• 제목/요약/키워드: Earth system modeling

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Uncertainty analysis of BRDF Modeling Using 6S Simulations and Monte-Carlo Method

  • Lee, Kyeong-Sang;Seo, Minji;Choi, Sungwon;Jin, Donghyun;Jung, Daeseong;Sim, Suyoung;Han, Kyung-Soo
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제37권1호
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    • pp.161-167
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    • 2021
  • This paper presents the method to quantitatively evaluate the uncertainty of the semi-empirical Bidirectional Reflectance Distribution Function (BRDF) model for Himawari-8/AHI. The uncertainty of BRDF modeling was affected by various issues such as assumption of model and number of observations, thus, it is difficult that evaluating the performance of BRDF modeling using simple uncertainty equations. Therefore, in this paper, Monte-Carlo method, which is most dependable method to analyze dynamic complex systems through iterative simulation, was used. The 1,000 input datasets for analyzing the uncertainty of BRDF modeling were generated using the Second Simulation of a Satellite Signal in the Solar Spectrum (6S) Radiative Transfer Model (RTM) simulation with MODerate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) BRDF product. Then, we randomly selected data according to the number of observations from 4 to 35 in the input dataset and performed BRDF modeling using them. Finally, the uncertainty was calculated by comparing reproduced surface reflectance through the BRDF model and simulated surface reflectance using 6S RTM and expressed as bias and root-mean-square-error (RMSE). The bias was negative for all observations and channels, but was very small within 0.01. RMSE showed a tendency to decrease as the number of observations increased, and showed a stable value within 0.05 in all channels. In addition, our results show that when the viewing zenith angle is 40° or more, the RMSE tends to increase slightly. This information can be utilized in the uncertainty analysis of subsequently retrieved geophysical variables.

기상 및 기후의 수치예측에 대한 슈퍼컴퓨터의 역할 (Role of Supercomputers in Numerical Prediction of Weather and Climate)

  • 박선기
    • 대기
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    • 제14권4호
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    • pp.19-23
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    • 2004
  • Progresses in numerical prediction of weather and climate have been in parallel with those of computing resources, especially the development of supercomputers. Advanced techniques in numerical modeling, computational schemes, and data assimilation cloud not have been practically achieved without the aid of supercomputers. With such techniques and computing powers, the accuracy of numerical forecasts has been tremendously improved. Supercomputers are also indispensible in constructing and executing the synthetic Earth system models. In this study, a brief overview on numerical weather / climate prediction, Earth system modeling, and the values of supercomputing is provided.

기상 입력 자료가 연안지역 고농도 오존 수치 모의에 미치는 영향 (Numerical Study on the Impact of Meteorological Input Data on Air Quality Modeling on High Ozone Episode at Coastal Region)

  • 전원배;이화운;이순환;최현정;김동혁;박순영
    • 한국대기환경학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.30-40
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    • 2011
  • Numerical simulations were carried out to investigate the impact of SST spatial distribution on the result of air quality modeling. Eulerian photochemical dispersion model CAMx (Comprehensive Air quality Model with eXtensions, version 4.50) was applied in this study and meteorological fields were prepared by RAMS (Regional Atmospheric Modeling System). Three different meteorological fields, due to different SST spatial distributions were used for air quality modeling to assess the sensitivity of CAMx modeling to the different meteorological input data. The horizontal distributions of surface ozone concentrations were analyzed and compared. In each case, the simulated ozone concentrations were different due to the discrepancies of horizontal SST distributions. The discrepancies of land-sea breeze velocity caused the difference of daytime and nighttime ozone concentrations. The result of statistic analysis also showed differences for each case. Case NG, which used meteorological fields with high resolution SST data was most successfully estimated correlation coefficient, root mean squared error and index of agreement value for ground level ozone concentration. The prediction accuracy was also improved clearly for case NG. In conclusion, the results suggest that SST spatial distribution plays an important role in the results of air quality modeling on high ozone episode at coastal region.

프리스트레스트 띠장을 적용한 흙막이 시스템의 유한요소해석 (Finite Element Analysis of Earth Retention System with Prestressed Wales)

  • 박종식;김성규;주용선;김낙경
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제24권3호
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    • pp.25-34
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    • 2008
  • 프리스트레스트 띠장을 적용한 새로운 흙막이 시스템에 대한 유한요소 해석이 수행되었다. 본 연구에서는 프리스트레스트 띠장을 적용한 흙막이 시스템의 거동을 규명하기 위하여 3 차원 유한요소 모델이 적용되었다. 새로운 흙막이 시스템에 대한 유한요소 모델링 절차와 방법이 제시되었다. 지반, 벽체, 버팀보 및 프리스트레스트 띠장 시스템을 구성하고 있는 띠장, 받침대, 강선에 대한 모델링과 지반-벽체 그리고 벽체-띠장 간의 접촉면 모델링이 제시되었다. 벽체 횡방향 변위, 버팀보 축력, 프리스트레스트 띠장 시스템 부재인 띠장과 받침대 축력에 대한 유한요소 해석결과가 현장 계측결과와 비교 검증되었다. 검증된 3 차원 유한요소 모델을 이용하여 강선 인장력 변화에 따른 새로운 프리스트레스트 띠장의 휨모멘트와 변형 거동이 규명되었으며 이에 따른 흙막이 벽체 배면에서의 토압 거동이 규명되었다.

고해상도 지구관측위성 카메라의 복사신호량에 대한 통합적 모델링 (Integrated Radiometric Signal Modeling for High Resolution Earth Observation Satellite Camera)

  • 장홍술;정대준;육영춘;이승훈
    • 항공우주기술
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    • 제7권2호
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    • pp.82-87
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    • 2008
  • 본 연구에서는 우주에서 가시광 영역으로 지구의 지표면을 고해상도로 촬영하는 위성탑재카메라를 위한 복사에너지 신호량을 모델링하였다. 복사에너지 모델링은 광원으로서의 태양과 지구대기 및 지표면 반사도, 카메라의 특성 등을 포함하며 최종 계산 결과는 광전자카메라의 광검지기에서 생성되는 전자의 수로 나타난다.

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회전자 위치정보 센서를 이용한 Switched Reluctance Motor (SRM)의 구동 및 제어 시스템 Modeling (Modeling of Switched Reluctance Motor (SRM) Drive and Control System using Rotor Position Information Sensor)

  • 정성인
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제21권3호
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    • pp.137-142
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    • 2021
  • 최근에는 회전자에 희토류 영구자석을 삽입하여 높은 효율과 출력밀도를 얻을 수 있는 매입형 영구자석 (IPM: Interior Permanent Magnet) 전동기 또는 표면부착형 영구자석 (SPM : Surface Permanent Magnet) 전동기처럼 영구자석이 사용된 전동기의 연구가 활발히 이루어지고 있다. 영구자석을 사용하기 때문에 릴럭턴스 전동기나 유도전동기와 비교해 효율이 높고 출력밀도가 높은 장점이 있으나 회전자에 영구자석을 삽입함으로써 고속운전 및 영구자석의 감자로 인한 신뢰성 감소, 희토류 금속의 원가 상승 등이 문제시되고 있다. 본 논문에서는 희토류 영구자석 전동기를 대체할 수 있는 미래기술 개발과, 희토류 저감형 전동기와 탈 희토류 전동기의 기술 선점을 요구하는 시대적 이슈(Issue)에 맞춰 영구자석이 필요 없는 스위치드 릴럭턴스 전동기 (Switched Reluvtance Motor, SRM)를 구동시키기 위한 구동 제어에 연구하고자 한다. PSIM 시뮬레이션 프로그램에서 제공하는 3상 SRM library를 이용하여 회전자 위치 정보 센서를 이용한 SRM의 구동 및 제어 시스템 모델링 (Modeling)을 연구하고자 한다.

INFLUNCE OF THE TOPOGRAPHIC INTERPOLATION METHODS ON HIGH-RESOLUTION WIND FIELD SIMULATION WITH SRTM ELEVATION DATA OVER THE COASTAL AREA

  • Kim, Yoo-Keun;Lo, So-Young;Jeong, Ju-Hee
    • 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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    • 대한원격탐사학회 2008년도 International Symposium on Remote Sensing
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    • pp.297-300
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    • 2008
  • High-resolution mesoscale meteorological modeling requires more accurate and higher resolution digital elevation model (DEM) data. Shuttle Radar Topographic Mission (SRTM) has created 90 m DEM for entire globe and that is freely available for meteorological modeling and environmental applications. In this research, the effects of the topographic interpolation methods on high-resolution wind field simulation in the coastal regions were quantitatively analyzed using Weather Research and Forecasting (WRF) model with SRTM data. Sensitivity experiments with three different interpolation schemes (four-point bilinear, sixteen-point overlapping parabolic and nearest neighbor interpolation methods) were preformed using SRTM. In WRF modeling with sixteen-point overlapping parabolic interpolation, the coastal line and some small islands show more clearly than other cases. The maximum height of inland is around 140 meters higher, while the minimum of sea height is about 80 meter lower. As it concerns the results of each scheme it seems that the sixteen-point overlapping parabolic scheme indicates the well agreement with observed surface wind data. Consequently, topographic changes due to interpolation methods can lead to the significant influence on mesoscale wind field simulation of WRF modeling.

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3상 거동 상대투수율 선정에 따른 불포화대 및 포화대 내 NAPL 거동 특성 연구 (NAPL Fate and Transport in the Saturated and Unsaturated Zones Dependent on Three-phase Relative Permeability Model)

  • 김태훈;한원식;전현정;양우종;윤원우
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제27권spc호
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    • pp.75-91
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    • 2022
  • Differences in subsurface migration of LNAPL/DNAPL contaminants caused by a selection of 3-phase (aqueous, NAPL, and gas) relative permeability function (RPF) models in numerical modeling were investigated. Several types of RPF models developed from both experimental and theoretical backgrounds were introduced prior to conducting numerical modeling. Among the RPF models, two representative models (Stone I and Parker model) were employed to simulate subsurface LNAPLs/DNAPLs migration through numerical calculation. For each model, the spatiotemporal distribution of individual phases and the mole fractions of 6 NAPL components (4 LNAPL and 2 DNAPL components) were calculated through a multi-phase and multi-component numerical simulator. The simulation results indicated that both spilled LNAPLs and DNAPLs in the unsaturated zone migrated faster and reached the groundwater table sooner for Stone I model than Parker model while LNAPLs migrated faster on the groundwater table under Parker model. This results signified the crucial effect of 3-phase relative permeability on the prediction of NAPL contamination and suggested that RPF models should be carefully selected based on adequate verification processes for proper implementation of numerical models.

Skaergaard 암체의 희토류의 분화경향 (Differentiation Trend of Rare Earth Elements of the Skaergaard Intrusion)

  • Yun D. Jang
    • 자원환경지질
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    • 제34권6호
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    • pp.617-625
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    • 2001
  • Skaergaard 암체는 광범한 in situ 화성분화작용을 격은 층상관입암의 대표적인 예로 널리 알려져 있다. 따라서 이 암체는 폐쇄계에서 미량원소변이를 modeling 할 수 있는 적지가 될 것이다. 그러나, 기존의 연구에 의하면 본 암체의 전암 및 광물의 회토류는 폐쇄계로서의 예상된 경향을 보이지 않는다(Haskin and Haskin, 1968; Paster et al., 1974). 발표된 분배계수, 공존광물들의 mode,그리고 전암 및 광물의 미량원소함량을 사용한 미량원소modeling에 의하면 Skaergaard 암체의 희토류는 분화후기에 일어난 광범한 인회석 결정작용에 크게 영향을 받았음을 보여준다. 미량원소modeling은 Upper Border Series에서 간헐적으로 나타나는 인회석이 기존에 주장되어 온 바와 같은 liquldus상이 아니라 진화하는 magma의 미량원소함량에는 영향을 끼칠 수 없는 interstitial phase임을 시사한다. 분화작용 말기에 Skaerganrd 마그마가 대류를 멈추거나 소규모로 대류를 할 때, 마그마 암장의 상부에 축적되는 휘발성분에 기인한 증가된 $PH_2$O가 인회석이 UBS에서 정출 되는 것을 방해하였을 것이다. 이와 같은 인회석의 특성을 고려해서 Skaergaard분화작용을 modeling하면 희토류는 폐쇄계로서의 예상된 경향을 따른다 이와 같은 결과는 최종 20% 분화작용기간 중에 양적으로 상당한 양의 마그마의 주입이나 분출을 수반하는 그 어떤 Skaergaard 암체의 분화model도 배격한다.

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