• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.1-11
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• 2022

As abnormal climates occur due to the increase in greenhouse gases at home and abroad, various problems such as human casualties, crop damage, energy depletion, and economic loss due to heat diseases, which are one of the extreme climate phenomena, are following one after another. In response, the government has established the 'Climate Crisis Response Special Committee' since 2018, when it recorded the greatest damage in history due to heat waves, and has been carrying out budget formation and reform of laws and systems every year to respond to heat waves. However, in relation to the heat wave damage reduction facility that is being expanded with a large budget, there is no prior research related to the degree of heat loss due to the use of the facility, the difference in effects between specific groups, and the economic effect that comes back compared to the invested budget. Therefore, from a midto long-term perspective, it is expected that it will be difficult to establish a clear direction for policy making. Therefore, in this study, representative facilities were selected according to the principle of heat reduction among the currently expanded heat damage reduction facilities, and a questionnaire survey was conducted for users of each reduction facility (waterfall, awning, pond, and elastic pavement). Accordingly, the change in the sense of heat according to the use of the heat damage reduction facility was checked, and the change in the sense of heat according to the group characteristics (gender, age, metabolic rate) was analyzed to examine the characteristics of the relationship between the facility and the users.

• 한국지리정보학회지
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• 제26권1호
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• pp.89-113
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• 2023

본 연구는 폭염 취약지역을 도출하고, 폭염 피해와의 공간적 일치성 분석을 통해 공간 유형화 및 정책적 방향성에 대해 논의하고자 한다. 연구 방법은 IPCC의 기후변화 취약성 평가와 공간통계 비교분석을 활용하였으며, 폭염이 가장 극심했던 2018년을 포함하는 5개년(2015~2019)의 전국 시군구를 대상으로 하였다. 폭염 취약성은 다양한 요소 중 폭염 영향을 나타내는 폭염일수(노출)가 가장 큰 영향을 미치고 있었으며, 폭염에 대한 민감도와 적응 능력은 지역의 특성에 따라 경향성이 나타나는 것으로 확인되었다. 폭염 취약성과 피해의 관계는 공간적 일치성을 통해 4개 유형으로 구분하였으며, 취약성과 피해가 정의 관계를 가지는 Hot to Hot, Cold to Cold 유형과 역의 관계를 가지는 Hot to Cold, Cold to Hot 유형을 도출하였다. 이는 유형별로 지역의 특성과 현황이 상이하므로 유형에 따라 개선을 위한 정책과 연구의 방향성을 달리 설정해야 한다는 시사점을 남긴다. 해당 연구는 폭염 취약성과 피해를 함께 고려하여 지역을 유형화하고, 유형별 대응 방향성에 대해 살펴본 점에서 추후 폭염 관련 정책 수립에 기초자료로 활용되기를 기대한다.

• Wind and Structures
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• 제11권2호
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• pp.97-120
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• 2008

Wind and wave loadings have a predominant role in the design of offshore structures in general, and articulated tower in particular for a successful service and survival during normal and extreme environmental conditions. Such towers are very sensitive to the dynamic effects of wind and wind generated waves. The exposed superstructure is subjected to aerodynamic loads while the submerged substructure is subjected to hydrodynamic loads. Articulated towers are designed such that their fundamental frequency is well below the wave frequency to avoid dynamic amplification. Dynamic interaction of these towers with environmental loads (wind, waves and currents) acts to impart a lesser overall shear and overturning moment due to compliance to such forces. This compliancy introduces geometric nonlinearity due to large displacements, which becomes an important consideration in the analysis of articulated towers. Prediction of the nonlinear behaviour of these towers in the harsh ocean environment is difficult. However, simplified realistic mathematical models are employed to gain an important insight into the problem and to explore the dynamic behaviour. In this paper, various modeling approaches and solution methods for articulated towers adopted by past researchers are reviewed. Besides, reliability of articulation system, the paper also discussed the design, installation and performance of articulated towers around the world oceans.

• 한국해양공학회지
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• 제30권6호
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• pp.440-450
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• 2016

The capsizing and consequent sinking of a coastal car ferry was recently reported, with numerous human casualties. The primary cause was determined to be a sudden turn with improperly stowed and secured cargo. Part I of this study introduces how long term acceleration components are determined from seakeeping analyses. A carferry with a displacement of 1,633 tonf was selected as the target vessel. Sea data that included the significant wave heights and periods were collected at four observation buoys, some of which were far away from two main voyage routes: Incheon-Jeju and Pusan-Jeju. Frequency response analyses were performed to obtain the linearized radiation force coefficients, hydrostatic stiffnesses, and wave excitation forces. Time response analyses were sequentially performed to produce the motion-induced acceleration processes. The probabilistic distributions of the acceleration components were determined using a peak and valley counting method. Long term extreme acceleration components were proposed as a final result.

• Ocean Systems Engineering
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• 제7권4호
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• pp.413-433
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• 2017

The dynamic and structural responses of a 1000-m long circular submerged floating tunnel (SFT) with both ends fixed under survival irregular-wave excitations are investigated. The floater-mooring nonlinear and elastic coupled dynamics are modeled by a time-domain numerical simulation program, OrcaFlex. Two configurations of mooring lines i.e., vertical mooring (VM) and inclined mooring (IM), and four different buoyancy-weight ratios (BWRs) are selected to compare their global performances. The result of modal analysis is included to investigate the role of the respective natural frequencies and elastic modes. The effects of various submergence depths are also checked. The envelopes of the maximum/minimum horizontal and vertical responses, accelerations, mooring tensions, and shear forces/bending moments of the entire SFT along the longitudinal direction are obtained. In addition, at the mid-section, the time series and the corresponding spectra of those parameters are also presented and analyzed. The pros and cons of the two mooring shapes and high or low BWR values are systematically analyzed and discussed. It is demonstrated that the time-domain numerical simulation of the real system including nonlinear hydro-elastic dynamics coupled with nonlinear mooring dynamics is a good method to determine various design parameters.

• 한국해양공학회지
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• 제36권6호
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• pp.364-379
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• 2022

Coastal communities have been vulnerable to extreme coastal flooding induced by hurricanes and tsunamis. Many studies solely focused on the overland flow hydrodynamic and loading mechanisms on individual inland structures or buildings. Only a few studies have investigated the effects of flooding mitigation measures to protect the coastal communities represented through a complex series of building arrays. This study numerically examined the performance of flood-mitigation measures from tsunami-like wave-induced overland flows. A computational fluid dynamic model was utilized to investigate the performance of mitigation structures such as submerged breakwaters and seawalls in reducing resultant forces on a series of building arrays. This study considered the effects of incident wave heights and four geometrically structural factors: the freeboard, crest width of submerged breakwaters, and the height and location of seawalls. The results showed that prevention structures reduced inundation flow depths, velocities, and maximum forces in the inland environment. The results also indicated that increasing the seawall height or reducing the freeboard of a submerged breakwater significantly reduces the maximum horizontal forces, especially in the first row of buildings. However, installing a low-lying seawall closer to the building rows amplifies the maximum forces compared to the original seawall at the shoreline.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.355-355
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• 2021

극한 폭염사상은 지난 20세기 이후 점점 더 빈번하게 발생하고 있으며, 더 광범위한 지역에서 발생하고 있다. 이러한 폭염사상은 다가오는 지구 온난화 시대에서 그 강도가 더 강해지고 지속기간이 길어질 것으로 예상되고 있다. 본 연구에서는 극한강우에 대한 강우강도-지속기간-빈도(intensity-duration-frequency, IDF)곡선의 개념을 폭염사상에 적용하여 미래의 극심한 폭염사상에 대한 발생확률, 강도 및 지속날짜(heat wave intensity-persistence day-frequency, HPF) 간의 관계를 확인해보고자 한다. 또한 해당 모델의 불확실성은 베이지안 기법을 이용하여 분석하였다. 우리나라 6개 주요 지역(대관령, 서울, 대전, 대구, 광주, 부산)에 대해 16개의 미래 일 최대 기온 앙상블 자료를 이용하여 비정상성 HPF곡선을 적용하였다. 미래 극한 폭염 앙상블 결과를 분석한 결과, 2050년을 기준으로 지속기간 2일에 대해 극한 폭염의 강도가 RCP 4.5 이하 시나리오 기준 1.23 ~ 1.69 ℃ 범위에서 상승할 가능성이 높은 것으로 나타났으며, RCP 8.5 이하 시나리오 기준의 경우 1.15 ~ 1.96 ℃ 범위로 나타났다. 또한 HPF 모델의 매개변수 추정으로 인한 불확실성의 경우, 다양한 기후 모델의 변동성으로 인한 불확실성보다 크게 나타났다. 모델의 매개변수 추정에 따른 불확실성을 반영한 결과, 2010~2050년에 해당하는 폭염의 강도에 대한 delta change의 95% 신뢰구간은 RCP 4.5 이하에서 0.53 ~ 4.94 ℃, RCP 8.5 이하에서 0.89 ~ 5.57 ℃로 나타났다.

• 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.

• Journal of the Korean Data Analysis Society
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• 제20권6호
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• pp.2829-2840
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• 2018

음이 아닌(non-negative) 측정값을 가지는 확률변수에 있어서, 영(0)이 과도하게 측정되는 자료를 반연속형(semi-continuous) 자료와 영-과잉(zero-inflated) 자료로 구분한다. 이러한 자료에서는 특정 확률 분포(probability distribution) 하에서의 확률보다 훨씬 큰 확률로 0을 관측하게 되는데, 연속형(continuous) 확률분포를 고려하는 경우에는 반연속형으로, 이산형(discrete) 확률분포를 고려하는 경우에는 영-과잉이라고 한다. 본 연구에서는 경계값(0)의 측정 여부에 관한 모형과 0보다 큰 확률변수에 대한 확률분포를 활용한 모형 등 두 개의 부문으로 이루어진 모형, 즉 2-부문 모형(two-part model)을 소개하고자 한다. 특히, 이산형 확률분포 중 포아송 분포와 음이항 분포를 고려한 영-과잉 회귀모형(regression model)을 설명하고 그 특성을 파악하고자 한다. 실증연구에서는 이러한 영-과잉 회귀모형을 활용하여 지난 10년(2009년부터 2018년) 간 한국의 여름철(6-8월) 폭염주의보(heat-wave advisory) 및 폭염경보(heat-wave warning) 발생일수를 적합하였다. 또한 공간예측기법 중 하나인 범용크리깅(universal kriging)을 이용하여 적합결과를 바탕으로 한 폭염 발생일수에 대한 예측지도를 작성하였다.

• 한국산업보건학회지
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• 제32권4호
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• pp.402-413
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• 2022

Objectives: In this study, the scale of exceeding the extreme heat exposure standard at the construction site was estimated using the nationally approved statistical data and wet bulb globe temperature modeling method. By comparing and analyzing the modeling results with the existing work environment monitoring results, the risk of heat exposure at outdoor construction sites was considered. Methods: Using the coordinates of second level administrative districts and meteorological observatories as the key, the automated synoptic observing system data and building permit data for 2021 were matched. The wet-bulb temperature was obtained using Stull's formula, and the globe temperature was obtained using the Tg_KMA2006 model. WBGT was calculated using these. Excess rates were obtained compared to exposure limits for heavy work-continuous work and moderate work-25% rest. It was compared with the results of the work environment monitoring in 2020. Results: As a result, 1,827,536 cases were estimated for 11,052 workplaces in one year. This is much higher than the 5,116 cases of 3818 workplaces of the existing work environment monitoring results. It is confirmed that the exposure limit was exceeded in 10.6~24.0% of the entire period and 70.2~84.1% of the peak period of the heat wave. It is very high compared to 0.9% of the existing work environment monitoring result. Conclusions: It is necessary to improve the system of monitoring and statistics related to extreme heat. Additional considerations are needed regarding WBGT estimation methods, meteorological data, and evaluation time. Various follow-up risk assessment studies for other industries and time series need to be continued.