• 한국수자원학회논문집
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• 제37권10호
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• pp.813-822
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• 2004

본 연구에서는 경기도 지역을 중심으로 관측자료로 부터 아울러 포아송 과정을 적용하여 가뭄의 재현 및 지속특성을 정량화하고 그 공간분포를 비교 분석해 보았다. 본 연구에서는 관측된 월 강수량 자료를 가뭄지수인 SPI로 변환하여 분석에 이용하였다. 특히, 가뭄의 공간분포 특성 파악을 위해 관측길이가 서로 다른 자료에 포아송 과정을 적용하는 경우의 장ㆍ단점 등을 파악해 보고자 하였다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 포아송 과정을 이용한 가뭄의 정량화는 특히 관측기록이 짧은 경우에 유리한 것으로 나타났다. 공간적으로 가까운 위치에 있는 두 지점의 특성이 관측기록의 길이에 덜 민감해 짐에 따라 전체적으로 유사한 특성을 나타냄을 확인할 수 있었다. (2) 지점별 관측기록의 길이가 크게 다른 경우 모형에 의한 가뭄의 공간적 특성 파악이 단순히 관측자료를 이용한 경우에 비해 우월할 수 있다. 본 연구의 경우에 있어서도 모형을 이용한 경우 가뭄의 공간분포가 관측을 직접 분석하여 얻은 가뭄의 공간분포보다 뚜렷하게 나타남을 확인할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.197-197
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• 2016

Forecasting future drought events in a region plays a major role in water management and risk assessment of drought occurrences. The creeping characteristics of drought make it possible to mitigate drought's effects with accurate forecasting models. Drought forecasts are inevitably plagued by uncertainties, making it necessary to derive forecasts in a probabilistic framework. In this study, a new probabilistic scheme is proposed to forecast droughts, in which a discrete-time finite state-space hidden Markov model (HMM) is used aggregated with the Representative Concentration Pathway 8.5 (RCP) precipitation projection (HMM-RCP). The 3-month standardized precipitation index (SPI) is employed to assess the drought severity over the selected five stations in South Kore. A reversible jump Markov chain Monte Carlo algorithm is used for inference on the model parameters which includes several hidden states and the state specific parameters. We perform an RCP precipitation projection transformed SPI (RCP-SPI) weight-corrected post-processing for the HMM-based drought forecasting to derive a probabilistic forecast that considers uncertainties. Results showed that the HMM-RCP forecast mean values, as measured by forecasting skill scores, are much more accurate than those from conventional models and a climatology reference model at various lead times over the study sites. In addition, the probabilistic forecast verification technique, which includes the ranked probability skill score and the relative operating characteristic, is performed on the proposed model to check the performance. It is found that the HMM-RCP provides a probabilistic forecast with satisfactory evaluation for different drought severity categories, even with a long lead time. The overall results indicate that the proposed HMM-RCP shows a powerful skill for probabilistic drought forecasting.

• 한국물환경학회지
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• 제37권5호
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• pp.369-380
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• 2021

In this work, we analyzed the effects of drought on the water temperature (WT) of Nakdong river basin major river sections using Standardized Precipitation Index (SPI) and WT data. The analysis was carried out on a seasonal basis. After calculating the optimal time scale of the SPI through the correlation between the SPI and WT data, we used the copula theory to model the joint probability distribution between the WT and SPI on the optimal time scale. During spring and fall, the possibility of environmental drought caused by high WT increased in most of the river sections. Notably, in summer, the possibility of environmental drought caused by high WT increased in all river sections. On the other hand, in winter, the possibility of environmental drought caused by low WT increased in most river sections. From the risk map, which quantified the sensitivity of WT to the risk of environmental drought, the river sections Nakbon C, Namgang E, and Nakbon K showed increased stress in the water ecosystem due to high WT when drought occurred in summer. When drought occurred in winter, an increased water ecosystem stress caused by falling WT was observed in the river sections Gilan A, Yongjeon A, Nakbon F, Hwanggang B, Nakbon I, Nakbon J, Nakbon K, Nakbon L, and Nakbon M. The methodology developed in this study will be used in the future to quantify the effects of drought on water quality as well as WT.

• 한국작물학회지
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• 제48권6호
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• pp.516-526
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• 2003

본 실험은 한국 재배종과 재래 수집종을 포함하는 36개 보리 품종을 공시하여 비가림 플라스틱 하우스의 포장 조건에서 실시하였다 대조구는 전 생유기간에 걸쳐서 토양 수분 포텐셜이 -0.05㎫이 유지되도록 관개를 하였고, 한발 처리구는 월동 후 재생기부터 수확기까지 곤개를 하지 않았다. 한발 처리구의 토양 수분 포텐셜은 최저 -0.29㎫까지 저하하였고 처리기간 중 평균은 -0.15㎫이었다. 처리에에 따른 생장, 수량 및 수량구성요소, 잎의 상대수분함량(RWC), 삼투포텐설(OP), 삼투조정(OA), $^{13}\textrm{C}$ discrimination(A), 등의 변화를 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 공시한 품종 중 한발 처리에 따른 건물 중과 수량 저하 가 작아서 한발 저항성이 강한 품종은 동보리1호. 찰보리, 창영재래, 삼도보리, 월성87-31 등이었으며, 상록보리 , 송학보리, 수원맥360 등은 한발저항성이 낮았다. 2. 건물중 및 수량의 한발피해지수(한발처리구/대조구 비)와 한발조건하 RWC와는 높은 정의 상관이, 한발조건하 OP 및 OA는 매우 높은 부의 상관관계가 있었으며, 대조구의 $\Delta$와는 유의한 정의 상관관계가 있었다. 3. OP $\Delta$ 및 RWC의 한발지수(한발처리구/대조구 비)는 건물중, 천립중 및 수량의 한발피해지수와 매우 높은 정의 상관 관계를 나타내었다. 4. 이상의 결과를 종합해 보면 한발 저항성이 큰 품종은 삼투 조정능력이 커서 잎의 수분함량을 높게 유지하는 특성을 가지고 있어서 한발 처리 조건에서 OP와 RWC는 보리의 한발저항성 선발지표로 이용될 수 있을 것으로 판단되었다. 그러나 $\Delta$와 한발 저항성간의 관계에 대해서는 보다 구체적인 연구가 필요한 것으로 생각된다.

• 대기
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• 제25권2호
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• pp.271-281
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• 2015

The objectives of this study are to develop a hydrological drought outlook system using GloSea5 (Global Seasonal forecasting system 5) which has recently been used by KMA (Korea Meteorological Association) and to evaluate the forecasting capability. For drought analysis, the bilinear interpolation method was applied to spatially downscale the low-resolution outputs of GloSea5 and PR (Predicted Runoff) was produced for different lead times (i.e., 1-, 2-, 3-month) running LSM (Land Surface Model). The behavior of PR anomaly was similar to that of HR (Historical Runoff) and the estimated values were negative up to lead times of 1- and 2-month. For the evaluation of drought outlook, SRI (Standardized Runoff Index) was selected and PR_SRI estimated using PR. ROC score was 0.83, 0.71, 0.60 for 1-, 2- and 3-month lead times, respectively. It also showed the hit rate is high and false alarm rate is low as shorter lead time. The temporal Correlation Coefficient (CC) was 0.82, 0.60, 0.31 and Root Mean Square Error (RMSE) was 0.52, 0.86, 1.20 for 1-, 2-, 3-month lead time, respectively. The accuracy of PR_SRI was high up to 1- and 2-month lead time on local regions except the Gyeonggi and Gangwon province. It can be concluded that GloSea5 has high applicability for hydrological drought outlook.

• 한국농공학회지
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• 제44권2호
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• pp.75-80
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• 2002

관개 저수지의 특성에 맞도록 가뭄을 평가하기 위하여 누가 강수량, 유역 토양수분량, 저수율, 급수 제한강도 등의 방법으로 가뭄이 한창 문제가 되었던 2001년 6월 13일을 기준일로 택하여 예당저수지의 가뭄을 평가한 결과는 다음과 같다. 누가 강수량에 의한 방법으로는 30년 빈도로 평가되었고, 1978년과 유사한 패턴을 나타내었고, 유역 토양수분량에 의한 방법으로는 30년 빈도로 평가되었고, 1981년과 유사한 패턴을 나타내었고, 저수율에 의한 방법으로는 20년 빈도로 평가되었고, 1981년과 유사한 패턴을 나타내었고, 급수 제한강도에 의한 방법으로는 10년 빈도로 평가되었고, 1988년과 유사한 패턴을 나타내었다. 각 방법간의 평가가 다르기 때문에 가장 가시적이고 현실적인 저수율에 의한 방법으로 20년 빈도가뭄으로 종합평가 하였고, 이후의 가뭄이 1981년도와 유사하게 진행될 것으로 예측하여, 향수 저수지 가뭄대책에 참고하도록 하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제46권6호
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• pp.434-444
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• 2013

In order to evaluate drought risk at upland according to climate change scenario (RCP8.5), we have carried out the simulation using agricultural water balance estimation model, called AFKAE0.5, at 66 weather station sites in 2020, 2046, 2050, 2084, and 2090. Total Drought Risk Index between the first month (f) and last month (l) (TDRI(f/l)) and maximum continuous drought risk index (MCDRI(f/l)) were defined as the index for analyzing pattern and strength of drought simulated by the model. Based on distribution maps of MCDRI (1/12), drought strength was predicted to be most severe in 2084 for all regions. Some regions showed severe risk of drought meaning over 20 days of MCDRI (1/12) in the other years, while MCDRI (1/12) in other regions did not reach 5 days. Even though maximum value of TDRI (1/12) in 2090 was greater than in 2050, more severe drought risk in 2050 than in 2090 was predicted based on MCDRI (4/6). It implies that drought risk should be assessed for each crop with its own growing season.

• 한국물환경학회지
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• 제32권1호
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• pp.70-79
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• 2016

Based on the soil moisture data assimilation suggested in the first paper (I), we estimated root zone soil moisture and evaluated drought severity using remotely sensed (RS) data. We tested the impacts of various spatial resolutions on soil moisture variations, and the model outputs showed that resolutions of more than 2-3 km resulted in over-/under-estimation of soil moisture values. Thus, we derived the 2 km resolution-scaled soil moisture dynamics and assessed the drought severity at the study sites (Chungmi-cheon sites 1 and 2) based on the estimated soil/root parameters and weather forcings. The drought indices at the sites were affected mainly by precipitation during the spring season, while both the precipitation and land surface characteristics influence the spatial distribution of drought during the rainy season. Also, the drought severity showed a periodic cycle, but additional research on drought cycles should be conducted using long-term historical data. Our proposed approach enabled estimation of daily root zone soil moisture dynamics and evaluation of drought severity at various spatial scales using MODIS data. Thus, this approach will facilitate efficient management of water resources.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권3호
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• pp.287-299
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• 2013

본 연구의 목적은 기록된 관측가뭄자료를 이용하여 수문기상 기반의 국내 가뭄판단기준을 제시하는데 있다. 과거 1991년에서 2009년까지 기록된 가뭄사례를 수집한 후, 관측기상정보와 LSM(Land Surface Model)으로부터 생산된 수문정보를 이용하여 백분위 해석을 수행하였다. 기간별 가뭄판단기준을 도출하기 위해 객관적 가뭄평가 기법인 ROC(Relative Operating Characteristics) 분석을 이용하였다. 국내 가뭄기준은 대표적으로 강수 및 유출이 지속기간 3개월에 평년대비 35% 이하, 토양수분이 지속기간 2개월의 35% 이하 그리고 증발산량이 지속기간 3개월에 65% 이상으로 나타났다. 가뭄판단기준의 적용성 평가를 위해 SPI (3)와의 ROC 분석을 수행한 결과 SPI (3)에 비해 적용성이 높은 것으로 나타났다. 또한 가뭄판단기준에 대한 지역별 분석을 수행한 결과 공간적으로 가뭄상황을 적절히 반영하는 것을 확인하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권9호
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• pp.705-718
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• 2021

본 연구에서는 위성 원격 감지 자료를 사용하여 생태학적 가뭄의 가능성을 조사하였다. 먼저 MODIS에서 제공하는 정규식생지수와 지표면온도로 부터 식생건강성지수를 추정하였다. 그런 다음 우리나라 전 지역에 분포하고 있는 기상청 ASOS 주요 60개 지점 주변의 산림지역에서 다양한 강수/증발산 시나리오에 따른 식생 관련 가뭄의 가능성을 추정하기 위한 결합 확률모델을 구성하였다. 본 연구의 결과는 대기의 수분공급이 열악하거나 대기의 수분 요구량이 과도한 조건에서 산림 식생과 관련된 가뭄의 위험 패턴을 보여준다. 또한 다양한 기상학적 가뭄 조건에서 산림 식생과 관련된 가뭄 위험의 민감도를 나타낸다. 이러한 연구 결과는 의사 결정권자가 가뭄 위험을 평가하고 온난화 시대에 산림 식생과 관련된 가뭄 완화 전략을 개발할 수 있는 통찰력을 제공할 것으로 기대된다.