• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제36권3호
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• pp.149-157
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• 2019

In this study, we investigate the associations between the solar variability and teleconnection indices, which influence atmospheric circulation and subsequently, the spatial distribution of the global pressure system. A study of the link between the Sun and a large-scale mode of climate variability, which may indirectly affect the Earth's climate and weather, is crucial because the feedbacks of solar variability to an autogenic or internal process should be considered with due care. We have calculated the normalized cross-correlations of the total sunspot area, the total sunspot number, and the solar North-South asymmetry with teleconnection indices. We have found that the Southern Oscillation Index (SOI) index is anti-correlated with both solar activity and the solar North-South asymmetry, with a ~3-year lag. This finding not only agrees with the fact that El $Ni{\tilde{n}}o$ episodes are likely to occur around the solar maximum, but also explains why tropical cyclones occurring in the solar maximum periods and in El $Ni{\tilde{n}}o$ periods appear similar. Conversely, other teleconnection indices, such as the Arctic Oscillation (AO) index, the Antarctic Oscillation (AAO) index, and the Pacific-North American (PNA) index, are weakly or only slightly correlated with solar activity, which emphasizes that response of terrestrial climate and weather to solar variability are local in space. It is also found that correlations between teleconnection indices and solar activity are as good as correlations resulting from the teleconnection indices themselves.

• 한국지구과학회지
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• 제28권3호
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• pp.374-387
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• 2007

2006/2007년 한반도에 이상적인 온난 겨울을 가져온 원인을 규명하기 위해 동아시아 지역 대기 순환의 특징을 조사하였다. 2006/2007년 겨울철 동안 대기 상태는 시베리아 고기압 및 알류산 저기압의 약화, 한반도 부근으로 하층 남동류의 강화, 일본 남쪽으로 상층 제트의 약화로 특징지워질 수 있다. 이러한 패턴은 시베리아 지역(60-140E)으로 블로킹 흐름이 없을 때 나타나는 대기 상태와 상당히 밀접한 관련성이 있다. 아울러 엘니뇨 및 북극 진동 역시 이런 패턴을 만들어 내는 것으로 보인다. 따라서, 블로킹과 무관한 대기 상태, 엘니뇨 및 양의 북극 진동이 원인이 되어 1958/1959-2006/2007 기간 중 2006/2007 겨울철에 한반도에서 가장 기온이 높았던 것으로 판단된다.

• 대한지리학회지
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• 제45권3호
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• pp.319-341
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• 2010

본 연구에서는 지난 36년 동안(1973/74-2008/09) 우리나라 겨울철 강설자료와 북반구 대기순환장을 분석하여 대설 유형별 지상 종관 기후 패턴의 특징을 밝히고자 한다. 동아시아 기압 배치 및 대설 지역을 복합적으로 고려하여 우리나라 대설 발생 사례를 크게 4가지 종관 기후 범주, 세부적으로 17가지 유형으로 세분하였다. 지상 종관 기후 자료 분석에서 각 대설 유형마다 한반도 주변에 나타나는 기압과 바람벡터 아노말리 핵들의 위치 및 강도 차이가 뚜렷하게 나타난다. 특히, 시베리아 고기압의 장출과 이동성 저기압의 통과 여부가 이러한 차이점에 중요한 영향을 미친다. 반구 규모 종관 기후 패턴으로 북극진동의 음의 모드 또한 한반도 겨울철 대설 발생 증가에 영향을 미친다. 이러한 종관 기후 분석 결과들은 단기 또는 계절 대설 예보 향상에 기초 자료로 활용 될 수 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권8호
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• pp.575-587
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• 2019

본 연구에서는 모 웨이블릿(mother wavelet)이 웨이블릿 분석에 미치는 영향을 파악하기 위해 먼저 백색잡음과 사인함수를 다양하게 결합한 시계열의 분석을 수행하고 그 결과를 각각 단기기억특성과 장기기억특성을 보이는 북극진동지수(AOI)와 남방진동지수(SOI)에 대한 적용하였다. 본 연구에서는 기존 연구가 하나 또는 두 개의 모 웨이블릿 평가에 제한된 것과는 달리 총 4가지의 웨이블릿에 대한 비교 평가를 수행하였다. 본 연구에서 선정한 웨이블릿은 기존 연구에 많이 사용된 바 있는 총 4가지의 모 웨이블릿(Bump, Morlet, Paul, Mexican Hat)이다. 그 결과는 다음과 같다. 먼저, Bump 모 웨이블릿을 적용한 결과는 주기성분의 비정상성을 나타내는데 한계가 있는 것으로 확인되었다. 그 결과는 스펙트럼 분석결과와 매우 유사한 수준인 것으로 나타났다. 이에 반해 Morlet과 Paul 모 웨이블릿은 주기성분의 비정상성을 상대적으로 잘 나타내 주는 것으로 확인되었다. 마지막으로 Mexican Hat 모 웨이블릿의 경우에는 그 결과의 해석이 까다로운 것으로 나타났다. 추가로, Paul 모 웨이블릿의 적용 결과가 시계열에 따라 일관적이지 않게 나타날 수 있음도 확인하였다. 결과적으로 Morlet 모 웨이블릿은 본 연구에서 고려한 모 웨이블릿 중 그 적용상 안정성이 가장 높은 것으로 확인되었으며, 이러한 결과는 최근 웨이블릿 관련 연구에서 Morlet 모 웨이블릿이 가장 많이 사용되는 추세와도 일치하는 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.312-312
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• 2019

지구온난화로 인하여 기상학적 변동성 증가 및 수질, 수자원, 생태계 등의 다양한 영역에 영향을 야기하고 있으며, 이를 통한 피해가 전 세계적으로 증가하고 있는 추세이다. 이에 본 연구에서는 최근 다양한 분야에서 수문학적 빈도에 영향을 미친다고 알려진 AO(Arctic Oscillation), NAO(North Atlantic Oscillation), ENSO(El $Ni{\tilde{n}}o$-Southern Oscillation), PDO(Pacific Decadal Oscillation), MJO(Madden-Julian Oscillation)등의 외부인자중 SST, MJO를 활용하여 계절단위의 수문량 정도에서 기상학적 변량과 관측유역 강수량의 관계를 정립하고 발생 가능한 24시간 지속시간 극치강수량을 모의하였다. 이를 위하여 Bayesian 통계기법을 이용한 비정상성 빈도해석모형을 근간으로 외부 기상인자에 의한 계절강수량 예측모형인 계층적 베이지안 네트워크(Hierarchical Bayesian Network, HBN)를 구축한 후 산정된 결과를 입력 자료로 하여 직접적으로 일단위 이하의 극치강수량을 상세화 시킬 수 있는 베타 모델(four parameter beta, 4PB)을 연계한 계층적 베이지안 네트워크 베타모델(Hierarchical Bayesian Network-4beta Model, HBN4BM)을 개발하여 기상변동성을 고려한 상세화 모형을 개발하였다. 여름강수량 산정 결과 한강 유역의 경우 2016년은 관측값 573.85mm, 모의 값 567.15mm를 나타내어 약 1.2%의 오차를 나타냈으며, 2017년 및 2018년은 4.5%, 6.8%의 오차에서 모의가 이루어졌다. 금강의 경우 2016년은 다른 연도에 비하여 35.2%라는 큰 오차를 보였지만 불확실성 구간에서 모의가 이루어 졌으며, 2017년 및 2018년은 0.3%, 2.1%의 작은 오차가 발생하였다. 24시간 모의 결과는 최소 0.7%에서 최대 27.1%의 오차를 나타냈으며, 평균적으로 16.4%의 오차 결과가 모의되어 모형의 신뢰성을 확인하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제34권6_2호
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• pp.1299-1310
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• 2018

본 연구는 북극해에 분포하는 유빙의 움직임을 이해하기 위해 현장관측 자료와 입자 추적 방법을 사용하여 분포 및 이동경향을 분석하였다. 북극해에서 유빙의 움직임은 NOAA(National Oceanic and Atmospheric Administration)에서 제공하는 ITP(Ice-Tethered Profiler)의 자료 중에서 2009년부터 2018년 자료를 이용했다. 유빙의 유동은 각 연도별로 분류하고 각각의 ITP 자료를 이용하여 위치 및 속도를 분석하였다. 입자 추적은 HYCOM(Hybrid Coordinate Ocean Model)과 ECMWF(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts)에서 제공하는 일별 해류 및 바람 자료를 사용하여 2009년부터 2018년까지의 유빙의 움직임을 모의하였다. 북극해 전역에서 유빙의 이동경향을 분석하기 위해서 현장관측 자료인 ITP자료를 입력 자료로 이용하여 북극해에서 해류와 바람과의 관계식을 계산하여 라그랑지안 입자 추적을 수행하였다. 입자 추적 시뮬레이션은 해류에 의한, 그리고 해류와 바람에 의한 영향을 고려한 두 종류의 실험을 수행하였고, 대부분의 입자는 해류와 바람의 영향을 고려한 경우에 현장관측 자료와 동일하게 재현되었다. 북극해에서 유빙의 움직임은 바람의 영향을 고려한 관계식을 이용하여 재현되었고, 이를 이용하여 특정 연도의 유빙의 이동경향을 분석하였다. 2010년의 경우 Arctic Oscillation Index(AOI)는 음의 해로 입자들은 보퍼트 환류(Beaufort Gyre)를 따라 명확하게 움직임을 보이고, 극점 인근에서는 상대적으로 더 빠른 속도를 나타낸다. 반면에 2017년의 경우 AOI는 양의 해로 대부분의 입자들은 Gyre에 크게 영향을 받지 않는 움직임을 보이며 보퍼트 해 (Beaufort Sea) 인근에서 나타나는 이동속도 또한 상대적으로 감소하였고, 극점에서의 이동속도도 감소했다. 2010년과 2017년의 계절적 특징은 2010년도의 유빙의 이동속도는 동계(0.22 m/s)에 증가되고 춘계(0.16 m/s)에 감소되며, 2017년의 경우 하계(0.22 m/s)에 증가되고 춘계(0.13 m/s)에 감소되었다. 결과적으로 입자추적 방법은 제한된 현장관측 자료를 대신하여 북극해에서 유빙의 분포 및 이동경향을 이해할 수 있는 방법으로 위성자료와 연계하여 장기적인 유빙의 탐지 및 이동경향을 이해하는 유용한 방법이 될 것이다.

• 대기
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• 제15권2호
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• pp.101-118
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• 2005

Atmospheric ozone changes temporally and spatially according to both anthropogenic and natural causes. It is essential to quantify the natural contributions to total ozone variations for the estimation of trend caused by anthropogenic processes. The aims of this study are to understand the intrinsic natural variability of long-term total ozone changes and to estimate more reliable ozone trend caused by anthropogenic ozone-depleting materials. For doing that, long-term time series for Seoul of monthly total ozone which were measured from both ground-based Dobson Spectrophotometer (Beck #124)(1985-2004) and satellite TOMS (1979-1984) are analyzed for selected period, after dividing the whole period (1979~2004) into two periods; the former period (1979~1991) and the latter period (1992~2004). In this study, ozone trends for the time series are calculated using multiple regression models with explanatory natural oscillations for the Arctic Oscillation(AO), North Atlantic Oscillation(NAO), North Pacific Oscillation(NPO), Pacific Decadal Oscillation(PDO), Quasi Biennial Oscillation(QBO), Southern Oscillation(SO), and Solar Cycle(SC) including tropopause pressure(TROPP). Using the developed models, more reliable anthropogenic ozone trend is estimated than previous studies that considered only QBO and SC as natural oscillations (eg; WMO, 1999). The quasi-anthropogenic ozone trend in Seoul is estimated to -0.12 %/decade during the whole period, -2.39 %/decade during the former period, and +0.10 %/decade during the latter period, respectively. Consequently, the net forcing mechanism of the natural oscillations on the ozone variability might be noticeably different in two time intervals with positive forcing for the former period (1979-1991) and negative forcing for the latter period (1992-2004). These results are also found to be consistent with those analyzed from the data observed at ground stations (Sapporo, Tateno) of Japan. In addition, the recent trend analyses for Seoul show positive change-in-trend estimates of +0.75 %/decade since 1997 relative to negative trend of -1.49 %/decade existing prior to 1997, showing -0.74 %/decade for the recent 8-year period since 1997. Also, additional supporting evidence for a slowdown in ozone depletion in the upper stratosphere has been obtained by Newchurch et al.(2003).

• Ocean and Polar Research
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• 제24권1호
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• pp.19-31
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• 2002

Precipitation variability around King Sejong Station related with E1 $Ni\~{n}o$/Southern Oscillation (ENSO) is evaluated using the gauge-based monthly data of its neighboring stations. Though three Ant-arctic Stations of King Sejong (Korea), Frei (Chile), and Artigas (Uruguay) are all closely located within 10 km, their precipitation data show mostly insignificant positive or rather negative correlations among them in the annual, seasonal and monthly precipitation. This result indicates that there are locally large variations in the distribution of precipitation around King Sejong Station. The monthly data of Frei Station for 31 years (1970-2000) are analyzed for examining the ENSO signal in precipitation because of its longer precipitation record compared to other two stations. From the analysis of seasonal precipitation, it is seen that there is a tendency of less precipitation than the average during E1 $Ni\~{n}o$ events. This dryness is more distinct in fall to spring seasons, in which the precipitation decreases down to about 30% of seasonal mean precipitation. However, the precipitation signal related with La $Ni\~{n}a$ events is not significant. From the analysis of monthly precipitation, it is found that there is a strong negative correlation during 1980s and in the late 1990s, and a weak positive correlation in the early 1990s between normalized monthly precipitation at Frei Station and Sea Surface Temperature (SST) anomalies in the $Ni\~{n}o$ 3.4 region. However, this relation may be not applied over the region around King Sejong Station, but at only one station, Frei.

• 대기
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• 제26권1호
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• pp.203-214
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• 2016

This study explores the 6-month lead prediction skill of stratospheric temperature and circulations in the Global Seasonal forecasting model version 5 (GloSea5) hindcast experiment over the period of 1996~2009. Both the tropical and extratropical circulations are considered by analyzing the Quasi-Biennial Oscillation (QBO) and Northern Hemisphere Polar Vortex (NHPV). Their prediction skills are quantitatively evaluated by computing the Anomaly Correlation Coefficient (ACC) and Mean Squared Skill Score (MSSS), and compared with those of El Nino-Southern Oscillation (ENSO) and Arctic Oscillation (AO). Stratospheric temperature is generally better predicted than tropospheric temperature. Such improved prediction skill, however, rapidly disappears in a month, and a reliable prediction skill is observed only in the tropics, indicating a higher prediction skill in the tropics than in the extratropics. Consistent with this finding, QBO is well predicted more than 6 months in advance. Its prediction skill is significant in all seasons although a relatively low prediction skill appears in the spring when QBO phase transition often takes place. This seasonality is qualitatively similar to the spring barrier of ENSO prediction skill. In contrast, NHPV exhibits no prediction skill beyond one month as in AO prediction skill. In terms of MSSS, both QBO and NHPV are better predicted than their counterparts in the troposphere, i.e., ENSO and AO, indicating that the GloSea5 has a higher prediction skill in the stratosphere than in the troposphere.

• 한국지구과학회지
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• 제27권3호
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• pp.302-312
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• 2006

이 연구에서는 1979년부터 2004년까지 25년 동안에 극 진동의 강도가 한반도 겨울 한파에 미치는 영향을 대기순환과 열원을 분석하여 조사하였다. 북극 진동이 강할 때 한파의 발생 횟수는 약할 때 보다 약 14.3% 더 발생하는 것으로 나타났다. 월 발생 횟수에서도 양의 AO에서 1.05회/월, 음의 AO에서 1.33회/월로 나타나서 북극 진동이 강할 때가 약할 때 보다 약 26.6% 더 많았다. 이것은 북극 진동이 강한 특정 달에 한파가 자주 발생한다는 것을 의미한다. 또한 북극 진동이 강할 때가 약할 때보다 $0.6^{\circ}C$ 더 낮은 기온을 보였다. 북극 진동의 강약에 따른 열원의 차이를 고찰한 결과, 북극 진동이 강해졌을 때 한반도 주변의 기온은 이류항에 의한 냉각이 강화되어 더 낮아지지만, 열원항에 의한 상쇄 효과에 의해 기온 하강을 억제하는 것으로 나타났다. 그 결과 대기 순환의 유의한 차이에도 불구하고 음의 AO와양의 AO 사이에 기온 차이는 평균적으로 $0.6^{\circ}C$로 작게 나타난다.