• 한국지구과학회지
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• 제27권7호
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• pp.787-803
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• 2006

The drought index has been developed, based on a $8.6{\mu}m$ surface emissivity in the $8-12{\mu}m$ MODIS channels over the African Sahel region (10-20 N, 13 W-35 W) and the Seoul Metropolitan Area (SMA: 37.2-37.7 N, 126.6-127.2 E). The emissivity indicates the $SiO_2$ strength and can vary interannually by vegetation, water vapor, and soil moisture, as a potential indicator of drought conditions. In a well-vegetated region close to 10 N of the Sahel, the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) showed high sensitivity, while the emissivity did not. On the other hand, the NDVI experienced negligible variability in a poorly vegetated region near 20 N, while the emissivity reflected sensitively the effects of atmospheric water vapor and soil moisture conditions. Seasonal variations of the emissivity (0.94-0.97) have been examined over the SMA during the 2003-2004 period compared to NDVI (or Enhanced Vegetation Index; EVI). Here, the dryness was more severe in urban area with less vegetation than in suburban area; the two areas corresponded to the north and south of the Han river, respectively. The emissivity exhibiting a significant spatial correlation of ${\sim}0.8$ with the two indices can supplement their information.

• 한국농공학회논문집
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• 제60권4호
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• pp.37-48
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• 2018

The extreme 2017 spring drought affected a large portion of central and western South Korea, and was one of the most climatologically driest spring seasons over the 1961-2016 period of record. This drought was characterized by exceptionally low precipitation, with total precipitation from January to June being 50% lower than the mean normal precipitation (1981-2010) over most of western South Korea. In this study, for the quantitative drought impact analysis, the widely-used Standardized Precipitation Index (SPI) and the statistical drought frequency are compared with observed meteorological characteristics and anomalies. According to the drought frequency analysis of monthly cumulative precipitation during January and May in 2017, Gyeonggi-do, Chungcheong-do, and Jeollanam-do areas showed more than drought frequency over 100 years. Gyeongsangnam-do area showed more than drought frequency over 200 years based on annual precipitation in 2017. The South Korean government (Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs (MAFRA) and Korea Rural Community Corporation (KRC)) have been operating a government-level drought monitoring system since 2016. Results from this study can be used to improve the drought monitoring applications of future drought events, as well as drought planning and preparedness in South Korea.

• 한국수자원학회논문집
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• 제49권6호
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• pp.565-577
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• 2016

본 연구에서는 인위적 수공시설물을 고려하지 않는 자연상태의 가뭄해석을 위해 자연가뭄지수(NDI)를 산정하고 활용성을 평가하였다. 자연가뭄지수는 주성분 분석을 이용하여 산정하였으며, 입력자료는 3개월 누적강수량, 자연유량, 토양수분량 자료이다. 강수량은 ASOS 59개 지점 자료이고, 자연유량 및 토양수분량은 지표수문해석모형의 결과를 이용하였다. 가뭄지수의 평가기간은 1977~2012년이며, 활용성 평가를 위해 시계열 분석, 지역별 분석 및 가뭄특성인자 분석을 수행하였다. 시계열 분석결과, 자연가뭄지수는 가뭄의 시작과 끝에 대한 평균절대오차는 0.85로 가장 정확하게 나타났다. 과거 가뭄사례와 가뭄특성인자를 분석한 결과, 자연가뭄지수의 지속기간과 발생간격의 평균절대오차는 각각 1.3, 1.0으로 가뭄의 지속기간 및 발생간격을 적절히 반영하는 것을 확인하였다. 지역별 분석결과, 자연가뭄지수는 단일변량 가뭄지수의 지역별 가뭄상황을 적절히 반영하여 활용성이 높은 것으로 나타났다. 또한, 가뭄의 시작, 끝, 지속기간, 발생간격에 대한 자연가뭄지수, 표준강수지수, 표준유출지수, 표준토양수분지수의 순위를 분석한 결과 자연가뭄지수가 가장 높은 순위로 산정되었다. 자연가뭄지수는 기존 단일변량 가뭄지수의 상이한 가뭄상황을 종합적으로 반영하며, 가뭄의 특성을 정량적으로 제시한다는 점에서 활용성이 높다고 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제45권9호
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• pp.887-900
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• 2012

가뭄은 자연의 무시할 수 없는 재해이며, 비록 가뭄의 정의가 많이 있지만 가뭄은 장기간의 강우의 부족으로부터 기인한다. 기상학적 가뭄심도의 정도를 표현하기 위해 널리 이용되는 표준강수지수(Standardized Precipitation Index, SPI)는 강수 이외의 기온과 관련된 변수를 고려하지 않기 때문에 기후변동으로 인한 강수, 증발산 등의 물수지 변화를 고려할 수 없다는 한계점이 있다. 그러나 최근에 SPI와 유사하지만 기후변동으로 인한 강수 변화 뿐만 아니라 기온의 변동성이 미치는 영향을 반영할 수 있는 새로운 개념의 가뭄지수인 표준강수증발산지수(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index, SPEI)가 개발되었다. 본 연구에서는 기상청 산하의 60개 기상관측소의 1973~2011년까지 기상자료를 대상으로 SPEI를 적용하여 남한지역의 가뭄발생의 변화를 평가하였다. 적용결과, 전국적으로 SPI와 SPEI 모두 봄과 겨울에 가뭄이 심화되고 여름철에는 가뭄이 완화되는 경향을 보였으며, SPEI는 SPI보다 가뭄심도를 크게 나타내었다. 또한, 지속기간 12개월의 SPI와 SPEI는 전반적으로 6년 내외의 저빈도 주기성을 갖는 극심한 가뭄이 반복되고 있음을 보였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.317-326
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• 1997

본 연구에서는 우리나라 전역에서 가뭄의 시·공간적인 특성을 분석하기 위하여 가뭄의 지수를 정량적으로 나타낼 수 있는 Palmer의 방법을 사용하였다. 또한 우리나라의 지역적인 특성을 반영하기 위하여 Palmer의 가뭄지수 및 기후특성인자의 산정공식을 국내 기상자료를 이용하여 수정 및 적용하였다. 이를 통해 가뭄의 가장 큰 원인이 되는 수문기상학적 인자들인 강수량, 증발산량 등을 월 수분수지모형에 적용하여 지역별로 계속기간별 가뭄지수를 산정하였다. 각각의 지점에서 구한 가뭄지수를 강우량 자료를 사용한 빈도분석을 통해 선정된 총 5개의 주요가뭄기간에 대하여 분석하였으며, 전국적인 가뭄지수도를 작성하였다. 이것을 통해 주요가뭄기간의 상대적 가뭄심도 및 전국적인 가뭄분포상황을 분석하여 남부지방이 가뭄우심 지역이며, 1994년과 1995년에 걸쳐 발생했던 가뭄이 과거 어느 가뭄보다도 심했음을 알 수 있었다. 이상의 결과로부터 Palmer의 가뭄지수 산정방법은 가뭄을 정량적으로 나타내는데 유효한 방법임을 알 수 있었고, 기상 및 강우의 중장기 예측이 가능해질 경우에는 가뭄예보 수단으로의 활용가능성이 클 것으로 판단되었다.

• 한국농공학회논문집
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• 제63권5호
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• pp.1-11
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• 2021

Soil moisture plays a critical role in hydrological processes, land-atmosphere interactions and climate variability. It can limit vegetation growth as well as infiltration of rainfall and therefore very important for agriculture sector and food protection. Recently, due to the increased damage from drought caused by climate change, there is a frequent occurrence of shortage of agricultural water, making it difficult to supply and manage stable agricultural water. Efficient water management is necessary to reduce drought damage, and soil moisture management is important in case of upland crops. In this study, soil moisture was calculated based on the water balance model, and the suitability of soil moisture data was verified through the application. The regional soil moisture was calculated based on the meteorological data collected by the meteorological station, and applied the Runs theory. We analyzed the spatiotemporal variability of soil moisture and drought impacts, and analyzed the correlation between actual drought impacts and drought damage through correlation analysis of Standardized Precipitation Index (SPI). The soil moisture steadily decreased and increased until the rainy season, while the drought size steadily increased and decreased until the rainy season. The regional magnitude of the drought was large in Gyeonggi-do and Gyeongsang-do, and in winter, severe drought occurred in areas of Gangwon-do. As a result of comparative analysis with actual drought events, it was confirmed that there is a high correlation with SPI by each time scale drought events with a correlation coefficient.

• 한국농공학회논문집
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• 제61권2호
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• pp.1-11
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• 2019

Remote sensing products have long been used to monitor and forecast natural disasters. Satellite-derived rainfall products are becoming more accurate as space and time resolution improve, and are widely used in areas where measurement is difficult because of the periodic accumulation of images in large areas. In the case of North Korea, there is a limit to the estimation of precipitation for unmeasured areas due to the limited accessibility and quality of statistical data. CHIRPS (Climate Hazards Group InfraRed Precipitation with Stations) is global satellite-derived rainfall data of 0.05 degree grid resolution. It has been available since 1981 from USAID (U.S. Agency for International Development), NASA (National Aeronautics and Space Administration), NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration). This study evaluates the applicability of CHIRPS rainfall products for South Korea and North Korea by comparing CHIRPS data with ground observation data, and analyzing temporal and spatial drought trends using the Standardized Precipitation Index (SPI), a meteorological drought index available through CHIRPS. The results indicate that the data set performed well in assessing drought years (1994, 2000, 2015 and 2017). Overall, this study concludes that CHIRPS is a valuable tool for using data to estimate precipitation and drought monitoring in Korea.

• 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.

• 한국수자원학회논문집
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• 제50권12호
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• pp.863-875
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• 2017

본 연구에서는 SC-PDSI를 이용하여 잠재증발산량 산정 방법이 가뭄지수 산정 결과에 미치는 영향을 평가하였다. 잠재증발산량 산정 방법으로 월열지수법, Penman-Monteith 방법, Hargreaves 공식 등 세 가지 방법을 이용하였으며, 기상청 56개 지점을 대상으로 세 가지 잠재증발산량 산정 방법에 따른 SC-PDSI를 산정하고 그 결과를 비교하였다. 분석 결과, Penman-Monteith 방법에 의한 결과와 Hargreaves 공식에 의한 결과는 월별로 큰 차이 없이 유사한 가뭄지수 산정 결과를 나타내고 있음을 확인하였으며, 월열지수법에 의한 결과는 상대적으로 큰 차이를 보이고 있음을 알 수 있었다. 월별로는 봄철과 겨울철 기간에 대해 산정된 가뭄지수와 가뭄상황 판단 결과가 차이를 보이고 있음을 확인하였다. 결론적으로 우리나라에서 PDSI를 산정하고자 할 경우에는 Penman-Monteith 방법이나 Hargreaves 공식을 이용하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제36권4호
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• pp.561-573
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• 2003

본 연구에서는 서울지점 월강수량 자료에 나타난 가뭄의 재현 및 지속특성을 관측자료의 분석하고, 아울러 포아송 과정을 적용하여 비교하였다. 가뭄을 나타내는 지수로서 표준강수지수(SPI)를 이용하였으며, 10개월의 지속기간을 적용하였다. 관측자료의 분석을 위한 절단수준으로는 -1.00, -1.50, -2.00을 적용하였다. 관측자료의 분석을 통해서 나타난 서울지점 가뭄의 재현 및 지속특성은, 먼저, 보통 가뭄은 대략 2년에 한번 발생하며, 평균 지속기간은 4∼5개월 정도이다. 심한 가뭄은 대략 3∼5년 정도에 한번 발생하며, 평균 지속기간은 대략 2∼4개월 정도로 나타났다. 아주 심한 가룸의 경우에는 8∼23년에 한번 발생하며, 그 평균 지속기간은 2∼4개월 정도이다. 특히, 심한 가뭄의 경우(절단수준 -1.5 및 -2.0 기준)에는 장기 건조기 전반부가 후반부에 비하여 그 재현기간이 매우 크게 나타났으며, 반대로 지속기간은 매우 짧았던 것으로 나타났다. 이는 기본적으로 장기건조기 전반부에 강수 자체의 변동성이 더 컷다는 데서 그 원인을 찾을 수 있으며, 여기에 겨울철 강설량이 포함되지 않은 강수량을 사용한 것도 한 원인으로 작용한 것으로 판단된다. 마지막으로, 관측치에 나타난 결과와 포아송 과정을 적용한 결과를 비교해 본 결과 포아송 과정이 가뭄의 재현 및 지속특성을 잘 설명하고 있음을 파악할 수 있었다.