• 대기
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• 제34권2호
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• pp.177-185
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• 2024

As increasing global interest in renewable energy due to the ongoing climate crisis, there is a growing need for efficient technologies to manage such resources. This study focuses on the predictive skill of daily solar power generation using weather observation and forecast data. Meteorological data from the Korea Meteorological Administration and solar power generation data from the Korea Power Exchange were utilized for the period from January 2017 to May 2023, considering both inland (Daejeon) and coastal (Busan) regions. Temperature, wind speed, relative humidity, and precipitation were selected as relevant meteorological variables for solar power prediction. All data was preprocessed by removing their systematic components to use only their residuals and the residual of solar data were further processed with weighted adjustments for homoscedasticity. Four models, MLR (Multiple Linear Regression), RF (Random Forest), DNN (Deep Neural Network), and RNN (Recurrent Neural Network), were employed for solar power prediction and their performances were evaluated based on predicted values utilizing observed meteorological data (used as a reference), 1-day-ahead forecast data (referred to as fore1), and 2-day-ahead forecast data (fore2). DNN-based prediction model exhibits superior performance in both regions, with RNN performing the least effectively. However, MLR and RF demonstrate competitive performance comparable to DNN. The disparities in the performance of the four different models are less pronounced than anticipated, underscoring the pivotal role of fitting models using residuals. This emphasizes that the utilized preprocessing approach, specifically leveraging residuals, is poised to play a crucial role in the future of solar power generation forecasting.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제27권1호
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• pp.1-7
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• 2024

Weather is one of the main causes of aircraft accidents, and among the phenomena caused by weather, icing is a phenomenon in which an ice layer is formed when an object exposed to an atmosphere below a freezing temperature collides with supercooled water droplets. If this phenomenon occurs in the rotor blades, it causes defects such as severe vibration in the airframe and eventually leads to loss of control and an accident. Therefore, it is necessary to foresee the icing situation so that it can ascend and descend at an altitude without a freezing point. In this study, vibration data in normal and faulty conditions was acquired, data features were extracted, and vibration was predicted through deep learning-based algorithms such as CNN, LSTM, CNN-LSTM, Transformer, and TCN, and performance was compared to evaluate blade icing. A method for minimizing operating loss is suggested.

• 열처리공학회지
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• 제37권2호
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• pp.49-57
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• 2024

We investigated the changes in microstructure and surface roughness of the compound layer of GC250D gray cast iron, commonly used in brake discs, during gas nitriding. The gas atmosphere of the nitriding process was controlled with a hydrogen partial pressure of 49.5%, and the process was conducted at a nitriding temperature of 520℃ with various process times. As the nitriding process time of the GC250D material increased, both the depth of hardening and the thickness of the compound layer increased, with a maximum surface hardness of approximately 1265 HV_0.1 was measured. Additionally, the surface roughness increased with the process time. Phase analysis of the compound layer revealed an increase in the proportion of the γ' phase as the nitriding process time increased. Changes in the formation of the compound layer were observed depending on the orientation of graphite within the material, leading to the formation of wedges. Therefore, the increase in surface roughness appears to be attributed to the uneven compounds, the expansion of the compound layer and wedges formed on the surface during the nitriding process.

• 한국제4기학회지
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• 제33권1_2호
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• pp.25-35
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• 2021

In this study, we identified characteristics of heatwaves on the Korean Peninsula and related atmospheric circulation patterns using data on the daily maximum temperature (TMX) and reanalysis data for the past 42 years (1979-2020) and analyzed their connection to the Arctic oscillation (AO). The heatwave on the Korean Peninsula showed to be stronger and more frequent in the 2000s. The recent strong and frequent heatwaves on the Korean Peninsula are mainly affected by abnormal high-pressure over the Korean Peninsula on the middle/upper-level atmosphere and the strengthening of the North Pacific high pressure. Interestingly, composite difference of sea level pressure showed very similar results to the positive AO pattern. The correlation coefficients between the summertime AO and the TMX and HWD of the Korean Peninsula were 0.407 and 0.437, respectively, which showed a statistical significance in 1%, and showed a clear relationship with the abnormal high-pressure over the Korean Peninsula and the strengthening of the North Pacific high pressure. In addition, in the positive AO phase, the TMX and HWD of the Korean peninsula were approximately 30.1 ℃ and 14.6 days, which were about 1.2 ℃ and 8.8 days higher than in the negative AO phase, respectively. As a result of the 15-year moving average correlation analysis, the relationship between the heatwave and AO on the Korean Peninsula has increased significantly since 2003, and the linear relationship between them has become more apparent. Moreover, after the 2000s, when the relationship developed, AO had more strongly induced the atmospheric circulation pattern to be more favorable to the occurrence of heatwaves in the Korean Peninsula. This study implies that understanding the AO, which is the large-scale variability in the Northern Hemisphere, and the Arctic-mid latitude teleconnection, can improve the performance of global climate models and help predict the seasonality of the summer heatwave on the Korean Peninsula.

• 보존과학회지
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• 제30권2호
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• pp.137-148
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• 2014

질소와 아르곤을 사용한 대용량 저산소 농도 살충 챔버 시스템(내용적 $28m^3$)을 이용하여 박물관에서 발견되는 문화재 해충에 대한 살충력 및 운용성을 평가하였다. 질소 환경에서 저산소 농도 살충처리를 하였을 때 산소 농도 0.01%, 습도 50%의 환경하에서 나무 블록 속의 권연벌레 성충, 애벌레, 알의 완전 살충에는 $20^{\circ}C$ 15일, $25^{\circ}C$ 10일, $30^{\circ}C$ 7일이 소요되었다. 아르곤 환경에서는 $20^{\circ}C$ 10일, $25^{\circ}C$ 7일, $30^{\circ}C$ 5일이 소요되어, 질소 저산소 농도 살충처리는 아르곤에 비해 살충시간이 50% 더 소요되었다. 살충 시험 결과로부터 최적 살충 조건은 산소 농도 0.01%, 온도 $25^{\circ}C$, 습도 50%, 살충시간 21일로, 질소발생기로 대량의 질소를 자동 공급이 가능한 질소 저산소 농도 살충법은 대용량 저산소 농도 살충 챔버 시스템의 안정적인 운용이 가능한 방법으로 평가되었다. 최적 살충 조건에서 나무 블록, 면직물, 견직물, 한지 서적에 넣은 권연벌레의 알, 애벌레, 번데기, 성충, 인삼벌레의 성충, 애벌레, 알락수시렁이 애벌레 및 사육함의 암검은수시렁이의 애벌레, 성충 그리고 쌀바구미 성충은 100% 살충이 되었다. 본 연구를 통해 대용량 저산소 농도 살충 챔버 시스템은 질소 저산소 농도 살충법으로 박물관 발생 문화재 해충의 완전 살충과 원활한 운용이 가능할 것으로 판단되었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제27권4호
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• pp.481-494
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• 2011

다양한 공간규모에 대해서 식생의 생산성을 추정하기 위해 대기와 생태계내의 탄소순환 과정을 모니터링 하는 것은 탄소순환과정과 원격탐사기법을 결합함으로써 기능하다. 그 대표적인 예로서 미국 항공우주국(NASA)에서 개발한 지구관측시스템(Earth Observing System, EOS)은 총 일차생산성 (Gross Primary Productivity, GPP), 순 일차생산성 (Net Primary Productivity, NPP)을 전 지구에 대해 1km의 공간해상도로 제공한다. 그러나 MODIS의 생산성 추정에 기상입력자료로 이용되는 The NASA Data Assimilation Office (DAO)자료는 $1{\circ}\;{\times}\;1.25{\circ}$의 거친 해상도를 가지기 때문에 지역규모에서 지표기상의 상세한 공간적인 이질성을 반영하기 어렵다. 본 연구에서는 MODIS의 Aqua와 Terra 위성의 영상만을 이용하여 생산성을 추정하기 위한 입력자료로 사용되는 일 단위 일사량(MJ $day^{-1}$), 열 최저기온($^{\circ}C$, 낮 시간 평균 대기수증기압 포차(Yapor Pressure Deficit, Pa)을 5 km 해상도로 각각 추정하였다. 각각의 입력자료의 평가를 위해 미국 중서부 Corn Belt 지역 내에 위치하고 있는 7 개소의 지상기반의 관측자료를 수집하였다. MODIS 위성영상을 이용하여 추정한 기상입력자료와 관측자료를 비교한 결과, 일 최저기온은 ME와 상관계수가 각각 0.83에서 0.98, $-0.9^{\circ}C$ 에서 $+5.2^{\circ}C$ 의 범위로 양호한 상관성을 보였다. VPD는 약간 산개하는 경향을 보인다(ME = -183.8 Pa ~ +382.1 Pa; R = 0.51 ~ 0.92). 반면에, 일 단위 일사량은 MODIS가 약간 과대평가하는 경향을 보였지만 대부분의 지역에서 관측자료와 유의한 일치도를 보였다(ME = -0.4 MJ $day^{-1}$ +7.9 MJ $day^{-1}$; R = 0 67 ~ 0.97). 본 연구에서는 맑은 날에 대해서 MODIS 위성영상으로부터 추정된 기상입력자료가 MODIS가 제공하는 기상입력자료보다 상세한 지표 기상의 이질성을 반영한 자료를 생산할 수 있음을 확인하였다.

• 한국농림기상학회지
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• 제12권1호
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• pp.11-22
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• 2010

본 연구에서는 지구온난화에 따른 식물기간과 작물 기간 등과 관련된 농업기후지수의 변화를 살펴보기 위하여 접합 대순환 모형인 PNU CGCM에 의해 모의 된 $CO_2$ 배증 실험 결과를 지역기후 모형인 WRF에 two-way double nesting방법을 이용하여 역학적 규모 축소법을 적용 후, 그 결과를 분석하였다. 분석 기간은 배증 실험 시작 후 51년부터 55년까지 5년 동안의 3월~9월이다. 분석 결과 기온은 뚜렷하게 상승하는 모습을 볼 수 있었으며, 강수는 지역별로 차이를 보였으나 전반적으로 증가할 것으로 예상되었다. 상대습도와 토양온도도 증가하였으나 일사는 감소할 것으로 보인다. 풍속은 지역별로 큰 차이 없이 다소 상승할 것으로 모의되었다. 최저기온은 최고기온보다 상승폭이 커서 일교차는 줄어들 것으로 예상된다. 봄철 서리일수는 감소하고, 마지막 서리일은 빨라질 것으로 나타난다. 일 평균기온이 5 이상인 일수는 3월에 가장 큰 증가가 있을 것으로 보이며, 식물온도의 평균 출현초일은 한반도 평균적으로 3.7일 정도 빨라지는 것을 알 수 있었다. 그리고 한반도 북부지역보다 남부지역에서 출현초일이 앞당겨질 것으로 예상된다. 일 평균 기온이 10 이상 출현지속 기간인 작물온도의 평균 출현초일은 평균적으로 17일 빨라질 것으로 보이며 지역적으로 분석하였을 때, 강원도 산맥지역에서는 작물온도의 출현초일에 큰 변화가 없을 것으로 예상된다. 그리고 기후생산력 지수는 출수 후 40일간의 평균 일조시간과 기온의 상승으로 인해 증가할 것으로 예상된다. 따라서 $CO_2$ 배증에 의해 변화된 한반도 기후는 식물 및 작물의 생장과 벼 생장에 좋은 영향을 미칠 것으로 예상된다. 따라서 지구 온난화에 따라 예상되는 한반도 기후변화에 적합한 작부체계의 개선이 향후 필요할 것으로 생각된다. 그리고 본 연구는 하나의 시나리오를 적용한 결과이므로 보다 다양한 시나리오를 적용하여 그에 따른 농업기후지수 변화를 살펴보는 연구가 필요하다.

• 원예과학기술지
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• 제32권5호
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• pp.655-665
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• 2014

콜라비의 선도유지를 위한 적정 MA 포장재를 구명하기 위해 품질과 비타민 C 함량에 있어서의 MA 포장의 영향을 조사하였다. 콜라비의 저장수명을 연장하기 위한 MA 포장재는 $50{\mu}m$ PE와 OPP에 산소투과율(OTR) 3,000, 10,000, $15,000mL/m^2/day/atm$으로 조성된 필름을 사용하였다. 산소투과율을 조정한 포장재들이 콜라비의 중량 손실과 부패를 지연하고 저장 기간을 연장하는 효과가 있었다. 특히, OTR 3000 포장은 상온저장기간 동안 이상적인 가스 조성인 3.2-6.7kPa $O_2$ + 13.1-19.8kPa $CO_2$을 유지했으며, 이 포장재로 저장된 콜라비가 가장 낮은 중량감소율과 높은 외관지수를 보였다. $50{\mu}m$ PE 포장은 부패와 이취가 저장말기로 갈수록 급속히 발생하였다. 콜라비를 저온저장 할 경우에는 MA 포장간의 외관 품질에서의 유의적 차이는 나타나지 않았다. 콜라비의 비타민 C 함량은 상온 및 저온저장기간 동안 높은 투기율을 가진 OTR 15000 포장이 손실이 가장 컸고, $50{\mu}m$ PE와 OTR 3000 포장이 손실이 낮았다. 본 연구결과, OPP 필름에 OTR 3000으로 조성된 포장재를 사용하는 것이 콜라비의 품질과 비타민 C 함량 유지를 수반한 저장 수명 연장에 가장 효과적인 것으로 밝혀졌다.

• 한국농림기상학회지
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• 제18권4호
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• pp.307-319
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• 2016

국가농림기상센터(NCAM)에서는 수요자 맞춤형 영농 영림을 지원하기 위하여 전용 수치모델링시스템인 지면대기모델링패키지(LAMP) 버전 1을 구축하였다. 이 패키지는 두 가지의 큰 축으로 구성되어 있다. 하나는 WRF 기상모델과 Noah-MP 지면모델의 결합시스템인 WRF/Noah-MP 시스템이고, 다른 하나는 Noah-MP 지면 모델의 오프라인 독립구동형 1차원 버전이다. 전자는 7일 이상의 중기 기상예측 자료를 1km 내외의 고해상도로 생산하는 일을 담당하고, 후자는 대표적인 농림생태계에 대하여 1년 지면모의 자료를 15분 간격으로 생산하는 일을 담당한다. 본 연구의 목적은 NCAM-LAMP의 두 구성 요소를 간단히 설명하고, 초기의 수치모의 성능을 평가하는데 있다. WRF/Noah-MP 결합시스템은 동아시아를 포함하는 어미격자 도메인에 최고 810m의 수평 해상도를 갖는 3개의 둥지격자로 구축되었으며, 가장 안쪽 도메인은 광릉 활엽수림 관측지와 침엽수림 관측지(GDK 및 GCK)를 포함한다. 이 결합시스템은 현재 미국 환경예측센터의 FNL 자료를 초기 및 경계자료로 이용하여 구동되며, 여러 개의 약 8일 모의 결과를 연결시켜 장기간에 대한 모의 자료를 생산하였다. 정량적 검증 변수는 WRF/Noah-MP 결합시스템의 2m 기온, 10m 바람, 2m 습도, 강수이며, 기상청 ASOS 관측 자료와 WRF/Noah-MP 결합시스템 모의 자료 사이의 차이를 이용하여 각 도메인에서 동적 식생 포함 유무에 따른 모의 오차를 계산하였다. 강수 모의의 정확도는 탐지확률(POD)과 공평위협점수(ETS)로 구성된 표를 이용하여 조사하였다. 오프라인 독립구동형 지면모델은 1년 기간에 대해 모의 결과를 생산하였으며, KoFlux 관측자료와 비교하여, 순복사 플럭스, 현열 플럭스, 잠열 플럭스 및 토양 수분 함량을 평가하였다. WRF/Noah-MP 결합시스템의 모의 결과에 따르면, 모든 도메인 중에서 도메인 4(810m 해상도)에서 2m 기온, 10m 바람 및 2m 습도에 대하여 가장 작은 RMSE를 보였다. 동적 식생을 포함시키면 모든 도메인에서 10m 바람의 모의 오차가 감소하게 되는 경향을 보였다. 도메인 2(7,290m 해상도)에서는 강수 모의 점수가 가장 높았으나, 동적 식생을 포함시킴에 따른 효과는 별로 없었다. 독립구동형 1차원 Noah-MP의 지면모의 결과는 복사 플럭스와 토양 수분의 패턴 및 크기를 포착하였으며, 엽면적지수의 모델 입력 부분을 보충하고, 모델 물리과정의 적절한 조합을 찾아내는 노력을 통해 개선될 수 있는 여지를 남겼다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제30권5호
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• pp.822-832
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• 2023

본 연구에서는 수출 멜론의 선도유지를 위하여 컨테이너 종류별 모의 수송 후 저장기간 동안의 품질변화를 분석하여 CA 컨테이너의 효과를 구명하고자 수행하였다. 멜론은 전남 영암군에서 재배된 멜론을 수확 후, Reefer 컨테이너와 CA 컨테이너로 나눠 수송하였고, CA 컨테이너의 환경조건은 온도 4℃, O₂ 5%, CO₂ 12%, Reefer 컨테이너는 4℃로 설정하였다. 2주간의 모의 수송이 끝난 후 수출대상국 현지에서의 판매 조건인 10℃에 저장하면서 생체중 감소율, 가용성 고형물 함량, 경도, 색도, 호흡률, 에틸렌 발생량 및 부패율 등을 조사하였다. 또한, CA 컨테이너 환경조건이 멜론에서 발생하는 Penicillium oxalicum 균의 억제 효과를 구명하기 위해 포자현탁액을 접종하여 부패 억제 효과를 분석하였다. 생체중 감소율은 수송 2주 후 0, 3, 6일 차에는 통계적으로 유의한 차이는 보이지 않았지만, 9일차에 CA 컨테이너 처리구의 중량감소가 적었다. 경도는 Reefer 컨테이너 처리구가 모의 수송 직후 5.18N으로 급격하게 낮아졌으며 유통기간 동안 CA 컨테이너 처리구의 경도가 높게 유지되었다. 가용성 고형물 함량은 Reefer 컨테이너 처리구에서 모의 수송 직후인 0일차에 10.9 °brix로 CA 컨테이너 처리구보다 높게 나타난 후 이후부터는 꾸준하게 감소하였지만, CA 컨테이너 처리구는 모의 수송 및 저장기간 중 큰 변화는 없었다. 과육의 색 변화 정도를 나타내는 ΔE는 Reefer 컨테이너 처리구가 수송 후 저장기간이 길어질수록 증가하였고, CA 컨테이너 처리구는 Reefer 컨테이너 처리구보다 낮게 유지되었다. 부패율은 미생물을 접종하지 않은 시험 처리구에서 Reefer 컨테이너는 20%, CA 컨테이너에서는 5% 정도 부패가 발생하였고, 미생물을 접종한 시험 처리구에서는 Reefer 컨테이너는 100%, CA 컨테이너에서는 75% 정도 부패가 발생하였다. 따라서 멜론은 수확후 CA 컨테이너로 수송하여 유통 또는 저장하는 것이 품질 및 선도유지에 효과적이라 판단된다.