• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.55 no.6
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• pp.421-435
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• 2022

As natural disasters have been increasing due to climate change, sustainable solutions are in need to alleviate the degree of drought hazard, assess and project the drought influence based on future climate change scenarios. In assessing drought risk, socio-economic factors of the region must be considered along with meteorological factors. This study categorized drought hazard, exposure, and vulnerability as three major components of drought risk according to the Intergovernmental panel on Climate Change (IPCC) risk assessment framework, and selected indices for each component to quantify the drought risk in South Korea according to the mid-size basins. Combinations of climate scenarios (Representative Concentration Pathway; RCP 2.6 and RCP 8.5) and socio-economic scenarios (Shared Socio-economic Pathways; SSP 1, SSP2 and SSP3) for the near future (2030-2050) ant the far future (2080-2099) were utilized in drought risk analysis, and results were compared with the historical data (1986-2005). In general, the drought risks for all scenarios shows large increases as time proceeds to the far furture. In addition, we analyzed the rank of drought hazard, exposure, vulnerability for drought risk, and each of their contribution. The results showed that the drought hazard is the most contributing component to the increase of drought risk in future and each basin shows varying contributing components. Finally, we suggested countermeasures for each basin according to future climate change scenarios, and thus this study provides made the basis for establishing drought management measures.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.42 no.1
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• pp.33-50
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• 2009

The impact on hydrologic components considering future potential climate, land use change and vegetation cover information was assessed using SLURP (Semi-distributed Land-Use Runoff Process) continuous hydrologic model. The model was calibrated (1999 - 2000) and validated (2001 - 2002) for the upstream watershed ($260.4\;km^2$) of Gyeongancheon water level gauging station with the coefficient of determination and Nash-Sutcliffe efficiency ranging from 0.77 to 0.60 and 0.79 to 0.60, respectively. Two GCMs (MIROC3.2hires, ECHAM5-OM) future weather data of high (A2), middle (A1B) and low (B1) emission scenarios of the IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) were adopted and the data was corrected by 20C3M (20th Century Climate Coupled Model) and downscaled by Change Factor (CF) method using 30 years (1977 - 2006, baseline period) weather data. Three periods data of 2010 - 2039 (2020s), 2040 - 2069 (2050s), 2070 - 2099 (2080s) were prepared. To reduce the uncertainty of land surface conditions, future land use and vegetation canopy prediction were tried by CA-Markov technique and NOAA NDVI-Temperature relationship respectively. MIROC3.2 hires and ECHAM5-OM showed increase tendency in annual streamflow up to 21.4 % for 2080 A1B and 8.9 % for 2050 A1B scenario respectively. The portion of future predicted ET about precipitation increased up to 3 % in MIROC3.2 hires and 16 % in ECHAM5-OM respectively. The future soil moisture content slightly increased compared to 2002 soil moisture.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.30 no.2B
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• pp.107-120
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• 2010

The effect of potential future climate change on the inflow of agricultural reservoir and its impact to downstream streamflow by reservoir operation for paddy irrigation water was assessed using the SLURP (semi-distributed land use-based runoff process), a physically based hydrological model. The fundamental input data (elevation, meteorological data, land use, soil, vegetation) was collected to calibrate and validate of the SLURP model for a 366.5 $km^2$ watershed including two agricultural reservoirs (Geumgwang and Gosam) located in Anseongcheon watershed. Then, the CCCma CGCM2 data by SRES (special report on emissions scenarios) A2 and B2 scenarios of the IPCC (intergovernmental panel on climate change) was used to assess the future potential climate change. The future weather data for the year, m ms, m5ms and 2amms was downscaled by Change Factor method through bias-correction using 3m years (1977-2006) weather data of 3 meteorological stations of the watershed. In addition, the future land uses were predicted by modified CA (cellular automata)-Markov technique using the time series land use data fromFactosat images. Also the future vegetation cover information was predicted and considered by the linear regression between monthly NDVI (normalized difference vegetation index) from NOAA AVHRR images and monthly mean temperature using eight years (1998-2006) data.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.89-89
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• 2023

인간 활동에 의해 발생한 전 지구적 기후변화는 다양한 분야에 영향을 미치고 있다. 특히, 군락을 기반으로 서식하는 동식물은 기후변화에 가장 취약하며, 대부분의 군락 위치가 북상하거나 멸종 위기에 처해있다. 2022년에 발표된 IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change) 보고서는 섭씨 5도 이상 상승하면 생물군의 60%가 멸종될 것이라고 보고하였으며, 고위도와 고도로 이동하여 봄철 식물 성장이 과거보다 더욱 가속화 될 것으로 예측하였다. 따라서, 온실가스 농도에 따른 전 지구적 기후변화 분석은 다양한 분야에서 지속가능한 완화 및 적응 정책을 결정하는데 필요하다. 본 연구는 SSP2-4.5와 SSP5-8.5를 이용하여 Koppen-Geiger의 기후대 분류에 따른 전 지구 규모(아시아, 유럽, 남아메리카, 북아메리카, 오세아니아, 아프리카)의 과거 및 미래 기후대에 대한 변화를 분석하였다. 과거 기간의 기후대를 추정하기 위해 25개 CMIP6(Coupled Model Intercomparison Project 6) GCM(General circulation model)의 월 단위 강수량과 표면 온도를 사용하였으며 6개의 기간으로 구분하여 기후대 변화를 비교하였다. 더 나아가, 미래 기후대를 예측하기 위해 SSP(Shared Socioeconomic Pathways)2-4.5와 SSP5-8.5의 미래 기후변수를 사용하였으며, 전망 기간을 7개로 구분하여 전망 기간의 기후대를 변화를 비교하였다. 본 연구의 결과로는 온실가스 농도가 높은 시나리오에서는 북아메리카, 아시아, 유럽의 툰드라와 영구동토층이 가파르게 감소하였으며, 온대 기후 중 습한 아열대 기후대의 면적이 급속도로 증가하였다. 더 나아가, 남아메리카의 경우 대륙성 기후대가 지속적으로 감소하는 반면에 열대 우림 기후대는 증가한다. 오세아니아의 미래 기후대는 몬순의 영향을 받는 아열대 기후대가 증가하고 열대 우림은 증가할 것으로 예측하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.1097-1101
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• 2008

본 연구에서는 SLURP 수문모형을 이용하여 미래기후와 예측된 토지이용자료 및 식생의 활력도를 고려한 상태에서 하천유역의 유출 및 증발산량에 미치는 영향을 분석하였다. 경안천 상류유역($260.04\;km^2$)을 대상유역으로 선정하여 4개년(1999-2002) 동안의 일별 유출량 자료를 바탕으로 모형의 보정(1999-2000)과 검증(2001-2002)을 실시하였다. 모형의 보정 및 검정 결과 Nash-Sutcliffe 모형효율은 0.79에서 060의 범위로 나타났다. 미래 기후자료는 IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)에서 제공하는 A1B 기후변화시나리오의 MIROC3.2 hires, ECHAM5-OM, HadCM3 모델의 결과값을 이용하였다. 먼저 과거 30년 기후자료(1977-2006, baseline)를 바탕으로 각 모델별 20C3M(20th Century Climate Coupled Model)의 모의 결과값을 이용하여 강수와 온도를 보정한 뒤 Change Factor Method로 Downscaling하였다. 미래 기후자료는 2020s(2010-2039), 2050s(2040-2069), 2080s(2070-2099)의 세 기간으로 나누어 분석하였다. 미래 토지이용은 과거 시계열 Landsat 토지이용도를 이용하여 CA-Markov기법으로 예측된 토지이용을 사용하였으며, 미래의 식생정보 예측을 위하여 NOAA/AVHRR 위성영상으로부터 추출된 월별 NDVI(1998-2002)와 월평균기온간의 선형 회귀식을 도출하여 미래의 식생지수 정보를 추정하였다. 모형의 적용결과, 미래기후변화에 따른 연평균 하천유출은 현재보다 최대 2020s는 23.9%, 2050s는 40.7%, 2080s는 39.5% 증가하였다. 봄 강수량 패턴의 변화로 유출량 증가하는 것으로 나타났으며 여름에는 유출량은 감소하고 증발산량은 증가하는 결과를 보였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.529-533
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• 2008

본 연구는 미래기후변화가 공간해상도(5, 10, 30m)에 따른 토양유실량의 변화에 미치는 영향을 분석하고 자하였다. 연구대상지역은 경안천 최상류에 위치한 $1.16km^2$의 농촌 소유역을 대상으로 공간해상도별(5, 10, 30m) RS 및 GIS 자료를 생성하고, GIS 기반의 RUSLE(Revised Universal Soil Loss Equation) 모형을 채택하여 토양유실량을 분석하였다. 기후변화 시나리오는 IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)에 서 제공하는 GCM(Global climate model) 중에서 MIROC3.2 hire의 A1B, B1 시나리오를 이용하였으며, 과거 30년간(1977-2006)의 기상자료 통계정보를 기준으로 Change Factor Downscaling 기법을 적용하여 2020s년 (2010-2039), 2050s년(2040-2069), 2080s년(2069-2099) 전후의 각 30년간의 미래 강우량을 재생산하여 사용하였다. 그 결과 강수량은 2080s년에 A1B 시나리오의 경우 연평균 강수량은 270.37mm, 최대 강수량은 65.71mm 증가하였고, B1 시나리오의 경우 연평균 강수량은 37.11mm, 최대 강수량은 48.46mm 증가하는 것으로 나타났다. 구축한 미래 강우량을 RUSLE 인자 중 R 인자에 적용하여 2020s년, 2050s년, 2080s년의 토양유실량을 분석한 결과, 미래강수량이 증가함에 따라 공간해상도별 토양유실량도 증가하는 것으로 분석되었다. 평균토양유실량을 시나리오별로 보면, A1B 시나리오의 경우 2080s을 기준으로 1/5,000 scale에서는 약 0.18 ton/ha/year, 1/25,000 scale에서는 약 0.07 ton/ha/year, 1/50,000 scale에서는 약 0.07 ton/ha/year의 유실량이 각 공간해상도별로 증가하였다. B1 시나리오의 경우 2080s을 기준으로 1/5,000 scale에서는 약 0.03 ton/ha/year, 1/25,000 scale에서는 약 0.01 ton/ha/year, 1/50,000 scale에서는 약 0.01 ton/ha/year의 토양유실량이 증가한 것으로 분석되었다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.46 no.12
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• pp.1235-1247
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• 2013

This study is to evaluate the climate change impact on future storage behavior of Chungju dam($2,750{\times}10^6m^3$) and the regulation dam($30{\times}10^6m^3$) using SWAT(Soil Water Assessment Tool) model. Using 9 years data (2002~2010), the SWAT was calibrated and validated for streamflow at three locations with 0.73 average Nash-Sutcliffe model Efficiency (NSE) and for two reservoir water levels with 0.86 NSE respectively. For future evaluation, the HadCM3 of GCMs (General Circulation Models) data by scenarios of SRES (Special Report on Emission Scenarios) A2 and B1 of the IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) were adopted. The monthly temperature and precipitation data (2007~2099) were spatially corrected using 30 years (1977~2006, baseline period) of ground measured data through bias-correction, and temporally downscaled by Change Factor (CF) statistical method. For two periods; 2040s (2031~2050), 2080s (2071~2099), the future annual temperature were predicted to change $+0.9^{\circ}C$ in 2040s and $+4.0^{\circ}C$ in 2080s, and annual precipitation increased 9.6% in 2040s and 20.7% in 2080s respectively. The future watershed evapotranspiration increased up to 15.3% and the soil moisture decreased maximum 2.8% compared to baseline (2002~2010) condition. Under the future dam release condition of 9 years average (2002~2010) for each dam, the yearly dam inflow increased maximum 21.1% for most period except autumn. By the decrease of dam inflow in future autumn, the future dam storage could not recover to the full water level at the end of the year by the present dam release pattern. For the future flood and drought years, the temporal variation of dam storage became more unstable as it needs careful downward and upward management of dam storage respectively. Thus it is necessary to adjust the dam release pattern for climate change adaptation.

• Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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• v.49 no.6
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• pp.720-730
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• 2016

Greenhouse-gas emission factors are widely used to estimate emissions arising from a defined unit of a specific activity. Such estimates are used both for international reporting to the United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) and for myriad national and sub-national reporting purposes (for example, European Union Emissions Trading Scheme; EU ETS). As with the other so-called 'Kyoto protocol GHGs', the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) provides a methodology for national and sub-national estimation of $N_2O$ emissions, based on the sector from which the emissions arise. The objective of this study was to develop a integrated emission factor to estimate the direct $N_2O$ emission from an agricultural field cultivated with the red pepper, soy bean, spring cabbage, autumn cabbage and potato in 2010~2012. Emission factor of $N_2O$ calculated using accumulated $N_2O$ emission, N fertilization rate, and background $N_2O$ emission over three year experiment was $0.00596{\pm}0.001337kg$ $N_2O-N(N\;kg)^{-1}$. More extensive studies need to be conducted to develop $N_2O$ emission factors for other upland crops in the various regions of Korea because $N_2O$ emission is influenced by many factors including climate characteristics, soil properties, and agricultural practices.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.386-386
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• 2021

대기 중 온실가스 농도는 인간의 인위적 활동에 의해 증가하고 있으며, 이로 인하여 발생하는 기후변화는 극한 수문 사상에 상당한 영향을 미치고 있다. 특히, 기후변화로 인한 강수 특성의 변화는 홍수, 가뭄, 태풍 등과 같은 극한사상의 변화로 이어지며, 급격한 도시화와 복잡한 사회기반시설물 등과 맞물려 더욱 취약한 홍수위험 문제로 대두된다. 기후변화에 따른 미래의 불확실한 변화에 적응하기 위하여 다양한 기후모델들이 개발되었고, 기후변화와 관련된 많은 응용 연구들이 기후모델에서 모의된 자료를 기반으로 미래를 전망하고 있다. IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) 제6차 평가보고서(The 6th Assessment Report: AR6)에서는 사회경제 구조의 변화를 반영한 공통사회경제경로 시나리오(Shared Socioeconomic Pathways, SSP) 개념을 도입하였다. SSP 시나리오는 사회경제 변화를 기준으로 기후변화에 대한 완화와 노력에 따라 5개의 시나리오로 구별된다. 기상청 기후정보포털(http://www.climate.go.kr/)에서는 4개 조합의 시나리오(SSP1-RCP2.6, SSP2-RCP4.5, SSP3-RCP7.0, SSP5-RCP8.5) 결과가 제공된다. 자료는 동아시아 지역에 대해 생산한 자료로 25km의 공간해상도를 가지고 있으며, 현재모의기간(1979-2014, S_HIST)과 미래시나리오기간(2015-2020, S_SSP)으로 구분된다. 본 연구에서는 전술한 SSP-RCP 시나리오 조합 중 SSP1-RCP2.6, SSP5-RCP8.5 조합을 이용하여 광주지역 극한강우의 미래 변화를 분석하였다. 시나리오 기반 강우자료의 통계적 특성 분석을 위해 연최대 자료를 추출하여 경향성 및 변동성 분석을 수행하였고, 광주지역 강우 자료에 내재된 특성 변화를 정량적으로 분석하였다.

• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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• v.14 no.3
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• pp.236-256
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• 2011

Forest carbon stocks change due to land use change is an important data required by UNFCCC(United Nations framework convention on climate change). Spatially explicit estimation of forest carbon stocks based on IPCC GPG(intergovernmental panel on climate change good practice guidance) tier 3 gives high reliability. But a current estimation which was aggregated from NFI data doesn't have detail forest carbon stocks by polygon or cell. In order to improve an estimation remote sensing and GIS have been used especially in Europe and North America. We divided research trends in main countries into 4 categories such as remote sensing, GIS, geostatistics and environmental modeling considering spatial heterogeneity. The easiest way to apply is combination NFI data with forest type map based on GIS. Considering especially complicated forest structure of Korea, geostatistics is useful to estimate local variation of forest carbon. In addition, fine scale image is good for verification of forest carbon stocks and determination of CDM site. Related domestic researches are still on initial status and forest carbon stocks are mainly estimated using k-nearest neighbor(k-NN). In order to select suitable method for forest in Korea, an applicability of diverse spatial data and algorithm must be considered. Also the comparison between methods is required.