• 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.

• 한국농림기상학회:학술대회논문집
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• 한국농림기상학회 2014년도 추계 학술발표논문집
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• pp.1-24
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• 2014

2012년 상반기 미국의 옥수수 생산량은 재배면적의 증가 등으로 20% 이상 증가할 것으로 예측되었다. 하지만 2012년 봄 미국의 폭염과 가뭄이 발생하였고, 그 현상이 지속될 것으로 예측되면서 많은 경제학자들, 국제곡물수급 관련 전문가들은 미국의 옥수수 생산량이 감소할 것으로 예측했다. 실제로, 2013년 미국 농무부 (USDA)의 작물생산 총 보고서에서 2012년 미국 폭염과 가뭄으로 미국의 2012년 옥수수 생산량은 2011년에 비해 20% 감소했다고 발표했다. 많은 연구에서 곡물 생산량을 예측하지만 기상이변과 함께 작물의 생물학적 반응뿐 아니라 경제모형이 결합된 연구는 많지 않다. 본 연구에서는 기상이변과 작물모형, 경제모형을 결기상합하여 미국의 최대 옥수수 생산지역의 옥수수 생산량을 예측하고 생산량의 변화가 개발도상국의 식량안보에 어떤 영향을 줄 것인가를 예측하였다. 기상이변 시나리오를 재현하기 위해 미국 NOAA의 NCDC에서 미국의 폭염 발생 연도의 정보를 획득하고 해당 연도에 대하여 미국 전역의 기상관측소에서 6월부터 8월까지의 월별 일 기상자료 (최고 및 최저기온, 강수량)를 수집하였으며 기준연도 (1950-2000)에 산술평균 방법으로 폭염/가뭄 정보를 적용했다. 미래 시나리오 (2050)는 CGIAR의 CCAFS에서 $CO_2$ emission scenario에 따라 A1B와 B1, 전지구 모형에 따라 CSIRO-MK 3와 MIROC 3.2를 다운로드하였으며, 해상도는 5 arc-minutes (적도에서 10km)이다. 작물모형 (CERES-Maize)으로부터 출력된 옥수수의 생물리학적 결과는 경제모형의 단위 (FPU)로 다시 정리되어 사회경제, 정책과 농업생산을 예측하기 위해 글로벌 경제모형 (IMPACT2)에 입력되었다. 작물모형에서 기준연도에 비해 미국 폭염과 가뭄에 의한 옥수수 생산량은 29% 감소할 것으로 예측되었다. 미래 시나리오 B1의 CSIRO-MK 3과 MIROC 3.2에서는 36% 감소할 것으로 예측되었으며, A1B의 CSIRO-MK 3에서는 38%, MIROC 3.2에서는 58% 감소할 것으로 나타났다. 미국의 기상이변으로 인한 옥수수 생산량의 감소는 전세계 옥수수 시장에 부정적 영향을 끼칠 것으로 예상되면서 세계 옥수수 소비의 감소로 이어질 것으로 예측되었다. 사하라 사막 이남 아프리카 (SSA)의 나라들에서 가장 많은 기아인구가 발생하고 그 외 남아시아와 라틴 아메리카, Caribbean 지역의 나라들에서 기아와 함께 식량 불안이 증가할 것으로 나타났다. 옥수수를 매일 섭취하는 사람들은 옥수수 생산량 감소에서 비롯된 옥수수 소비 감소에 즉각적으로 반응하지 못함으로써 영양불균형에 처하는 등 식량수급의 불안정은 이러한 개발도상국 지역에서 계속 악화될 것으로 나타났다.

• 한국기후변화학회지
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• 제6권2호
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• pp.61-72
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• 2015

In this study, we have investigated monthly changes in temperature extremes in South Korea for the past (1921~2010) and the future (2011~2100). We used seven stations' (Gangneung, Seoul, Incheon, Daegu, Jeonju, Busan, Mokpo) data from KMA (Korea Meteorological Administration) for the past. For the future we used the closest grid point values to observations from the RCP8.5 scenario of 1 km resolution. The Expert Team on Climate Change Detection and Indices (ETCCDI)'s climate extreme indices were employed to quantify the characteristics of temperature extremes change. Temperature extreme indices in summer have increased while those in winter have decreased in the past. The extreme indices are expected to change more rapidly in the future than in the past. The number of frost days (FD) is projected to decrease in the future, and the occurrence period will be shortened by two months at the end of the $21^{st}$ century (2071~2100) compared to the present (1981~2010). The number of hot days (HD) is projected to increase in the future, and the occurrence period is projected to lengthen by two months at the end of the $21^{st}$ century compared to the present. The annual highest temperature and its fluctuation is expected to increase. Accordingly, the heat damage is also expected to increase. The result of this study can be used as an information on damage prevention measures due to temperature extreme events.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.139-139
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• 2021

Flooding events often result from extreme precipitations driven by various climate mechanisms, which are often disregarded in flood risk assessments. To bridge this gap, we propose a climate-mechanism-based flood frequency analysis that accommodates the direct linkage between the dominant climate processes and risk management decisions. Several statistical methods have been utilized in this approach including the Markov Chain analysis, K-nearest neighbor (KNN) resampling approach, and Z-score-based jittering method. After that, the impacts of climate change are associated with the modification of the transition matrix (TM) and the application of the quantile mapping approach. For this study, we have selected the Nam River Basin, South Korea, to consider the heterogeneous impacts of the two climate mechanisms, including the Tropical Cyclone (TC) and non-TCs. Based on our results, while both climate mechanisms have significant impacts on future flood extremes, TCs have been observed to bring more significant and immediate impacts on the flood extremes. The results in this study have proven that the proposed approach can lead to a new insights into future flooding management.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.195-195
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• 2017

The patterns of occurrence of typhoons in North Pacific region are constantly changing with the increase of temperature in sea surface and the occurrence of El Nino and La Nina and changes of their development caused by global warming. In addition, alterations of flow regimes caused by large-scale hydraulic construction projects in the past few years and changes in precipitation patterns caused by climate change have imposed increased stress on hydroecology while the indiscreet utilization of water resources has a negative environmental impact on the water flows in the natural rivers and streams and hydroecological structures. The purpose of this study is to explore the impact of altered hydrologic regime on stream and riparian ecosystems that are most vulnerable to climate variability and extremes such as typhoons.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.117-117
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• 2016

The natural hydrologic regime is intimately tied to the structure and function of stream and riparian ecosystems. Consequently, understanding the nature and extent of perturbations to the hydrologic regime, stemming from episodic-to-seasonal and longer-term climatic variations, as well as anthropogenic influences is an important starting point for developing an improved understanding of the coupled human-environmental systems. Herein, we pursued to explicate sensitivity of ecologically relevant flow metrics to climate variability and extremes in the five major river basins, Korea.

• International Journal of Computer Science & Network Security
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• 제21권5호
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• pp.23-30
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• 2021

In recent years, hazardous flash flooding has caused deaths and damage to infrastructure in Saudi Arabia. In this paper, our aim is to assess patterns and trends in climate means and extremes affecting flash flood hazards and water resources in Saudi Arabia for the purpose to improve risk assessment for forecast capacity. We would like to examine temperature, precipitation climatology and trend magnitudes at surface stations in Saudi Arabia. Based on the assessment climate patterns maps and trends are accurately used to identify synoptic situations and tele-connections associated with flash flood risk. We also study local and regional changes in hydro-meteorological extremes over recent decades through new applications of statistical methods to weather station data and remote sensing based precipitation products; and develop remote sensing based high-resolution precipitation products that can aid to develop flash flood guidance system for the flood-prone areas. A dataset of extreme events has been developed using the multi-decadal station data, the statistical analysis has been performed to identify tele-connection indices, pressure and sea surface temperature patterns most predictive to heavy rainfall. It has been combined with time trends in extreme value occurrence to improve the potential for predicting and rapidly detecting storms. A methodology and algorithms has been developed for providing a well-calibrated precipitation product that can be used in the early warning systems for elevated risk of floods.

• 한국농림기상학회지
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• 제16권4호
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• pp.403-417
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• 2014

기상이변의 증가추세는 인류가 직면한 기후변화의 또 다른 속성이며 농업부문에서는 이미 심각한 재해로 이어지고 있다. 기상이변은 다양한 공간규모에 걸쳐 일어나지만 그 영향을 완화시킬 처방은 국지적인 규모에서만 가능하다. 따라서 기후변화 대응을 위한 조기경보체계는 반드시 '위치와 장소'를 기반으로 그곳의 영농정보를 바탕으로 할 때만 효율적이다. 기존 조기경보체계는 다양한 영농현장에 대한 구체적 위험을 알려주지 못하며, 농가의 개별적 상황이 대응조치에 반영되지 못하고, 악기상의 장기 누적효과에 의해 발생하는 '지발재해'나 둘 이상의 기상요소가 동시에 작용하는 '복합재해'에 대한 고려가 없다. 본 강좌에서는 선행연구들에 의해 확보된 '농가맞춤형 기상위험 관리기술'을 토대로, 필지단위 국지기상조건을 재배중인 작물의 종류와 발육단계에 맞춘 '재해위험지수'로 정량화하고, 이를 평년기준과 비교하여 재해발생 가능성을 판단하며, 적절한 대응방안과 함께 재배농가에게 일대일로 전달하는 '맞춤형 농업기상서비스' 구축에 관하여 논의한다. 이 서비스를 현업화하기 위한 1단계 4년의 조기경보체계 실증연구가 2014년에 시작되었고, 2017년까지는 남한 21개 대권역 가운데 하나인 유역면적 $4,914km^2$에 60,202호의 농가로 이루어진 섬진강권역을 대상으로 현업서비스를 구축하게 된다. 연구수행과정에서 얻어지는 경험은 2단계 전국 대상 사업으로 확대되어 기후변화와 기상이변 증가에 따른 농업부문 재해위험을 개별농가 차원에서 실질적으로 경감시키는 데 기여할 것이다. 금세기 농업분야 최대의 도전인 기후변화를 슬기롭게 극복하기 위해 '기후스마트농업'이 학계의 대안으로 자리 잡았지만, 국내 성공의 전제조건으로서 농업기상 조기경보체계의 지속적인 개발과 이를 토대로 한 맞춤형 농업기상서비스의 전국 확대가 필요하다.

• 한국농림기상학회:학술대회논문집
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• 한국농림기상학회 2014년도 추계 학술발표논문집
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• pp.25-48
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• 2014

기상이변의 증가추세는 인류가 직면한 기후변화의 또 다른 속성이며 농업부문에서는 이미 심각한 재해로 이어지고 있다. 기상이변은 다양한 공간규모에 걸쳐 일어나지만 그 영향을 완화시킬 처방은 국지적인 규모에서만 가능하다. 따라서 기후변화 대응을 위한 조기경보체계는 반드시 '위치와 장소'를 기반으로 그곳의 영농정보를 바탕으로 할 때만 효율적이다. 기존 조기경보체계는 다양한 영농현장에 대한 구체적 위험을 알려주지 못하며, 농가의 개별적 상황이 대응조치에 반영되지 못하고, 악기상의 장기 누적효과에 의해 발생하는 '지발재해'나 둘 이상의 기상요소가 동시에 작용하는 '복합재해'에 대한 고려가 없다. 본 강좌에서는 선행연구들에 의해 확보된 '농가맞춤형 기상위험 관리기술'을 토대로, 필지단위 국지기상조건을 재배중인 작물의 종류와 발육단계에 맞춘 '재해위험지수'로 정량화하고, 이를 평년기준과 비교하여 재해발생 가능성을 판단하며, 적절한 대응방안과 함께 재배농가에게 일대일로 전달하는 '맞춤형 농업기상서비스' 구축에 관하여 논의한다. 이 서비스를 현업화하기 위한 1단계 4년의 조기경보체계 실증연구가 2014년에 시작되었고, 2017년까지는 남한 21개 대권역 가운데 하나인 유역면적 4,914km2에 60,202호의 농가로 이루어진 섬진강권역을 대상으로 현업서비스를 구축하게 된다. 연구수행과정에서 얻어지는 경험은 2단계 전국 대상 사업으로 확대되어 기후변화와 기상이변 증가에 따른 농업부문 재해위험을 개별농가 차원에서 실질적으로 경감시키는 데 기여할 것이다. 금세기 농업분야 최대의 도전인 기후변화를 슬기롭게 극복하기 위해 '기후스마트농업'이 학계의 대안으로 자리 잡았지만, 국내 성공의 전제조건으로서 농업기상 조기경보체계의 지속적인 개발과 이를 토대로 한 맞춤형 농업기상서비스의 전국 확대가 필요하다.

• 대기
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• 제33권1호
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• pp.1-20
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• 2023

Holding the longest observation data from April 1904, Busan is one of the essential points to understand the climate variability of the Korean Peninsula without missing data since implementing the modern weather observation of the South Korea. Busan is featured by coastal areas and affected by various climate factors and fluctuations. This study aims to investigate climate variability and changes in climatic variables, extremes, and several weather indexes. The statistically significant change points in daily mean rainfall intensity and temperature were found in 1964 and 1965. Based on the change point detection, 117 years were divided into two periods for daily mean rainfall intensity and temperature, respectively. In the long-term temperature analysis of Busan, the increasing trend of the daily maximum temperature during the period of 1965~2021 was larger than the daily mean temperature and the daily minimum temperature. Applying Ensemble Empirical Mode Decomposition, daily maximum temperature is largely affected by the decadal variability compared to the daily mean and minimum temperature. In addition, the trend of daily precipitation intensity from 1964~2021 shows a value of about 0.50 mm day^-1, suggesting that the rainfall intensity has increased compared to the preceding period. The results in extremes analysis demonstrate that return values of both extreme temperatures and precipitation show higher values in the latter than in the former period, indicating that the intensity of the current extreme phenomenon increases. For Wet-Bulb Globe Temperature (effective humidity), increasing (decreasing) trend is significant in Busan with the second (third)-largest change among four stations.