• 한국농림기상학회지
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• 제6권3호
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• pp.149-163
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• 2004

Evapotranspiration (ET) is a critical component of the hydrologic cycle which influences economic activities as well as the natural ecosystem. While there have been numerous studies on ET estimation for homogeneous areas using point measurements of meteorological variables, monitoring of spatial ET has not been possible at landscape - or watershed - scales. We propose a site-specific application of the land surface model, which is enabled by spatially interpolated input data at the desired resolution. Gyunggi Province of South Korea was divided into a regular grid of 10 million cells with 30m spacing and hourly temperature, humidity, wind, precipitation and solar irradiance were estimated for each grid cell by spatial interpolation of synoptic weather data. Topoclimatology models were used to accommodate effects of topography in a spatial interpolation procedure, including cold air drainage on nocturnal temperature and solar irradiance on daytime temperature. Satellite remote sensing data were used to classify the vegetation type of each grid cell, and corresponding spatial attributes including soil texture, canopy structure, and phenological features were identified. All data were fed into a standalone version of SiB2(Simple Biosphere Model 2) to simulate latent heat flux at each grid cell. A computer program was written for data management in the cell - based SiB2 operation such as extracting input data for SiB2 from grid matrices and recombining the output data back to the grid format. ET estimates at selected grid cells were validated against the actual measurement of latent heat fluxes by eddy covariance measurement. We applied this system to obtain the spatial ET of the study area on a continuous basis for the 2001-2003 period. The results showed a strong feasibility of using spatial - data driven land surface models for operational monitoring of regional ET.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.6-6
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• 2016

최근 전 지구적인 기후 변화에 따라 수문 순환을 이루고 있는 다양한 수문 기상 인자들의 변동성에 영향을 미치고 있다. 특히, 증발산은 수문순환을 구성하는 중요한 인자로서 대기와 지표간의 상호 작용을 파악하기 위해서는 이에 대한 정확한 이해 및 산정이 필수적이다. 일반적으로 증발산량을 산정하기 위해서 증발 접시 및 에디 공분산 기반 플럭스 타워에서 관측된 지점 자료만을 이용하여 증발산량의 변동성을 파악하는 연구들이 수행되어왔다. 그러나 지점 자료만을 이용하여 증발산량을 산출하게 되면 공간적인 변동성을 파악하는데 있어서 한계점이 발생하게 된다. 이러한 제약 사항을 해결하기 위해서, 인공위성 기반의 수문 기상인자를 물리식 기반 증발산량 산정식의 입력 자료로 구축하여 증발산량을 산정하고 이에 대한 시 간적인 변동성을 파악하는 연구들이 활발히 이루어지고 있다. 인공위성 기반 증발산량 산정 알고리즘의 대표적인 예로 공기동역학적 항과 에너지 수지 항들을 동시에 고려할 수 있는 Penman-Monteith 방법을 근간으로 수정하여 만들어낸 Remote Sensing based Penman-Monteith (RS-PM) 알고리즘이 있다. 그러나 RS-PM 기반의 증발산량 경우 태양복사열, 풍속, 온도, 습도와 같은 많은 수문기상인자들이 입력 자료를 요구한다. 이에 따라, 본 연구에서는 기존의 방법에 비해 상대적으로 적은 입력 자료를 사용하는 Modified Satellite-Based Priestley-Taylor (MS-PT) algorithm의 적용성을 평가하기 위해 MODerate-Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) 자료를 이용하여 한반도에서 순복사에너지 (Net radiation) 및 실제 증발산량 (Actual evapotranspiration)을 산정하였다. 또한, 이에 대한 검증을 위해 청미천 유역에 설치되어있는 에디 공분산 기반 플럭스 타워에서 관측된 순복사 에너지 및 실제 증발산량에 대한 통계적 검증을 실시하였다.

• 한국농공학회지
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• 제30권3호
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• pp.51-57
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• 1988

The purpose of this paper is to know the effect of Adjustment factor (C) in Penman equation In the modified Penman equation by Doorenbos and Pruitt (1977), Potential Evapotranspiration(PET) was calculated in cases of (1) neglecting Adjustment factor (C=1, 0, A), (2) fixing Day/Night wind ratio (URATIO) to 2.0(B-l) and computing daily URATIO (B-2), and was compared with Actual Evapotranspiration (AET) for paddy fields in Suwon (1985-1986). The followings are a summary of this study results ; 1. Using 1985-1986 meteorological data, daily average PET in cases of A, B-i, B-2 were 4.61 mm/day, 4.81 mm/day and 5.36 mm/day respectively and daily average AET was 4.26 mm/day. The increment ratios of PET based on case A were 100%, 104.34% and 116.27% 2. The range of Adjustment factor (C) in cases of B-i, B-2 were 0.916-1.140 and 0.922-1.392 respectively. 3. The regression coefficient(r) between AET and PET in cases of A, B-i, B-2 were 0.928, 0.924 and 0.915 respectively.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2004년도 Proceedings of ISRS 2004
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• pp.162-165
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• 2004

The authors' previous study found an interannual covariability between actual evapotranspiration (ET) and the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) over northern Asia. This result suggested that vegetation controls interannual variation in ET. In this prior study, NDVI data from the Pathfinder AVHRR Land (PAL) dataset were analyzed. However, studies of NDVI interannual change are subject to uncertainty, because NDVI data often contain errors associated with sensor- and atmosphere-related effects. This study is aimed toward reducing this uncertainty by employing NDVI dataset, from the Global Inventory Monitoring and Modeling Studies (GIMMS) group, in addition to PAL. The analysis was carried out for the northern Asia region from 1982 to 2000. 19-year interannual change in PAL-NDVI and GIMMS-NDVI were both compared with interannual change in model-assimilated ET. Although the correlation coefficient between GIMMS-NDVI and ET is slightly less than for PAL-NDVI and ET, for both NDVI datasets the annual maximum correlation with ET occurs in June, which is near the central period of the growing season. A significant positive correlation between GIMMS-NDVI and ET was observed over most of the vegetated land area in June as well as PAL-NDVI and ET. These results reinforce the authors' prior research that indicates the control of interannual change in ET is dominated by interannual change in vegetation activity.

• 한국토양비료학회지
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• 제9권1호
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• pp.47-55
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• 1976

수원지방(水原地方)의 잠재적(潛在的) 증발산량(蒸發散量)을 파악(把握)하고 또 그의 합리적(合理的)인 산출방법(算出方法)을 기존공식(旣存公式)에서 찾기 위(爲)하여 1964년(年)부터 1973년(年)까지 10개년간(個年間)에 걸쳐 조사(調査)된 기상자료(氣象資料)를 토태(土台)로 Blanney-Criddle을 비롯한 Thornthwaite, Penman, Jensen-Haise, Truc 공식(公式)을 적용(適用)하여 잠재적(潛在的) 증발산량(蒸發散量)을 산출(算出)함과 동시(同時) 이들을 상호(相互) 비교(比較)하였는바 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 수원지방(水原地方)의 잠재적 증발산량(蒸發散量)은 성하기(盛夏期) 7, 8월(月)을 정점(頂點), 동기(冬期) 1월(月)과 12월(月)을 기점(基點)으로 한 uni-modal distribution을 하고있으며 Blanney-Criddle 공식(公式)에 의(依)한 연증발산량(年蒸發散量)은 1,377mm 그리고 다른 네 공식(公式)에서 산출(算出)된 연증발산량(年蒸發散量)은 714mm에서 896mm 범위(範圍)에 있다. 2. Blanney-Criddle 공식(公式)에서 산출(算出)된 증발산량(蒸發散量)은 다른 네 공식(公式)에서 산출(算出)된 것 보다 많은 한편 다른 네 공식(公式)에서 산출(算出)된 증발산량(蒸發散量) 간(間)에는 대동소리(大同小異)하다. 그러나 이들 네 공식(公式)에서 산출(算出)된 증발산량(蒸發散量)의 평균치(平均値)와 Blanney-Criddle 공식(公式)의 증발산량(蒸發散量) 간(間)에는 고도(高度)의 상관(相關)이 있다. 3. 공식(公式)에서 산출(算出)된 증발산량(蒸發散量)과 기존(旣存)에 표발(表發)된 수도(水稻)에 대(對)한 실제적(實際的) 증발산량(蒸發散量) 간(間)의 관계(關係)에 있어서 Blanney-Criddle 공식(公式)을 기준(基準)으로 할 경우(境遇) 일반품종(一般品種)에는 보정계수(補正係數) 0.8 그리고 통일품종(統一品種)에는 1.0을 대입(代入)하므로서 양자간(兩者間)에는 근사(近似)한 치(値)를 갖게되며 다른 네 공식(公式)의 평균치(平均値)를 기준(基準)으로 할 경우(境遇) 일반품종(一般品種)에는 1.2 그리고 통일품종(統一品種)에는 1.5를 대입(代入)하므로서 상호근사(相互近似)한 치(値)를 갖게된다. 따라서 수원지방(水原地方)의 잠재적(潛在的) 증발산량(蒸發散量)은 Blanney-Criddle과 다른 네 공식(公式)에서 산출(算出)된 증발산량(蒸發散量)의 중간치(中間値)라고 생각된다. 4. 증발산량(蒸發散量) 산출(算出)에 있어서는 공식(公式) 상호간(相互間)에 연관성(連關性)이 있으므로 어느 공식(公式)이든 적용(適用)할 수 있으나 Blanney-Criddle에 의(依)한 증발산량(蒸發散量) 산출(算出)은 다른 네 공식(公式)에 비(比)하여 간단(簡單)하고 용이(容易)하므로 Blanney-Criddle 공식(公式)에 보정계수(補正係數)를 조정(調整)하여 활용(活用)하는 것이 보다 효과적이라고 생각한다.

• 한국농림기상학회지
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• 제15권4호
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• pp.282-290
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• 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.

• 한국농림기상학회지
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• 제20권4호
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• pp.366-375
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• 2018

본 연구에서는 라이시미터를 이용하여 일천궁의 증발산량을 관측하였고, 그 자료를 분석하여 기상요소와 증발산량과의 관계를 조사하였다. 맑은 날이 지속된 4일간 라이시미터에서 관측된 증발산량은 일사량의 약 40%에 해당하는 것으로 관측되었으며, 증발산량 변화의 형태는 일출이 시작됨과 동시에 증가하였고 일몰과 함께 급격히 감소하여 일사량은 일천궁의 증발산량에 영향을 주는 중요한 인자로 나타났고 야간의 강한 풍속은 증발산량을 증가시켰으며, 일사량과 풍속이 증발산량 변화에 가장 큰 영향을 주는 요인이었다. $600W/m^2$ 이상의 일사량에서는 일천궁의 증발산량 증가가 없어 일천궁을 안정적으로 재배하기 위해서 잎 표면으로 입사되는 일사량의 조절이 필요한 것으로 조사되었다. 따라서 라이시미터는 야외에서 증발산량을 간단하면서도 정확하게 관측할 수 있는 방법임을 확인하였고, 추후 식물의 수분생리 및 적정 재배환경 구명에도 매우 유용할 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권1호
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• pp.11-19
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• 2019

본 연구에서는 인공위성 및 재분석 자료인 Global Land Data Assimilation System (GLDAS), Global Land Evaporation Amsterdam Model (GLEAM), MOD16의 실제증발산량 산출물을 활용하여 한국수자원조사기술원(Korea Institute of Hydrological Survey, KIHS)에서 관리하고 있는 청미천(cheongmicheon farmland site, CFK)과 설마천(seolmacheon site, SMK) flux tower에서 검증하였고, Triple collocation (TC) 방법을 활용하여 자료간의 불확실성 및 상관성분석을 수행하였다. 플럭스타워와의 검증 결과에서는 전반적으로 GLEAM>GLDAS>MOD16순으로 좋은 결과를 나타내었으며, 세가지 산출물의 조합(S1: flux tower vs. GLDAS vs. MOD16, S2: flux tower vs. GLDAS vs. GLEAM, S3: flux tower vs. GLEAM vs. MOD16)을 통한 TC 결과에서는 청미천(설마천)에서 GLEAM>GLDAS>MOD16>flux tower (GLDAS>GLEAM>MOD16>flux tower)순으로 좋은 결과를 나타내었다. TC 분석 결과에서 Flux tower의 error variance와 correlation coefficient가 상대적으로 좋은 결과를 나타내지 못하였으므로, 한반도 지역에서 인공위성과 재분석 자료(GLDAS vs. GLEAM vs. MOD16)만을 활용하여 TC를 적용하였다. 그 결과, GLDAS와 GLEAM이 한반도 영역에서 낮은 error variance 와 높은 correlation coefficient를 나타낸 반면, MOD16의 경우, 농지에서 낮은 correlation coefficient과 높은 error variance를 나타내었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권10호
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• pp.631-639
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• 2023

돌발가뭄(Flash drought, FD)은 기존 가뭄과는 달리 급작스러운 발생이 대표적인 특징으로, 즉각적인 수분 스트레스를 유발하여 생태계에 주요한 영향을 미친다. 보다 효과적인 돌발가뭄의 모니터링을 위해서는 돌발가뭄의 특징과 원인에 대한 보다 종합적인 이해가 필요하다. 이에, 본 연구에서는 Global Land Data Assimilation System (GLDAS) 자료를 사용하여 2012년부터 2022년 사이 한반도 전역에서 발생한 돌발가뭄에 대해 분석하고자 하였다. 스트레스 기반 탐지 기법인 표준 증발 스트레스 비율(Standardized Evaporative Stress Ratio, SESR)의 변화를 바탕으로 돌발가뭄을 탐지하였으며, 발생 빈도와 기간에 대해 분석하였다. 또한, 탐지된 돌발가뭄 사건들을 실제 증발산(Actual Evapotranspiration, AET)과 잠재 증발산(Potential Evapotranspiration, PET)의 변화를 기반으로 세 가지 케이스로 분류하였으며, 각 케이스 별 발생 특성 및 공간 분포에 대해 분석하였다. 그 결과, 돌발가뭄의 발생 빈도와 기간에 지역적인 편차가 있는 것을 확인하였으며, 평균 빈도는 6.4회, 평균 발생 기간은 31일로 나타났다. 일반적인 돌발가뭄인 Case 1, AET의 감소가 주 원인이 되어 발생한 Case 2, PET의 증가에 의해 발생한 Case 3으로 돌발가뭄 사건들을 분류하였을 때, 한반도에서는 Case 1 돌발가뭄이 1,448건으로 가장 많이 발생했으며, Case 2 돌발가뭄이 Case 3 돌발가뭄보다 약 1.5배 더 많이 일어난 것을 확인할 수 있었다. Case 2 돌발가뭄은 수분 제한 조건(water-limited condition)에서 발생하여 AET와 PET가 모두 감소하는 결과로 이어졌으며, Case 3 돌발가뭄은 에너지 제한 조건(energy-limited condition)에서 발생한 이후 AET와 PET가 모두 증가하였다. Case 2 돌발가뭄은 주로 북서부와 중남부에 위치한 농경지에 영향을 주었으며, Case 3 돌발가뭄은 산지에 해당하는 동부에서 집중적으로 발생하였다. 본 연구의 결과들은 기후 요소, 토지피복 및 수분 가용성을 고려한, 돌발가뭄에 대한 이해를 돕고, 보다 효과적인 가뭄 대응 방안 수립에 기여할 수 있다.

• 한국농공학회지
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• 제31권4호
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• pp.96-110
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• 1989

To suggest the fundamental data for the estimation of crop evaportranspiration by the ca- lculated coefficients for estimating the radiation suitable to the different regions of korea in application of Penman equcation, the daily data such as sc(skycover), n(actual sunshine hours), N(possible sunshine hours), Rs(horizontal solar radiation) and Ra(extraterrestial solar radiation) for 10 years (from 1977 to 1986) collected from 19 meteorological stations were analysed. The results are summarized as follows : 1. The coefficients a, b and c for estimating the radiation taken by the regression method with the daily and monthly mean data of the skycover and the ratio of Rs to Ra were shown as a=0.619, b= -0.0202, c= -0.0023 and a=0.64, b=0.0377 c=0.0001 in ave- rage respectively. 2. The coefficients a and b for estimating the radiation analysed by the regression and arithmetic method from the daily ratio of sunshine hours and Rs to Ra were shown as a= 0.157, b= 0.529, and a=0.119, b= 0.726 in average, respectively. 3. The coefficients a and b for estimating the radiation calculated by the regression me- thod based on the monthly ratio of sunshine hours and radiation were shown as a=0. 319 and b= 0.557 in average. 4. The values of a and b for estimating the radiation taken from the relationship between the daily ratio of sunshine hours and radiation showed high significance level. 5. The standard deviation and the coefficient of variance between the radiation calculated from the coefficients by the regression and arithmetic method with the daily data and the actual radiation were analysed and compared to the results by the coefficients of the modified Penman method (a=0.18, b=0.55) and by those of the F.A.O inodified Penman method(a=0.25, b=0.5). The standard deviation and the coefficient of varia- nce by the regression method in this study showed the lowest value. 6. From the above results, it is suggested that regression method using the coefficients taken from the relationship between the ratio of sunshine hours and the ratio of radia- tion based on the daily data has the highest accuracy in estimating the radiation. 7. The average reference crop evapotranspiration estimating by the modified Penman me- thod using the coefficients a and b derived by the regression method from the daily meterological data was closer to the actual evapotsranspiration of grass measured in Suwon area than the estimated evapotranspiration by the modified Penman method and the F.A.O modified Penman method.