• 제목/요약/키워드: Aridity

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Wetness or Warmth, Which is the Dominant Factor for Vegetation?

  • Suzuki, Rikie;Xu, Jianqing;Motoya, Ken
    • 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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    • 대한원격탐사학회 2003년도 Proceedings of ACRS 2003 ISRS
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    • pp.147-149
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    • 2003
  • The wetness, a function of precipitation and temperature etc, and the warmth, a function of temperature, are the dominant factor for global vegetation distribution. This paper employs the normalized difference vegetation index (NDVI), warmth index (WAI), and wetness index (WEI), and focuses on an essential climate-vegetation relationship at global scale. The NDVI was acquired from ‘Twenty-year global 4-minute AVHRR NDVI dataset.’ The WEI is defined as the fraction of the precipitation to the potential evaporation. The WAI was calculated by accumulating the monthly mean temperature of the portion exceeded 5$^{\circ}C$ throughout the year. Meteorological data for the WEI and WAI calculation were obtained from the ISLSCP CD-ROM. All analyses were conducted for 1 ${\times}$ 1 degree grid box on the terrestrial area of the Earth, and on annual value basis averaged in 1987 and 1988. The result of analyses demonstrated that there are two regimes in their relations, that is, a regime in which NDVIs vary depending on the WEI, and a regime in which NDVIs vary depending on the WAI. These two regimes appeared to correspond to the wetness dominant and warmth dominant vegetation, respectively. The geographical distributions of two regimes were mapped. Most of the world vegetation is categorized into wetness dominant, while warmth dominant vegetation is seen in the high-latitude area mainly to the north of 60$^{\circ}$N in the Northern Hemisphere and high-altitude areas.

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Selecting plant species for landfill revegetation: a test of 10 native species on reclaimed soils

  • Song, Uhram
    • Journal of Ecology and Environment
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    • 제42권4호
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    • pp.259-264
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    • 2018
  • Background: Revegetating landfills can be a challenging task as the reclaimed soils are typically dry and have low nutrient content. Therefore, selecting suitable plant species is important for initial revegetation. The issue with current practices (in Korea) is that alien plant species have been typically selected for revegetation projects. In this context, this study selects and tests a set of native plant species for landfill revegetation, accompanied by the assessment of the landfill soils. Results: The soil of the landfill (landfill location) was in a very poor condition with high bulk density and low organic matter and nutrient contents. Among 10 tested species, only Brassica campestris showed high coverage and a sufficient number of individuals in study quadrats sown with seeds. Results suggest that plant species with heavy seeds are the only ones that can adapt to the environment of a typical landfill due to the site's aridity and low nutrient content. The reason is due to such species' superior wind resistance and the capacity to provide sufficient energy for the initial growth of the plants for survival in such landfill environment. Conclusions: This study recommends selecting plant species (1) with arid-adapted features and (2) whose seed weight is sufficiently heavy for survival at landfills or areas with a similar condition for future revegetation.

Prediction of Global Industrial Water Demand using Machine Learning

  • Panda, Manas Ranjan;Kim, Yeonjoo
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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    • pp.156-156
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    • 2022
  • Explicitly spatially distributed and reliable data on industrial water demand is very much important for both policy makers and researchers in order to carry a region-specific analysis of water resources management. However, such type of data remains scarce particularly in underdeveloped and developing countries. Current research is limited in using different spatially available socio-economic, climate data and geographical data from different sources in accordance to predict industrial water demand at finer resolution. This study proposes a random forest regression (RFR) model to predict the industrial water demand at 0.50× 0.50 spatial resolution by combining various features extracted from multiple data sources. The dataset used here include National Polar-orbiting Partnership (NPP)/Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) night-time light (NTL), Global Power Plant database, AQUASTAT country-wise industrial water use data, Elevation data, Gross Domestic Product (GDP), Road density, Crop land, Population, Precipitation, Temperature, and Aridity. Compared with traditional regression algorithms, RF shows the advantages of high prediction accuracy, not requiring assumptions of a prior probability distribution, and the capacity to analyses variable importance. The final RF model was fitted using the parameter settings of ntree = 300 and mtry = 2. As a result, determinate coefficients value of 0.547 is achieved. The variable importance of the independent variables e.g. night light data, elevation data, GDP and population data used in the training purpose of RF model plays the major role in predicting the industrial water demand.

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기후와 지형 특성이 수문분할과 식생반응에 미치는 영향 (Effect of Climate and Landscape Characteristics on Hydrologic Partitioning and Vegetation Response)

  • 박윤경;최민하;안재현;김상단
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제46권7호
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    • pp.735-744
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    • 2013
  • 본 연구에서는 기후와 지형특성에 따라 유역의 수문학적 분할과 식생이 어떠한 영향을 받는지가 분석된다. 수문학적 분할은 Horton 지수를 이용하여 정량화되며, 지역의 기후특성과 Horton 지수 사이의 관계가 탐색된다. 또한 지역 기후특성을 이용한 Horton 지수의 예측력과 지역 기후특성뿐만 아니라 지형특성을 이용한 Horton 지수의 예측력을 비교함으로써 지형특성이 수문학적 분할에 미치는 상대적인 공헌도가 분석된다. 마지막으로 정규화 식생지수에 대한 건조지수와 Horton 지수의 예측력을 살펴봄으로써, 식생반응에 대한 기후 및 지형특성의 영향이 추정된다.

자성과 동위원소를 이용한 중부대평원의 고기후 복원 (Paleoclimatic Reconstruction in the Central Great Plains Using Environmental Magnetism and Stable Isotope)

  • Kyeong Park
    • 대한지리학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.377-394
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    • 1998
  • 화분분석이나 연륜분석 같은 전통적인 고기후 연구 방법론이 이용되기 어려운 육상 환경하에서. 토양내 자성 특성은 제4기 기후 연구의 수단중 가장 좋은 수단 중 하나가 되었다. 본 연구에서는 미국 중부 평원지역에서 제4기말 위스컨신 빙하기와 흘로세에 퇴적된 고토양/뢰스 층에서 자성변수들의 층서에 따른 대자율과 잔류자기의 특성을 연구하였다. 고토양에는 자성물질 집적이 많고. 잔류자기의 특성도 토양화의 영향으로 크기가 작은 2차 자성광물의 존재를 보이는데 비하여, 빙하기의 풍화정도가 약한 뢰스에서는 집적량이 적고 입자가 큰 1차 광물이 많은 것으로 나타났다. 자성변수들은 기후에 민감한 것으로 알려진 다른 생물학적 지표들과의 높은 상관관계를 통해 기후변화를 잘 반영하는 것으로 나타났다.

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포장김치의 저장성에 미치는 폴리에틸렌 필름의 표면처리 효과 (Effects of Surface Treatment with Polyethylene Film on Shelf-life of Packaged Kimchi)

  • 이명예;김미경;김순동
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.136-141
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    • 2003
  • 포장김치의 표면처리가 김치의 pH, 산도, 총균수, 젖산균수, 표면갈변도 및 이미, 이취발생에 미치는 영향을 조사하였다. 표면처리는 포장김치표면에 70% 에탄올을 1회 분무한것과 김치표면에 PE-film(두께 0.04mm)을 부착한 것으로 나누어 행하였으며, 1$0^{\circ}C$에서 저장하였다. 무처리와 에탄올을 분무한 경우는 저장 15째에 pH가 4.0수준에 도달하였으나 PE-film을 처리한 경우는 21일째까지도 pH가 4.0 이상을 유지하였다. 산도의 경우도 pH와 동일한 경향을 나타내어 PE-film을 처리함으로서 김치의 숙성이 지연되었다. PE-film처리군의 총균수는 무처리와 에탄을 처리군에 비하여 현저하게 낮았으나 젖산균수는 오히려 높았다. 무처리와 에탄올 처리구간의 차이는 거의 없었다. 주사형 전자현미경으로 김치의 표피조직을 관찰한 결과 무처리와 에탄을 처리군은 배추 세포조직의 형태가 거의 파괴되었으나 PE- film 처리군은 세포형태가 안정되게 유지되었다. 무처리와 에탄을 처리군은 저장 12일째부터 표면갈변과 이미이취가 발생하였으나 PE-film 처리군은 저장 21일째까지도 나타나지 않았다.

제주도 고도 영향을 고려한 증발산 보완관계 재평가 (Re-evaluating the complementary relationship for estimating evapotranspiration considering altitudinal effect in Jeju Island)

  • 김철겸;김남원
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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    • pp.458-458
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    • 2017
  • 증발산은 지표면으로부터의 증발이나 식물에 의한 증산에 의해 유역으로부터 물이 제거되는 주요 기작으로서, 유역 물수지 관점에서 보았을 때 강수량과 증발산량의 차이로부터 유출이나 함양되는 양을 추정할 수 있다. 제주도의 경우에는 수자원 이용량의 약 84%를 지하수에 의존하고 있으며, 한편으로 제주도의 지질학적 특성으로 인해 일정 규모 이하의 강수량은 지표유출이나 중간유출의 과정없이 대부분 지하로 침투되기 때문에, 증발산량을 정확하게 파악하는 것이 지하수 함양량의 추정과 제주도 전체 수자원 계획에 큰 영향을 주게 된다. 정확한 증발산량 파악을 위해서는 지속적인 관측과 전문적인 계측장비 등에 의한 직접적인 방법이 있으나 광범위한 유역 단위의 관측값을 확보하는 것이 현실적으로 어렵기 때문에, 물수지법, 열수지법, 공기역학적방법 및 조합방법 등의 간접적인 방법이 많이 활용되고 있다. 간접적인 방법으로 많이 활용되고 있는 Penman-Monteith 법은 일 단위 기반의 정확도 높은 증발산량을 추정할 수 있는 장점이 있으나, 작물생육단계 및 토양수분, 기상 등 많은 변수들에 대한 입력을 요구하고 있기 때문에 복잡한 모델링 과정을 수반하게 되는 단점을 내포하고 있다. 반면, Morton (1978)의 CRAE (Complementary Relationship Areal Evapotranspiration)나 Priestly and Taylor (1973)의 AA (Advection-Aridity)와 같이 잠재증발산량과 실제증발산량간의 보완관계를 이용하는 방법은 지역적인 인자 또는 가용 수분에 대한 조건없이 몇 가지 기상자료만으로 유역의 증발산량을 산정할 수 있다는 장점이 있다. 본 연구에서는 제주도 지역의 4개 하천유역(한천, 천미천, 강정천, 외도천)을 대상으로, Penman-Monteith 법을 적용한 SWAT 모델링를 통해 얻어진 유역의 실제증발산량과 잠재증발산량으로부터, 고도에 따른 기상특성을 반영하여 증발산 보완관계를 검토하였다.

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Exploring the Complexities of Dams' Impact on Transboundary Flow: A Meta-Analysis of Climate and Basin Factors

  • Abubaker Omer;Hyungjun Kim
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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    • pp.177-177
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    • 2023
  • The impacts of dams on transboundary flow are complex and challenging to project and manage, given the potential moderating influence of a broad range of anthropogenic and natural factors. This study presents a global meta-analysis of 168 studies that examines the effect magnitude of dams on downstream seasonal, annual flow, and hydrological extremes risk on 39 hotspot transboundary river basins. The study also evaluates the impact of 13 factors, such as climate, basin characteristics, dams' design and types, level of transboundary cooperation, and socioeconomic indicators, on the heterogeneity of outcomes. The findings reveal that moderators significantly influence the impact of dams on downstream flow, leading to considerable heterogeneity in outcomes. Transboundary cooperation emerges as the key factor that determines the severity of dams' effect on both dry and wet season's flows at a significance level of 0.01 to 0.05, respectively. Specifically, the presence of water-supply and irrigation dams has a significant (0.01) moderating effect on dry-season flow across basins with high transboundary cooperation. In contrast, for wet-season flow, the basin's vulnerability to climate extremes is associated with a large negative effect size. The various moderators have varying degrees of influence on the heterogeneity of outcomes, with the aridity index, population density, GDP, and risk level of hydro-political tension being the most significant factors for dry-season flow, and the risk level of hydro-political tension and basin vulnerability to climate extremes being the most significant for wet-season flow. The results suggest that transboundary cooperation is crucial for managing the impacts of dams on downstream flow, and that various other factors, such as climate, basin characteristics, and socioeconomic indicators, have significant moderating effects on the outcomes. Thus, context-specific approaches are necessary when predicting and managing the impacts of dams on transboundary flow.

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인간활동에 기인한 지구온난화와 전구 건조도 변화 (Human-induced global warming and changes in aridity)

  • 김형준
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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    • pp.108-108
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    • 2022
  • 기후변화는 전 지구 수문순환과 수자원 분포에 커다란 영향을 준다. 하지만 지금까지 관측되어온 지구상의 건조도 변화에 있어서 기후의 자연변동성의 영향과 인간활동에 의한 온난화의 영향을 명시적으로 밝힌 연구는 존재하지 않는다. 본 연구에서는 데이터 구동형 모델과 물리 모델을 이용해 관측 기반의 전구 수자원 분포를 1902년부터 2014년까지 재구축함으로써 지구의 평균온도가 약 1도 상승해온 지난 세기에 걸쳐 건기의 수자원 분포가 어떻게 변해왔는지 보인다. 재구축된 전구 변화 패턴은 인간활동에 의한 온실가스 증가등을 고려한 기후 모델 시뮬레이션과 흡사함을 알 수 있었으며 기후의 자연변동성만을 고려한 기후 모델 시뮬레이션에서는 발견되지 않았다. 주로 북아시아, 북미, 유럽 등 중위도 온대지방에서 더욱더 건조한 건기가 뚜렷하게 나타났으며 이는 강수량의 감소보다는 증발산의 증가에 기인하는 것으로 나타난다. 이와 같은 건조도의 변화는 미래 있어서 또한 인류에 대한 커다란 위협으로 자리한다. 미래 기후에서의 가뭄의 변화에 대해 다양한 연구들이 존재하지만 대부분 높은 수준의 온난화 (예를들어 RCP-SSP 585)에서의 영향에 국한된다. 다시 말해 인류가 21세기 중반에 달성을 목표로 하는 탄소중립이 가뭄의 측면에서 어떤 영향을 주게 될지에 대한 연구는 아직 충분하지 않다고 할 수 있다. 본 연구에서는 약한 혹은 중간 수준의 기후변화 시나리오를 이용해 파리협약에서 목표로 하는 1.5℃와 2℃ 상승에 따라 전 지구의 건조도 분포가 어떻게 변하고 그 변화에 있어서 어떠한 수문기후학적 메커니즘이 작용하는지 밝힌다. 지중해 연안 지역에서는 건조도의 가속이 +1.5℃와 +2℃사이에 존재하였으나 동아시아에서는 +1.5℃와 +2℃ 모두에서 습윤해짐을 알 수 있었으며 이러한 지역적 불균일성은 기후변화 대응 노력에 있어서 과거 온실가스 배출에 대한 책임뿐만 아니라 다양한 부문에 걸친 미래의 잠재 적응 노력 또한 고려해야만 함을 시사한다. 본 연구는 제6차 Coupled Model Intercomparison Project의 Land Surface, Snow, Soil-moisture Model Intercomparison Project (CMIP6/LS3MIP)와 Half a degree Additional warming, Prognosis and Projected Impacts (HAPPI)의 다중 모델 앙상블 시뮬레이션 결과를 이용했다.

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천연 활엽수림의 입지 유형별 미기후 추정과 직경생장과의 관계 - 강원도 평창 지역 국유림을 중심으로 - (Estimation of Microclimate by Site Types in Natural Deciduous Forest and Relation between Periodic Annual Increment of Diameter and the Microclimatic Estimates - A Case Study on the National Forest in Pyungchung, Kangwon Province -)

  • 신만용;정상영;이돈구
    • 한국농림기상학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.44-54
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    • 2001
  • 본 연구는 천연 활엽수로 이루어진 가리왕산 지역에 대하여 활엽수림의 생장 특성을 구명하고, 지역별 미기후 조건을 지형-기후 관계식의 개발을 통한 지형기후학적 방법에 의하여 추정함으로써 환경요인으로서 지역별 기후 조건이 조사 대상지의 임목 생장에 미치는 영향을 파악하고자 한다. 입지 유형별 임분 현황을 보면 해발고도 700 m 이상의 입지 조건에서는 상대적으로 양호한 임상을 유지하고 있으나, 700m 미만에서는 비교적 불량한 것으로 파악되었다. 임분밀도를 나타내는 ha당 본수의 경우에는 입지유형별로 특징적인 차이를 찾을 수 없었으며, ha당 흉고단면적을 보면 본수분포와는 다소 다른 경향을 보이고 있다. 해발고도에 따른 평균 흉고직경은 고도가 높을수록 크지만 평균 수고의 경우에는 해발고도 700∼1,000 m의 범위가 가장 우수한 것으로 나타났다. 입지유형별 ha당 재적으로 보면 해발고도 700∼l,000 m에서 가장 양호한 분포를 나타내고 있었다. 입지 유형별 천연 활엽수림의 흉고직경의 정기평균 생장량을 해발고도별로 비교해 보면 해발고도 700 m 미만인 지역이 생장이 양호한 것으로 나타났으며, 고도가 높아짐에 따라 생장이 저조한 경향을 보이고 있다. 5년 간의 흉고직경 정기평균 생장량은 건조지수와 월 평균 상대습도, 그리고 생장기간(4∼10월)동안의 상대습도 평균값과 양의 상관관계를 가지고 있는 것으로 나타났으며, 온량지수와는 음의 상관관계가 인정되었다. 흉고직경의 정기평균 생장량의 차이가 어떤 기후 변수에 의하여 영향을 받는지를 알아보기 위하여 회귀분석을 실시한 결과는 건조지수와 생장기간동안의 월 평균 상대습도에 의하여 입지유형별 직경생장량을 추정할 수 있는 것으로 파악되었다. 하지만 생장에 영향을 미치는 환경요인은 기후인자 외에 지형 및 토양특성 등 많은 다른 요인이 복합적으로 작용한다. 또한 다양한 수종이 동일한 공간에 존재하는 천연 활엽수림은 임목의 크기와 임령이 다양하기 때문에 이에 따른 임목간의 경쟁이 생장에 영향을 미치는 것이 사실이다. 따라서 앞으로의 연구에서는 지형, 토양, 미기후 조건, 그리고 임목 간의 경쟁관계가 종합적으로 고려된 환경요인에 의한 생장특성을 파악하는 연구가 필요하다. 아울러 본 연구에서와 같이 지형기후학적 방법에 의하여 추정된 미기후를 통하여 보다 정확한 결과를 얻기 위해서는 무인자동기상관측 망의 설치를 통하여 이를 검증하는 작업이 필요하다.

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