• 한국농림기상학회지
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• 제21권4호
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• pp.229-237
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• 2019

본 연구는 1980년부터 2015년까지 논 농업기후지대에 대한 연 기준 증발산량(annual reference evapotranspiration, ET₀)을 추정하고 분석하였다. 기상청에서 수집한 61개 지점의 기상자료에 Penman-Monteith 방법을 적용하여 일별 기준 증발산량을 계산하였다. 1980년부터 2015년 동안의 연 기준 증발산량은 평균 1334.1±33.89 mm 이였으며, 해안 지대에서 가장 높게 나타났다. 기준 증발산량은 전체 지대에 대해서 약 2.81 mm/yr의 추세로 증가하였다. 하지만 변화율은 농업기후지대별로 다르게 나타났다. 특히 중부지대와 동부 해안 지대에서 연 기준 증발산량은 가장 크게 증가하였다. 상관계수 분석에 의하면, 연 기준 증발산량의 연 변화는 네가지 기후 요소(평균, 최저기온, 일조시간, 상대습도)와 가장 크게 연관이 있었다. 이 연구는 36년 동안 전체 한국 농업지대에서 연 기준증발산량의 변화를 겪고 있다는 것을 보여주고 있다. 온난화와 관련된 장기간의 연기준 온도의 변화와 공간적 패턴을 이해하는 것은 각 농업기후지대별 수자원 및 작물 관리를 효율적으로 할 수 있도록 도와줄 것으로 생각된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제22권3호
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• pp.135-143
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• 2020

단파 복사와 일조시간은 농작물 재배에 중요한 변수들이다. 그러나 국내에서 제공되는 일사 관측 자료는 수평 해상도가 높지 않아 농업 현장에 활용하기 어렵다. 본 연구에서는 지면대기모델링패키지(LAMP)를 이용하여 시간단위 일사 자료를 물리역학적으로 생산하고, 통계적 다운스케일링을 통해 고해상도 일단위 기상기후 DB를 구축하였다. 현재 이 DB는 품질 평가를 거쳐 농업가뭄 재해와 밭작물의 생육 현황을 진단하고 예측하는 '경기도 농업가뭄 예측시스템'의 공식 빅데이터 입력 자료로 활용되고 있다.

• 한국농림기상학회지
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• 제20권1호
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• pp.47-56
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• 2018

농업은 인간의 활동 중 기상 활동에 가장 종속적이며, 기후 변화 및 기상 재해와 같은 대기 변동성의 증가 속에서 농업기상서비스의 중요성은 점점 증가하고 있다. 유용한 농업기상서비스를 제공하기 위해서는 관측 자료의 품질 관리와 더불어 실제 농경 활동 현장을 대표할 수 있는 곳에서의 기상 관측이 필수적이다. 이를 위해 기상청에서는 자동농업기상관측망(AAOS)을 실제 농경지 근처로 재배치하는 등 관측망 환경을 개선하고 있지만, 아직까지 모든 농업기상관측이 실제영농 환경이 아닌 잔디밭에서 이루어지고 있는 문제가 남아 있다. 기온, 상대 습도, 토양 온도, 토양 수분 관측요소는 지표면의 식생 형태와 관개 등의 영농 활동에 큰 영향을 받는데, 현재의 농업기상관측은 이러한 요소들의 영향을 관측하는데 근본적인 한계가 있다. 본 연구에서는 AAOS 관측 자료의 시간적, 연직적 변이를 분석하고, 실제 농경지 위에 설치된 국가농림기상센터(NCAM) 타워에서 관측하고 있는 공통 기상 및 토양 관측 요소를 비교하여, AAOS 관측 자료의 특성 및 문제점을 분석하였다. 분석 시기는 결측이 가장 적고 추수 이전인 8월과 추수 이후인 10월로 선정하였다. 각 관측 요소별로 관측 높이 및 깊이에 차이가 있었으므로, 차이가 가장 적은 높이 또는 깊이 값을 비교대상으로 선정하였다. 기온의 경우 AAOS 4 m 관측 값이 NCAM타워 관측 값이 비해 낮과 밤 또는 추수이전과 이후 모두 낮았으며, 큰 일중 변화 없이 일정한 차이를 유지하였다. 수증기압 역시 NCAM 관측 값이 AAOS 관측 값에 비해 항상 높았으며, 8월이 10월에 비해 더 큰 차이를 보였다. AAOS 순단파복사의 경우 AAOS 관측 반사복사량이 NCAM 관측 값에 비해 높은 경향을 보였다. 한편, 토양 관측 요소는 대기 관측요소에 비해 더 큰 차이를 보였다. 추수 이전인 8월에는 대부분 논에 물이 차 있었으며, 그로 인해 NCAM 관측 토양 온도가 AAOS 관측 토양 온도에 비해 낮았으며, 일 변화 폭 역시 작았다. NCAM 관측 토양 수분은 강수 여부와 관계 없이 지속적으로 포화상태를 유지하는 반면, AAOS 관측 토양 수분은 강수에 의해 증가한 뒤 감소하는 경향을 보였다. 추수 이후인 10월에는 8월과 다른 경향을 보였다. 토양 온도의 경우, NCAM 관측 값과 AAOS 관측 값의 일 평균값은 비슷하였으나 일 변화 폭은 NCAM 관측 값이 더 컸다. 토양 수분은 NCAM 관측 값이 지속적으로 높았으나, 두 관측 값 모두 강수에 의해 상승하고 증발 또는 배수에 의해 감소하는 경향을 보였다. 이상의 결과는 AAOS 관측 자료의 품질 관리 문제와 함께 논과 잔디밭이라는 지표면 피복 및 영농 활동의 영향을 반영하지 못하는 대표성 문제를 보여주는 것으로서, 본 연구는 2011년 이후 이루어지고 있는 기상청 농업기상관측장비의 농지 부근 이동 작업에 이은 후속 조치로, 농업기상 관측을 대표할 수 있도록 잔디밭이 아닌 논, 밭, 과수원 등 실제 지역 대표 농업 현장에 설치되어야 함을 제언한다.

• 한국기후변화학회지
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• 제5권1호
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• pp.13-19
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• 2014

1986년 농촌진흥청에서는 벼 작물을 기준으로 전국의 기온, 강수량, 일조시간 등 기후요소의 분석과 평가를 통해, 전국을 19개 농업기후지대로 구분하였고(제주도 제외), 현재까지 벼의 안전재배기준과 기상재해 대책 등에 활용되고 있다. 본 연구에서는 최근 40년 동안 벼 작물 기준 19개 농업기후지대와 제주지역을 포함한 총 20개 농업기후지대의 연대별 기후요소의 변화 양상과 특징을 비교 분석하였다. 기상청 방재기상정보포탈시스템에서 서비스하는 1971년부터 2010년까지 40년 동안의 일별 기상자료를 바탕으로 연대별(1970년대, 1980년대, 1990년대, 2000년대)로 구분하여 분석하였다. 기간별 연평균기온은 1970년대의 $12.0{\pm}0.14^{\circ}C$에서, 1980년대의 $11.9{\pm}0.13^{\circ}C$와 1990년대의 $12.2{\pm}0.14^{\circ}C$를 거쳐 2000년대의 $12.6{\pm}0.13^{\circ}C$로 높아졌고, 기간별 연평균강수량은 1970년대의 $1,270.3{\pm}20.05mm$에서 1980년대의 $1,343.0{\pm}26.01$와 1990년대의 $1,350.6{\pm}27.13mm$를 거쳐 2000년대의 $1,416.8{\pm}24.87mm$로 증가한 것으로 분석된 반면에, 기간별 연평균 일조시간은 1970년대의 $2,421.7{\pm}18.37$시간에서 1980년대의 $2,352.4{\pm}15.01$시간과 1990년대의 $2,196.3{\pm}12.32$시간을 거쳐 2000년대의 $2,146.8{\pm}15.37$시간으로 크게 줄어든 것으로 조사되었다. 이들 기후요소를 농업기후지대별로 재분석하면, 연간 평균기온의 상승률은 중부 내륙지대($+1.2^{\circ}C$)와 동해안 남부지대($+1.1^{\circ}C$)에서 가장 높았고, 연간 누적강수량의 증가율은 태백고냉지대(+364 mm)와 태백준고냉지대(+326 mm)에서 가장 컸으며, 연간 누적일조시간은 중부 내륙지대(-995시간)에서 가장 많이 줄어든 것으로 평가되었다. 통계적으로 연간 평균기온(F=2.708, df=3, p=0.046)과 연간 누적강수량(F=5.037, df=3, p=0.002)은 유의하게 높아지거나 증가하였고, 연간 누적일조시간(F=26.181, df=3, p<0.0001)은 유의하게 감소하였다. 향후 벼 작물 농업기후지대 재구분을 통하여 각 농업기후지대별 기후특성에 적합한 벼 재배 안전작기, 벼 생육특성 및 작부체계 등에 대한 연구가 필요하다.

• 한국농림기상학회지
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• 제22권4호
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• pp.312-326
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• 2020

KMAPP은 규모상세화 과정을 통해 100 m 단위의 초고해상도 기상 예측을 산출하는 체계로써 최근 수문, 농업, 신재생에너지 등 다양한 분야에서 활용되기 시작됨에 따라 각 분야별로 예측성능을 검증할 필요가 있다. 철원 지역과 전북 지역은 산지가 많은 우리나라에서 비교적 넓은 범위에 걸쳐서 수평면을 보유하고 있으며, 특히 철원은 대규모 벼 논 재배지역 중에서 실측 및 원격탐사 생물계절 자료가 많은 지역으로 KMAPP 예측 성능을 검증하는데 필요한 관측자료를 사용하기에 적절한 지점으로 판단된다. 이번 연구에서는 철원 내 농경지역의 생태적 변화에 따라 변화하는 KMAPP 기온 예측 성능을 AWS와 ASOS 관측자료를 이용하여 비교 검증하였다. 그리고 전북지역 폭염 기간 동안 가축 고온스트레스 모델과 같은 응용모델에 KMAPP 예측 자료를 입력자료로 활용하는 것을 검토하고자 일사량 예측을 ASOS 자료를 이용하여 검증하였다. 더 많은 사례의 수집과 선정이 필요하다는 한계가 있지만 농경지역에서 추수 후 기온 예측 성능이 일반 주택지 에서보다 더 크게 향상된 것을 통해 생물리적 효과가 예측 정확도에 미치는 영향을 간접적으로 추측해 볼 수 있었다. 한편, 일사량 예측의 경우 단위 변환에 따른 오차가 발생하지만 관측값과 일치하는 경향을 보여 KMAPP 자료가 지역규모의 상세 예측 자료로 응용모델에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제14권2호
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• pp.53-62
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• 2012

고해상도 기상자료 제공과 농림 분야에서의 요구를 충족시키기 위하여 LAPS를 이용하여 경기도 지역을 100m 해상도로 분석하였다. 구축된 시스템은 수치예보과에서 생산되는 6시간 간격 예측자료를 초기추정치로 사용하고, 각 관측자료를 동화하여 지표 온도와 습도 바람을 분석한다. 기존 분석시스템의 기상관측자료의 수집 방식을 개선하여 자료 수집에 소요되는 시간을 성공적으로 단축시킴으로써 약 20분 내에 기온, 상대습도, 풍향, 풍속에 대한 고해상도 분석결과 제공이 가능하게 되었다. 그러나 앞으로 LAPS 분석결과를 이용하여 관측이 가능한 지역 이외에 어느 지역에서든 정확한 농업기상정보를 산출할 수 있게 하려면 다양한 기상자료의 활용과 지표이용도의 개선, 관측지점의 영향반경을 최적화 시키는 과정들이 추가로 연구되어야 할 것이다. 현재 구축된 시스템의 분석결과 정확도는 떨어지지만 LAPS의 내부 알고리즘에 대한 미세한 조정으로 향상이 가능하므로 농업기상요소 생성을 위한 최적화 작업들을 수행한다면 정확도 향상을 꾀할 수 있을 것이다. 또한 다양한 기상요소에 대한 분석이 가능하기 때문에 특별한 기상요소들을 필요로 하는 농림 분야의 요구를 충족 시킬 수 있도록 분석요소의 확장이 가능 할 것이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제33권5_2호
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• pp.641-645
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• 2017

본 연구는 중국 동북지역의 22개 농업기후지대별로 유효적산온도(GDD), 무상기간(FFP) 작물생육 기간(GSL) 등 3가지 농업기후지수를 비교하기 위해 수행되었다. 농업기후지수는 NASA의 MERRA-2 기상 자료를 이용하여 계산하였다. 분석결과 모든 농업기후지수는 연도별로 유의한 차이는 보이지 않았다. 하지만 농업기후지대별로는 유의한 차이를 보였다. GDD는 지역별로 531.7-1650.6 도일의 범위를 보였으며, FFP는 141.5-241.7일의 범위를 나타내었다. 그리고 GSL은 125.1-217.9일의 공간적 분포를 보였다.

• 농약과학회지
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• 제18권4호
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• pp.236-246
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• 2014

농약은 작물을 보호하기 위하여 사용되지만 환경을 오염시키는 원인이 되기도 한다. 그러므로 농약의 물리화학적 특성, 독성 자료 및 환경행적 자료를 통해 위해성 평가를 수행하여 안전하게 관리가 가능하다면 등록이 결정된다. 환경중 행적을 예측하기 위해 우리나라의 기상자료, 작물 재배력 및 토양통을 이용하여 butachlor, iprobenfos, carbofuran, tebuconazole을 대상으로 수계 중 잔류농도를 추정하였다. 예측모형으로 과수용 농약은 PA5를, 벼재배용 농약은 RICEWQ와 SCI-GROW를 이용하였다. 수계모니터링에서 butachlor와 iprobenfos의 최대값은 예측모형의 peak 농도보다 낮았고 최소값은 예측모형의 연평균농도보다 낮아 RICEWQ를 벼 재배환경 중 잔류농약의 농도 추정에 이용할 수 있음을 확인하였다. 토양흡착계수가 낮은 carbofuran은 RICEWQ와 SCI-GROW에 적용시 지표수계보다 지하수로의 이동량이 훨씬 많은 것으로 산출되어 RICEWQ는 지하수로의 수계노출농도를 예측하기에는 적절하지 못하였다. 수계 모니터링에서 과수용 농약인 tebuconazole이 검출되지 않아 예측모형으로 산출한 값과 비교하기 어려웠으나 수계를 통한 잔류농약의 추정에 이용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제17권3호
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• pp.236-247
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• 2015

국내 영농과 영림은 최근 지구 온난화를 비롯한 환경 변화와 더불어 급격한 경제 사회적 변화로 인해 어려움을 겪고 있고 이를 극복하기 위한 열쇠로 "지속가능성"이 검토 되고 있다. 본 연구를 통해 지속가능한 영농 영림을 위한 국내외의 다양한 접근 방법들을 살펴본 결과 1) 지표접근법, 2) 계정접근법, 그리고 3) 생태학적 접근법을 통해 지속가능한 영농 영림 지수 등의 연구개발이 활발히 진행되고 있음을 확인할 수 있었다. 그러나 국내에서는 아직 생태학적 접근법을 통한 지속가능한 영농 영림 관련 연구를 찾기가 쉽지 않다. 이에 대한 연구는 그간 기후변화에 대응하여 기상청 농촌진흥청 산림청 등에서 확보한 영농 영림 기상 및 생태자료와 특히, 지난 10여 년간 농경지와 산림에서 플럭스 관측을 통해 확보하고 있는 대기-생태계간 에너지, 물 및 이산화탄소 교환량 데이터를 기반으로 수행될 수 있다. 국제 사회의 노력에 발맞춰 지속가능한 영농 영림을 위한 연구 역량을 충분히 구축할 수 있도록 하기 위해 단계별 연구 추진을 제안한다.

• 한국농림기상학회지
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• 제22권3호
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• pp.107-116
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• 2020

본 데이터 논문에서는 관측기반 농경지 토양수분 추정 기술 개발을 위해 서산과 태안에 2019년 5월에 구축한 테스트 베드에서 2019년 한해동안 얻어진 자료들을 공유하고자 한다. 본 데이터는 기상청에서 운영 중인 자동농업기상관측망 중에 하나인 서산 관측소 주변 밭과 인근 태안의 밭에 구축한 테스트 베드에서 얻어진 다양한 생태수문기상학적인 변수들(토양수분, 증발산, 강수, 복사, 기온, 습도, 식생지수 등)을 포함한다. 해당 데이터의 주목할 만한 사항은 (1) 토양수분관측을 Frequency Domain Reflectometry 및 Time Domain Reflectometry 센서를 이용한 지점관측 뿐만 아니라 COSMIC-ray 중성자 센서로 넓은 공간대표성을 지닌 면적관측을 동시에 수행하여 토양수분의 공간 스케일링 기술 개발 및 평가에 활용될 수 있다는 점, (2) Smart Surface Sensing System을 이용해 작물생육을 함께 감시함으로써 어떻게 토양수분과 작물생육이 상호작용하는지에 대한 이해를 증진시키는데 활용될 수 있다는 점, (3) 에디 공분산 시스템을 이용해 증발산을 함께 실측함으로써 지면 물수지 전반에 대한 평가가 가능하다는 점이다.