• 제목/요약/키워드: Canopy-air temperature

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Infrared Estimation of Canopy Temperature as Crop Water Stress Indicator

  • Kim, Minyoung;Kim, Seounghee;Kim, Youngjin;Choi, Yonghun;Seo, Myungchul
    • 한국토양비료학회지
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    • 제48권5호
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    • pp.499-504
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    • 2015
  • Decision making by farmers regarding irrigation is critical for crop production. Therefore, the precision irrigation technique is very important to improve crop quality and yield. Recently, much attention has been given to remote sensing of crop canopy temperature as a crop water-stress indicator, because it is a scientifically based and easily applicable method even at field scales. This study monitored a series of time-variant canopy temperature of cucumber under three different irrigation treatments: under-irrigation (control), optimal-irrigation, and over-irrigation. The difference between canopy temperature ($T_c$) and air temperature ($T_a$), $T_c-T_a$, was calculated as an indicator of cucumber water stress. Vapor pressure deficit (VPD) was evaluated to define water stress on the basis of the temperature difference between leaf and air. The values of $T_c-T_a$ was negatively related to VPD; further, cucumber growth in the under- and over-irrigated fields showed water stress, in contrast to that grown in the optimally irrigated field. Thus, thermal infrared measurements could be useful for evaluating crop water status and play an important role in irrigation scheduling of agricultural crops.

담수직파 벼의 신장기 군락내 미기후 특성 (Canopy Microclimate of Water-Seeding Rice during Internode Elongation Period)

  • 윤진일;신진철;윤용대;박은우;조성인;황헌
    • 한국작물학회지
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    • 제42권4호
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    • pp.473-482
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    • 1997
  • Temperature, humidity and wetness duration were monitored for fully developed paddy rice canopies with 3 different structures induced by the seeding method(puddled-soil drill seeding, DS ; hand broadcasting, HB ; machine broadcasting, MB). Within-canopy air temperature averaged over "clear sky" hours during the study period(maximum tillering through heading) was lower than the screen temperature at a nearby standard weather station, especially in the night. The same trend was true for "overcast sky" hours except the diurnal distinction. Vapor pressure within the canopy was high during the daytime and low in the night, making the daytime deviation from outside the canopy more significant on clear days. Under the overcast sky, the canopy maintained a steady 5 to 10% higher vapor pressure than the outside regardless of day or night. Daily maximum temperature was observed to be higher within the canopies with more leaf mass, making MB the highest, HB the lowest, and DS in between. Relative humidity was over 90% in the night and dropped to 70% in the mid-afternoon, but vapor pressure within the canopy was highest at around 13:00 LST. Dew point depression was lowest and, combined with the temperature, the relative humidity was highest in HB. Mean period of wetting duration was in the order of DS>HB>MB, while the dew point depression was greatest in DS.

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열수지법(熱收支法)에 의한 벼논의 수온추정(水溫推定) (Estimation of Water Temperature by Heat Balance Method in Paddy Field.)

  • 이정택;윤성호;임정남;고견보
    • 한국환경농학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.30-36
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    • 1989
  • 벼 생육(生育)에 기온(氣溫)과 더불어 밀접(密接)한 영향(影響)을 주는 논의 수온(水溫) 환경(環境)의 생육시기별(生育時期別) 변화(變化)를 대기(大氣)의 온도(溫度), 습도(濕度)) 일사량(日射量)과 군락(群落)의 엽면적지수(葉面積指數)로써 추정(推定)하고자 1984년(年)에 수원(水原)과 진부(珍富)에서 측정조사(測定調査)하여 분석(分析)한 후 그 추정(推定) 수온(水溫)을 실측치(實測値)와 비교검토(比較檢討)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 등음과 같다. 1. 벼 생육초기(生育初期)의 수온(水溫)은 대기기온(大氣氣溫)보다 최고(最高)${\cdot}$최저온도(最低溫度)가 모두 $1{\sim}2^{\circ}C$ 정도(程度)높았다. 2. 수면(水面)에 도달(到達)되는 순복사량(純輻射量)은 엽면적지수(葉面積指數)의 지수함수(指數函數)로 표현(表現)된다. 3. 벼의 엽면적지수(葉面積指數)가 $3{\sim}4$이상(以上)이 되면 수면(水面)에 도달(到達)되는 광량(光量)의 감쇠(減衰)로 논의 수온(水溫)은 대기기온(大氣氣溫)보다 낮아졌다. 4. 평야지(平野地)인 수원지방(水原地方)의 보통논에서는 조합법(組合法)을 이용(利用)한 추정수온(推定水溫)은 실측치(實測値)와 비슷한 경향(傾向)을 나타내어 대기기상(大氣氣象)에 의(依)한 논의 수온추정(水溫推定)이 가능(可能)한 것으로 판단(判斷)되었다. 그러나 산간고랭지(山間高冷地)인 진부(珍富)의 사질답(砂質畓)에서는 이 조합법(組合法)을 이용(利用)한 수온예측모형(水溫豫測模型)은 적용(適用)이 불가능(不可能)하였다.

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RCP 8.5 기후변화 조건에서 콩의 군락 광합성 및 수량 반응 평가 (Impact of Climate Change on Yield and Canopy Photosynthesis of Soybean)

  • 상완규;백재경;권동원;조정일
    • 한국농림기상학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.275-284
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    • 2022
  • 기후변화에 따른 대기 온도 및 이산화탄소 농도의 상승은 농업 생산성에 큰 영향을 미칠 것으로 예상된다. RCP 8.5 시나리오에 따른 21세기말(2071~2100) 기후조건에서는 전 생육기간에 걸쳐 군락광합성이 크게 증가하였으나 이러한 효과가 종실 수량 증가로는 이어지지 않았다. 특히 높은 광합성능으로 인한 바이오매스의 증가는 분지 수 확보에 긍정적으로 작용하여 협수와 립수는 큰 변동이 없었던 반면 립중은 단독 고온 조건과 유사하게 현저히 감소하였다. 이는 등숙기간 중 고온에 의한 동화산물의 축적 및 전류 불량이 주요 요인으로 판단된다. 이러한 결과는 미래 기후 환경에서 종실 수량 감소가 협수와 립수 보다는 립중의 감소에 의한 것임을 의미한다. 이와 같은 결과들은 우리나라 남부지역에서 기후변화에 따른 콩 생육의 불확실성을 해소하고 피해 대책을 마련하기 위한 기초자료로써 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

도시 캐노피와 수평 고해상도가 여름철 대류성 도시 강수에 미치는 영향: 2015년 8월 16일 서울 강수 사례 분석 (Impact of Urban Canopy and High Horizontal Resolution on Summer Convective Rainfall in Urban Area: A case Study of Rainfall Events on 16 August 2015)

  • 이영희;민기홍
    • 대기
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    • 제26권1호
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    • pp.141-158
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    • 2016
  • The objective of this study is to examine the impact of urban canopy and the horizontal resolution on simulated meteorological variables such as 10-m wind speed, 2-m temperature and precipitation using WRF model for a local, convective rainfall case. We performed four sensitivity tests by varying the use of urban canopy model (UCM) and the horizontal resolution, then compared the model results with observations of AWS network. The focus of our study is over the Seoul metropolitan area for a convective rainfall that occurred on 16 August 16 2015. The analysis shows that mean diurnal variation of temperature is better simulated by the model runs with UCM before the convective rainfall. However, after rainfall, model shows significant difference in air temperature among sensitivity tests depending on the simulated rainfall amount. The rainfall amount is significantly underestimated in 0.5 km resolution model run compared to 1.5 km resolution, particularly over the urban areas. This is due to earlier occurrence of light rainfall in 0.5 km resolution model. Earlier light rainfall in the afternoon eliminates convective instability significantly, which prevents occurrence of rainfall later in the evening. The use of UCM results in a higher maximum rainfall in the domain, which is due to higher temperature in model runs with urban canopy. Earlier occurrence of rainfall in 0.5 km resolution model is related to rapid growth of PBL. Enhanced mixing and higher temperature result in rapid growth of PBL, which provides more favorable conditions for convection in the 0.5 km resolution run with urban canopy. All sensitivity tests show dry bias, which also contributes to the occurrence of light precipitation throughout the simulation period.

관개수준별 사과나무의 엽온 및 수분 스트레스 지수 변화 분석 (Response of Crop Water Stress Index (CWSI) and Canopy Temperature of Apple Tree to Irrigation Treatment Schemes)

  • 김민영;최용훈;조정건;윤석규;박정훈;김영진;전종길;이상봉
    • 한국농공학회논문집
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    • 제61권5호
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    • pp.23-31
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    • 2019
  • Crop response to weather and internal water pressure changes is more sensitive to crop water stress than soil water content. Recently, its implementation to optimal irrigation scheduling has been receiving much attention. This study was conducted to determine and compare the theoretical crop water stress index (CWSI) using meterological data and canopy temperature collected from three different irrigation treatments, which were Tr-1 plot (rainfed), Tr-2 plot (50% of daily evapotranspiration (ET) irrigated) and Tr-3 plot (75% of daily evapotranspiration (ET) irrigated). The readings of canopy temperature and CWSI were significantly different among irrigation treatment schemes. The average canopy temperatures and CWSIs of Tr-1 and Tr-3 plots were $34.6^{\circ}C$ and $32.6^{\circ}C$, 0.79 and 0.64, respectively. Solar radiation had the biggest correlation with CWSI (R=0.68) which was followed by wind speed, relative humidity and air temperature. Overall, the findings of this study indicated that canopy temperatures and CWSIs could be further used for irrigation scheduling for crop growth.

서울 도심 가로수 및 가로녹지의 기온 저감 효과와 기능 향상 연구 (A Study on Air Temperature Reduction Effect and the Functional Improvement of Street Green Areas in Seoul, Korea)

  • 정희은;한봉호;곽정인
    • 한국조경학회지
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    • 제43권4호
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    • pp.37-49
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    • 2015
  • 본 연구는 도시 내 가로수 및 가로녹지의 수종, 식재유형, 가로녹지 구조, 녹량(녹지용적)에 따른 기온 변화량을 규명하고자 하였다. 수종별 비교 가능한 3종 이상의 가로수가 식재된 유형은 교목 1열+관목이었으며, 보차간 기온차이 평균값 간 분석에서 소나무 $1.35^{\circ}C$, 느티나무 $1.84^{\circ}C$, 은행나무 $2.00^{\circ}C$, 양버즘나무 $2.57^{\circ}C$이었다. 규격이 크고 수관폭이 넓은 수종은 가로변에 그늘을 제공하여 기온 저감에 상당한 영향을 주는 것으로 분석되었다. 가로수 식재유형과 기온과의 관계 분석결과는 교목 1열 유형은 평균기온 차이 $1.80^{\circ}C$, 교목 2열 유형은 평균기온 차이 $2.15^{\circ}C$로 교목 열수 증가에 따라 보차간 기온차이 평균값이 큰 것을 알 수 있었다. 가로녹지 구조별 기온 저감 효과 분석결과는 교목 유형 $1.94^{\circ}C$, 교목+관목 유형 $2.49^{\circ}C$, 교목+아교목+관목 유형 $2.57^{\circ}C$이었으며, 기온저감은 단층구조보다 다층구조에서 효과적이었다. 녹량(녹지용적량)과 기온저감량과의 관계 분석에서는 녹량이 많을수록 기온저감 효과가 커지는 것으로 분석되었다. 연구 결과 수관용적이 크고 교목층의 열수가 많으며, 다층구조인 식재형태는 가로 내 녹량과 관계가 있음을 의미하였다. 본 결과를 바탕으로 기온 저감 효과와 기능 강화를 위한 가로녹지 조성 기준을 제안하였다. 보도폭 3m 이하인 경우에는 수관용적이 작은 낙엽활엽수와 최대 1m의 띠녹지 조성을 통한 교목+관목의 구조를 제시하였다. 보도폭 3m 이상인 경우에는 수관용적이 큰 낙엽활엽수 다열 식재 및 1m 이상의 띠녹지 조성, 교목과 관목뿐만 아니라, 아교목 성상의 수목 식재를 통한 다층구조 녹지조성이 가능할 것으로 판단되었다.

수도군락내(水稻群落內) 온도(溫度) 및 광분포(光分布)의 시기별(時期別) 변화(變化) (Changes in Temperature and Light Distribution in the Rice Crop Canopy at the Different Growth Stages)

  • 이정택;정영상;류인수;김병찬
    • 한국토양비료학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.108-113
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    • 1984
  • 수도(水稻)의 생육기간중(生育期間中) 군락내(群落內) 미세기상특성(微細氣象特性)의 변화(變化)를 보기 위하여 1982년도(年度)에는 서광벼를 $3.3m^2$당(當) 50, 80, 110주(株)로 재식밀도(栽植密度)를 달리하였고, 1983년도(年度)에는 서광벼와 추청벼를 $3.3m^2$당(當) 80주(株)로 재배(栽培)하였다. 본(本) 시험(試驗)에서는 군락내(群落內)의 기온(氣溫), 수온(水溫) 및 지온(地溫)의 수직분포(垂直分布)와 일사량(日射量) 및 엽면적지수(葉面積指數)와의 관계(關係)를 중심(中心)으로 검토분석(檢討分析)하였으며 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 생육초기(生育初期)의 수도(水稻)의 군락내기온(群落內氣溫)은 이앙후(移秧後) 30일(日)에는 밀식구(密植區)(110주(株)/$3.3cm^2$)가 소식구(疎植區)(50주(株)/$3.3m^2$)보다 $1{\sim}1.5^{\circ}C$정도 높았고, 이앙후(移秧後) 60일(日)에는 역전되는 경향을 보였으며 이앙후(移秧後) 90일(日)에는 밀식구군락(密植區群落) 기온(氣溫)이 소식구(疎植區)보다 $3{\sim}4^{\circ}C$ 높았다. 한편 생육초기(生育初期)에는 수면(水面)에 가까운 10cm층위(層位)의 기온(氣溫)이 30cm층위(層位)보다 높았으나 이앙후(移秧後) 60일이후(日以後)는 10cm층위(層位)가 30cm층위(層位)보다 낮아졌다. 2. 군락내(群落內) 최고온도(最高溫度) 출현시각(出現時刻)은 생육초기(生育初期)에는 대기기온(大氣氣溫)과 비슷한 시각(時刻)인 연후(年後) 2~3시경(時)이었으나 군락(群落)이 번무(繁茂)함에 따라 일사강도(日射强度)가 가장 높은 정오(正午)에 접근(接近)하였다. 3. 군락내(群落內) 수온(水溫)이 군락내기온(群落內氣溫)보나 높은 시기(時期)는 집면적지수(集面積指數)가 4.6(추청벼)내지 5.2(서광벼)이하(以下)이고, 투광율(透光率)이 40% 이상(以上)인 때이었다. 4. 군락내광감소계수(群落內光減小係數)는 군락상부(群落上部)가 0.3~0.5, 하부(部)가 0.1내외(內外)이었다. 5. 시각별(時刻別) Albedo는 아침과 저녁에는 0.4 이상(以上)이었으나, 정오(正午)에는 0.25내외(內外)이었으며 태양고도(太陽高度)가 낮을 때는 잎이 만곡형(彎曲型)인 추청벼구(區)에서, 높을 때는 직립형(直立型)인 서광벼구(區)에서 낮았다.

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작물 수분 스트레스 지수 산정을 위한 최적의 관측 간격과 시간에 대한 통계적 분석 (Statistical Analysis of Determining Optimal Monitoring Time Schedule for Crop Water Stress Index (CWSI))

  • 최용훈;김민영;오우현;조정건;윤석규;이상봉;김영진;전종길
    • 한국농공학회논문집
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    • 제61권6호
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    • pp.73-79
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    • 2019
  • Continuous and tremendous data (canopy temperature and meteorological variables) are necessary to determine Crop Water Stress Index (CWSI). This study investigated the optimal monitoring time and interval of canopy temperature and meteorological variables (air temperature, relative humidity, solar radiation and wind speed) to determine CWSIs. The Nash-Sutcliffe model efficiency coefficient (NSE) was used to quantitatively describe the accuracy of sampling method depending upon various time intervals (t=5, 10, 15, 20, 30 and 60 minutes) and CWSIs per every minute were used as a reference. The NSE coefficient of wind speed was 0.516 at the sampling time of 60 minutes, while the ones of other meteorological variables and canopy temperature were greater than 0.8. The pattern of daily CWSIs increased from 8:00 am, reached the maximum value at 12:00 pm, then decreased after 2:00 pm. The statistical analysis showed that the data collection at 11:40 am produced the closest CWSI value to the daily average of CWSI, which indicates that just one time of measurement could be representative throughout the day. Overall, the findings of this study contributes to the economical and convenient method of quantifying CWSIs and irrigation management.

수도작의 미기상과 생산성 (Microclimate and Rice Production)

  • Uchijima, Zenbei
    • 한국작물학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.314-339
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    • 1982
  • Fluctuating climate is still most important environmental constrain, although improved modem agricultural technology has succeeded to increase crop production in the world. To stabilize the food production under fluctuating weather conditions, it is very needed to obain the quantitative information of interactions between crops and climate. The main purpose of this paper is three hold. Using the JIBP-data, the dry matter accumulation of rice crops is studied in relation to weather indexes (\SigmaTa and \SigmaSt). Temperature dependence of the yield index of rice is analyzed as to air temperature and water temperature. \SigmaT$_{10}$ -fluctuations are studied using meteorological data at various stations. The possible shift of \SigmaT$_{10}$ -isopleths due to climate fluctuation is evaluated. The second interest is in the plant climate of rice crops. Using results of canopy photosynthesis, it is pointed that the canopy structure has most important implication in plant climate. Leaf-air, stomatal, and mesophyll resistances of rice crops are described in relation to weather conditions. The change in light condition and aerodynamical property of rice crops with the growth is illustrated. The energy partition is also studied at different growing stages. Third point is to show in more detail effective countermeasures against cold irrigation water and cool summer. Heat balance of warming pond and polyethylene tube as a heat exchanger is studied to make nomo-grams for evaluating the necessary area and necessary length. Effects of windbreak net on rice crops are illustrated by using experimental and simulation results.lts.

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