• 한국수자원학회논문집
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• 제53권12호
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• pp.1203-1210
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• 2020

가뭄은 다양한 수문학적 또는 기상학적 인자들이 복합적으로 작용하여 발생하기 때문에 가뭄의 사상을 정확히 평가하는 것은 어려운 일이나, 이를 정량적으로 해석하기 위해 다양한 가뭄지수들이 개발되어 왔다. 하지만 현재 활용중인 가뭄지수들은 단일변량의 부족량을 통해 산정되며, 복합적인 원인으로 발생하는 가뭄의 사상을 정확히 판단하지 못하는 문제가 있다. 단순 단일변량의 부족을 가뭄이라고 판단하기는 어렵기 때문이다. 최근에는 빅데이터 분석에서 많이 활용되고 있는 비정형 데이터를 활용하여 지수를 개발하는 연구들이 타 분야에서 진행되고 있으며 우수성이 입증되고 있다. 따라서 본 연구에서는 기존 가뭄지수에 활용 중인 기상 및 수문정보(강수량, 댐 유입량)에 각각 비정형 데이터(뉴스데이터)를 결합하여 가뭄지수를 산정하고, 산정된 가뭄지수의 검증을 통해 가뭄해석의 활용성을 평가하고자 한다. 결합가뭄지수 산정을 위해 Clayton Copula 함수를 활용하였으며, 매개변수 추정은 교정방법을 이용하였다. 분석결과, 기존의 가뭄지수(SPI, SDI)보다 비정형 데이터를 결합한 가뭄지수가 가뭄기간을 적절히 재현하는 것으로 나타났다. 또한 Receiver Operating Characteristic (ROC) score가 기존의 가뭄지수들보다 높게 산정되어 가뭄해석에 있어 활용성이 우수하였다. 본 연구에서 산정된 결합가뭄지수는 기존 단일변량 가뭄지수의 해석적 한계를 보완하고 비정형데이터를 활용한 가뭄지수의 활용성이 우수하다는 점에서 활용성이 높다고 판단된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제46권4호
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• pp.231-236
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• 2013

This study was conducted to investigate the yield response of soybean to drought stress in 1984 and 1986 at the experiment field of the National Academy of Agricultural Science using experiment plots with different soil water tension and fertilizer levels. The average yield response factor (YRF) of soybean to evapotranspiration (ET) calculated as [(Ya/Ym)/(ETa/ETm)], where Ya, average yield; Ym, maximum yield; ETa, average ET; and ETm, maximum ET, was 0.91 with the range from 0.74 to 1.16. Relationship between yield index (YI=[Ya/Ym]) and evapotranspiration index (ETI=[ETa/PET]) was $YI=0.87{\cdot}(ETI)+0.09$. Relationship between YI and the maximum soil water tension (Hmax) was $YI=1.23-0.23{\cdot}{\log}$ (Hmax). Relationship between YI and the days of drought stressed (Dr) was $YI=0.877{\cdot}{\exp}$ ($-0.01{\cdot}Dr$). The relation between YI and fertilizer level (F) was $YI=-0.21{\cdot}F2+0.36{\cdot}F+0.33$, under very serious drought condition as the maximum soil water tension was 0.3 MPa.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권10호
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• pp.619-629
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• 2023

최근 기후변화가 심화됨에 따라 가뭄으로 유발되는 피해가 증가하고 있다. 현재 국내의 가뭄 강도를 결정하기 위해 표준강수지수(Standardized Precipitation Index, SPI)를 기준으로 분류를 수행하고 있다. 현재 국내에서는 최근 6개월 동안의 누적강수량을 기준(SPI-6)으로 관심, 주의, 경계, 심각의 기상학적 가뭄의 강도를 분류하고 있다. 그러나 강수량만을 기초자료로 활용하기 때문에 가뭄 강도를 분류하는 데 한계가 있다는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 SPI에 따른 국내 기상학적 가뭄 예･경보 기준의 한계점을 극복하고자 국가가뭄정보포털(National Drought Information Portal, NDIP)에서 제공하는 비상급수 피해자료를 수집하여 가뭄의 강도를 분류하였다. 그리고 SPI의 인자인 강수량과 증발산량 산정에 사용되는 인자인 온도, 습도 등을 min-max 정규화로 지수화한 후 유전 알고리즘(Genetic Algorithm, GA) 기반으로 각 인자들에 대한 계수를 산정하였다. 비상급수에 따른 가뭄의 강도를 분류하여 종속변수로 활용하고, GA에 의한 각 기상인자들의 계수를 활용하여 새로운 가뭄 강도 분류 지수(Drought Severity Classification Index, DSCI)를 도출하고자 하였다. DSCI를 도출한 후 누적분포함수를 활용하여 분위별 경계를 강도 단계 분류 기준으로 제시하였다. 본 연구에서 제시한 DSCI를 활용하면 기존 SPI보다 가뭄 강도를 정확하게 분류할 수 있어, 재난 담당자들의 의사결정을 지원할 수 있을 것으로 판단된다.

• Spatial Information Research
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• 제17권1호
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• pp.117-129
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• 2009

2000년 이후 빈번하게 발생하고 있는 봄 가뭄을 모니터링하기 위한 방법의 하나로 위성영상을 이용하여 제작한 식생지수의 변화를 통해 가뭄을 간접적으로 추정하는 연구가 수행되고 있다. 식생지수 기반의 가뭄 모니터링은 가뭄의 변화를 시 공간적으로 효과적으로 파악할 수 있다는 장점을 갖고 있으며 MODIS 영상과 같이 주기 해상도가 뛰어난 저해상도 위성영상의 활용 기반이 조성됨에 따라 가뭄모니터링을 위한 식생지수의 활용성은 더욱 증가할 것으로 예상된다. 식생지수를 이용한 가뭄평가는 식생 활력에 영향을 주는 요소를 기상학적 요인으로 제한하고 있으나 실제 식생 스트레스를 초래하는 직 간접적인 원인은 매우 다양하며 이로 인해 식생지수를 이용한 가뭄평가는 다수의 불확실성이 내포되어 있다고 할 수 있다. 따라서 식생지수를 이용한 가뭄분석의 객관성을 확보하고 이를 활용한 가뭄모니터링 체계를 구축하기 위해서는 가뭄관리를 위해 활용되고 있는 대표적인 가뭄분석 도구와의 비교가 선행되어야 할 것이다. 본 연구에서는 대표적인 식생지수인 NDVI를 기상학적 가뭄지수인 PDSI, SPI와 비교하고 이들의 상관성을 제시함으로써 가뭄평가를 위한 식생지수의 활용성을 제시하고자 하였다. 연구결과 다중시기를 대상으로 NDVI와 지속기간 6개월의 SPI변화패턴은 유사하게 나타났으며 NDVI는 식생피복을 갖는 내륙지역에서 가뭄지수와 가장 높은 상관성을 갖는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.668-678
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• 2017

본 연구에서는 강수량을 주요인자로 하는 수문학적 가뭄지수 및 기상학적 가뭄지수를 산정하였으며, 이를 토대로 수문학적 가뭄에 대한 다양성 있는 검토를 수행하였다. 수문학적 가뭄지수는 MSWSI(Modified Surface Water Supply Index)를 적용하고, 기상학적 가뭄지수는 SPI(Standardize Precipitation Index)를 이용하여 지수를 산정하였다. 대상범위는 댐 유역을 대상으로 하였으며, 1975년부터 2017년까지 43년 기간 자료를 보유하고 있는 중권역 4001 (섬진강 수계)을 대상으로 국내의 가뭄 발생 현황 및 시계열 도시 등에 대한 분석을 함께 수행하였다. 두 지수에 대한 평가에 앞서, 수문순환 과정에서 물 공급의 역할을 갖는 강수를 중심으로 강수와 댐 유입량 및 하천유량에 대한 이동평균별(1개월~9개월) 상관분석을 수행하였고 이를 토대로 두 가뭄지수에 대한 월별 및 이동평균별(3개월, 6개월)로 상관분석을 수행하였다. 선행적인 가뭄지수 평가인 기상학적 가뭄지수와 함께 지체시간을 고려한 수문학적 가뭄지수의 다양성 있는 분석결과를 통해 최근 빈번한 발생을 갖는 가뭄 발생에 따른 물이용 정책을 마련하는데 있어 활용성을 가질 것으로 판단하였다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.341-341
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• 2017

Abiotic stress adversely affects crop growth worldwide. Drought of the major abiotic stresses have the most significant impact on all of the crop. The main objective of this study was to assess the effects of drought stress on photochemical performance and vitality of maize (Zea mays L.). The photochemical characteristics were analyzed in the context of period of drought stress during the maize growth. Drought experiment was carried out for four weeks, thereafter, the drought treated maize was re-watered. The polyphasic OJIP fluorescence transient was used to evaluate the behavior of photosystem II (PSII) and photosystem I (PSI) during the entire experiment period. In drought stress, the performance Index (PI) level was reached earlier when compared to the controls. For the screening of drought stress tolerance the drought factor index (DFI) of each variety was calculated as follow DFI= log(A) + 2log(B). All the fourteen cultivars show DFI ranged from -0.69 to 0.30, meaning less useful in selection of drought tolerant cultivars. PI and electron transport flux values of fourteen cultivars were to indicate reduction of photosynthetic performance during the early vegetative stage under drought stress. In conclusion, DFI and energy flux parameters can be used as photochemical and physiological index.

• 농촌계획
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• 제12권1호
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• pp.37-48
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• 2006

The objectives of this study were to develop an evaluation method of regional vulnerability to agricultural drought and to classify the vulnerability patterns. In order to test the method, 24 city or county areas of Gyeonggi-do were chose. First, statistic data and digital maps referred for agricultural drought were defined, and the input data of 31 items were set up from 5 categories: land use factor, water resource factor, climate factor, topographic and soil factor, and agricultural production foundation factor. Second, for simplification of the factors, principal component analysis was carried out, and eventually 4 principal components which explain about 80.8% of total variance were extracted. Each of the principal components was explained into the vulnerability components of scale factor, geographical factor, weather factor and agricultural production foundation factor. Next, DVIP (Drought Vulnerability Index for Paddy), was calculated using factor scores from principal components. Last, by means of statistical cluster analysis on the DVIP, the study area was classified as 5 patterns from A to E. The cluster A corresponds to the area where the agricultural industry is insignificant and the agricultural foundation is little equipped, and the cluster B includes typical agricultural areas where the cultivation areas are large but irrigation facilities are still insufficient. As for the cluster C, the corresponding areas are vulnerable to the climate change, and the D cluster applies to the area with extensive forests and high elevation farmlands. The last cluster I indicates the areas where the farmlands are small but most of them are irrigated as much.

• 한국환경과학회지
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• 제25권11호
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• pp.1511-1519
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• 2016

Jeju Island relies on subterranean water for over 98% of its water resources, and it is therefore necessary to continue to perform studies on drought due to climate changes. In this study, the representative standardized precipitation index (SPI) is classified by various criteria, and the spatial characteristics and applicability of drought in Jeju Island are evaluated from the results. As the result of calculating SPI of 4 weather stations (SPI 3, 6, 9, 12), SPI 12 was found to be relatively simple compared to SPI 6. Also, it was verified that the fluctuation of SPI was greater fot short-term data, and that long-term data was relatively more useful for judging extreme drought. Cluster analysis was performed using the K-means technique, with two variables extracted as the result of factor analysis, and the clustering was terminated with seven-time repeated calculations, and eventually two clusters were formed.

• Weed & Turfgrass Science
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• 제4권4호
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• pp.338-347
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• 2015

Reinforcement cells are used to aid grass growth and taken together, this serves to extend greenery beyond the conventional spaces of lawns, tree pits, gardens, and parks, and is advantageous to urban cities since space for greening is often limited. Drought has variable effects on plant life and the resilience of turf to drought resistance also varies with species. Changes in photosynthetic ability were more pronounced for media rather than grass species. The media of sand without organic matter was found to be least suited for drought resistance. Normalized difference vegetation index (NDVI) and digital image analysis (DIA) data were generally in favour of Zoysia species as oppose to A. compressus. In A. compressus, selective traits such as, a more extensive root system and lower specific leaf area (SLA) were not an underlying factor that assisted this grass with enhanced drought resistance. Generally, WUE was found to be strongly related to plant characterises such as overall biomass, photosynthetic features as well as the lushness indexes, and specific leaf area. This study found a strong relationship between WUE and a suite of plant characteristics. These traits should serve as useful selection criteria for species with the ability to resist water stress.

• 한국토양비료학회지
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• 제46권6호
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• pp.659-664
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• 2013

The aim of this study is to determine the drought stress index through photochemical analysis in red pepper (Capsiumannuum L.). The photochemical interpretation was performed in the basis of the relation between Kautsky effect and Photosystem II (PSII) following the measurement of chlorophyll, pheophytin contents, and $CO_2$ assimilation in drought stressed 5-week-old red pepper plants. The $CO_2$ assimilation rate was severely lowered with almost 77% reduction of chlorophyll and pheophytin contents at four days after non-irrigation. It was clearly observed that the chlorophyll fluorescence intensity rose from a minimum level (the O level), in less than one second, to a maximum level (the P-level) via two intermediate steps labeled J and I (OJIP process). Drought factor index (DFI) was also calculated using measured OJIP parameters. The DFI was -0.22, meaning not only the initial inhibition of PSII but also sequential inhibition of PSI. In real, most of all photochemical parameters such as quantum yield of the electron transport flux from Quinone A ($Q_A$) to Quinone B ($Q_B$), quantum yield of the electron transport flux until the PSI electron acceptors, quantum yield of the electron transport flux until the PSI electron acceptors, average absorbed photon flux per PSII reaction center, and electron transport flux until PSI acceptors per cross section were profoundly reduced except number of QA reducing reaction centers (RCs) per PSII antenna chlorophyll (RC/ABS). It was illuminated that at least 6 parameters related with quantum yield/efficiency and specific energy fluxes (per active PSII RC) could be applied to be used as the drought stress index. Furthermore, in the combination of parameters, driving forces (DF) for photochemical activity could be deduced from the performance index (PI) for energy conservation from photons absorbed by PSII antenna until the reduction of PSI acceptors. In conclusion, photochemical responses and their related parameters can be used as physiological DFI.