감대책을 수립코자 1982년부터 1989년까지 8개년간 경북 영덕, 울진지방에서 경북농촌진흥원과 영남작물시험장 영덕출장소에서 실시된 품종선발, 재배시기, 시비법개선, 농토배양, 방풍강설치 등의 시험성적들을 검토한 결과 몇가지 결과를 얻었기에 금후 이지대의 풍해경감대책 자료로 제공코자 한다. 1. 동해안냉조지대의 1954년부터 1989년까지 36년동안 강풍발생빈도는 8월 10일부터 9월 l0일 사이에 높아 이지역의 수도안전출수한계기는 8월10일 이전이 안전하다고 생각된다. 2. 이지대에 주로 풍해를 유발시키는 바람의 종류는 태백산맥을 넘어오면서 휀(Fohn) 현상에 의한 고온건조한 편서풍과 해양에서 내륙으로 부는 한냉다습한 냉조풍이었으며 도작기간중 발생 빈도는 각각 25%였다 3. 태풍내습의 위험시기(8월 10일～9월 10일)를 회피할수 있도록 출수기를 달리하는 3～4품종을 필지별로 접배하거나 유사시에 피해를 분산토록 하는 것이 제 1차적인 대책이 될 것이다. 4 동해안지대에서 수량생산기간(40일간)의 최적등숙온도(22.2$^{\circ}C$)와 최대기상생산력으로 본 최적출수기는 8월 10일이며, 이앙에서 출수기까지의 유효적산온도(GDD)를 이용한 최적이앙기는조생종이 6월 10일, 중생종이 5월 20일 만생종이 5월 10일 이었다. 5. 동해안냉조풍지대는 사질답(38%), 미숙답(28%)로써 저위생산답이 많고 지하수위가 높아 수직배수가 불량하여 답면수온이 낮아 요소비료는 분해가 잘 안되고 비효가 늦어서 생육지연 및 불임의 유발원인이 되고 특히 과용하면 도숙병을 격증시키게 되므로 유안을 시용하는 것이 효과적이다 6. 동해안냉조풍지대는 벼 생육초기에 답면수온이 낮아 인산가용성세균의 활동이 미약하여 토양환원작용이 발달하지 못하여 벼가 흡수 이용할 수 있는 가용성인산함량이 불량하므로 인산을 전량기비 또는 증시하는것보다 이앙후 30일에서 유수형성기에 추비하는것이 효과적이다. 7 이지대는 사질답(38%)이 많아 보통답이나 전질답에 비하여 풍해를 받아 숙색이 나쁘며 등숙이 저하되므로 규산퇴비, 산적토 등의 종합개량처리를 하면 효과가 크다. 8, 동해안냉조풍지대에 방풍강을 설치하면 풍속경감효과(30%)가 크고 기온, 지온, 수온 등의 미기상을 조절하는 효과가 있어 생육촉진, 백수 및 변색립 감소, 고엽방지, 미질향상, 수량증수등의 효과가 현저하였다. 9. 방풍강의 재료는 화학사로 된 방서강과 방오강이며 설치방법은 방서강을 포장둘레에 2m 높이로 치고 그 위에 방오강을 덮어 편서건조풍과 편동냉조풍을 동시에 방풍하여 20%의 증수효과가 있었으며 적정강목은 0.5$\times$0.5cm이고, 설치시기는 유수형성기(8월 1일) 전후였다. 10. 동해안냉조풍지대에서 태풍 통과직후 백수나 변색립발생시 논에 물을 깊게 관수함과 아울러 고성능청무기 등으로 지상부에 충분히 미수를 하면 임실비율 현미천립중 등이 향상되어 증수효과를 얻을 것으로 판단된다.