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평년 기후자료를 활용한 국내 벼 안전출수 한계기의 시공간적 변화 평가 (Spatiotemporal Assessment of the Late Marginal Heading Date of Rice using Climate Normal Data in Korea)

  • 이동준;김준환;김광수
    • 한국농림기상학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.316-326
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    • 2014
  • 출수한계기의 설정을 통해 이앙한계기 및 파종한계기 추정이 가능하며, 이는 이모작 가능 지대를 파악할 수 있게 하여 기후변화에 따른 작부체계 설정에 도움을 줄 수 있다. 본 연구에서는 과거평년인 1971년부터 2000년까지의 기상자료와 현재평년인 1981년부터 2010년까지의 기상자료를 이용하여 51개의 관측지점에서의 출수한계기를 설정하였으며 최대 잠재적 수량 개념인 기후등숙량을 이용하여 생산성을 검정하였다. 출수 후 40일 동안 평균기온의 누적온도를 이용하여 계산되는 출수한계기를 설정하기 위해 $760^{\circ}C$, $800^{\circ}C$, $840^{\circ}C$$880^{\circ}C$를 기준온도로 사용하였다. 또한, 기후등숙량은 출수 후 40일 간의 평균온도 및 일조시간을 이용하였다. 출수한계기에서 출수를 하였을 경우 일반적인 벼 재배시기에 비해 수량이 얼마나 감소하는지를 분석하기 위해 출수한계기에서의 기후등숙량을 기후등숙량의 최대값으로 나눠 그 비율값인 $CYP/CYP_{max}$을 구하였다. 출수한계기 분석 결과 과거평년에 비해 현재평년에서 출수한계기가 앞당겨지거나 변화가 없는 관측지점도 있었으나 대부분의 지점에서 출수한 계기가 늦추어졌으며 기준온도별로 그 변화가 상이하였다. $CYP/CYP_{max}$값은 모든 조건에서 81.8%이상의 값을 보였으며 대부분의 조건에서 90%이상의 값을 보였다. 따라서, 출수한계기까지 출수를 늦추더라도 기후적인 측면에서는 수량에 대한 손실이 크지 않을 것으로 사료된다. 출수한계기가 늦추어진 경우, 이는 이앙한계기 역시 늦추어질 것을 나타내며, 결국, 기후변화 조건에서 이모작 가능 지역이 증가할 가능성이 높을 것으로 사료되었다. 본 연구는 출수 후 40일간의 평균온도와 일조만을 대상으로 분석하여, 급작스러운 기온저하나 개화기 고온장해 등과 같은 기상장해 등은 고려하지 않았다. 따라서, 등숙기 기간동안의 특이적인 기상조건을 고려하고 보다 생물리학적인 수량예측을 위해 작물 모델을 사용한 연구가 추후에 수행되어야 할 것으로 사료된다. 또한, 이러한 방법을 사용하여 우리나라뿐만 아니라 동아시아 지역에서 미래기후조건에서의 재배한계기에 대한 분석를 통해 지역적인 기후변화적응 대책에 대한 연구가 필요할 것이다.

북한 지역의 기온 자료를 활용한 벼 출수 한계기 및 재배 기간 분석 (Temperature Data-Based Assessment of the Marginal Heading Dates and the Growth Duration of Rice in the Regions of North Korea)

  • 양운호;강신구;김숙진;최종서;박정화
    • 한국농림기상학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.284-295
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    • 2018
  • 본 연구는 북한 27개 기상 관측 지역의 36년간 평균기온 자료를 활용하여 지역별 벼 안전 출수 한계기, 출수 만한기, 재배 가능 빈도 및 생육 기간을 분석하기 위하여 수행하였다. 안전 출수 한계기와 출수 만한기는 장진, 풍산, 삼지연의 3개 지역을 제외한 24개 지역에서 출현하였으며, 연도별 안전 출수 한계기와 출수 만한기의 중위값은 혜산에서 각각 7월 16일과 27일로 가장 빨리 출현하였고, 해주에서 각각 8월 18일과 28일로 가장 늦게 출현하였다. 연도별 안전 조기 이앙 한계기부터 안전 출수 한계기까지 기간의 중위값은 혜산 51일~평양 109일, 출수 만한기까지 기간의 중위값은 혜산 65일~남포 119일 범위로, 안전 출수 한계기 보다 출수 만한기 기준 출수 소요일수의 중위값이 지역에 따라 9~15일 증가하였다. 연도별 안전 조기 이앙 한계기부터 안전 출수 한계기 및 출수 만한기까지 기간의 상한값과 하한값은 지역에 따라 각각 21~50일과 13~51일의 큰 차이를 나타내었다. 안전 조기 이앙 한계기 이후 출수기까지 60일 이상 확보되는 비율이 80% 이상인 지역은 안전 출수 한계기를 적용한 경우에 개성, 해주, 용연, 신계, 사리원, 남포, 평양, 안주, 구성, 신의주, 장전, 원산, 함흥, 평강, 양덕, 희천, 수풍, 신포, 강계의 19개 지역이었으며, 출수 만한기를 적용한 경우에는 위 지역에 김책, 청진, 선봉, 중강이 추가된 23개 지역이었다. 지역에서 80% 이상의 확률로 출현한 대표 안전 출수 한계기는 평강 7월 24일~해주 8월 12일 범위였으며, 안전 조기 이앙 한계기에서 출수기까지 기간은 안전 출수 한계기 기준의 양덕 69일~해주 98일 대비 출수 만한기 기준에서 9~17일 길어졌다. 각 지역에서 안전 조기 이앙 한계기-출수기 평균기온은 안전 출수기와 안전 출수 한계기 및 출수 만한기 사이에 차이가 적었으나, 출수기-수확 만한기의 적산온도는 특히 출수 만한기 기준에서 크게 저하되었다. 안전 출수 한계기를 기준으로 수확 만한기까지 적산온도가 적정 수준인 지역은 양덕, 강계, 희천, 수풍, 용연, 구성, 안주, 신의주, 신계, 평양, 개성, 남포, 사리원의 13개 지역이었으며, $1,300^{\circ}C$ 이상으로 높은 지역은 신포, 함흥, 평강, 원산, 장전, 해주의 6개 지역이었다. 종합적으로, 북한 지역에서는 김책, 청진, 선봉, 중강까지는 벼 한계 재배 지역을 확대할 수 있을 것으로 판단되며, 이외의 지역 중 출수 소요일수가 짧으면서 등숙 적산온도가 충분한 지역에서는 안전 출수 한계기보다 출수기를 늦추는 방안에 대한 검토 필요성이 제기된다.

냉매 R410A를 적용한 실내 열교환기 설계 (Design of an Indoor Heat Exchanger that Apply Refrigerant R410A)

  • 김범찬;박창석;차우호;김성수;강용태
    • 대한설비공학회:학술대회논문집
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    • 대한설비공학회 2008년도 하계학술발표대회 논문집
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    • pp.317-322
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    • 2008
  • The objectives of this paper are to study the effects of thermal and geometric conditions on the performance of indoor heat exchanger with R410A for Gas Engine Driven Heat Pump (GHP) application and to find optimum design conditions of indoor heat exchanger by parametric analysis for the key parameters. In the air side, moisture out of the humid air condenses on the fin surface while the refrigerant (R410A) boils inside the smooth tube. Therefore this study uses Log Mean Enthalpy Difference (LMHD) method to analyze the heat transfer from the humid air to the refrigerant of R410A. The results show that fin pitch and longitudinal pitch have significant effect on the heat exchanger preformance. This study will provide the guideline for optimum design of indoor heat exchanger with R410A for GHP application.

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Performance Analysis of an Indoor Heat Exchanger with R-410A for GHP Application

  • Lee, Jong-Ho;Kim, Sung-Soo;Cha, Woo-Ho;Kang, Yong-Tae
    • International Journal of Air-Conditioning and Refrigeration
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    • 제17권4호
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    • pp.129-134
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    • 2009
  • The objectives of this paper are to study the effects of thermal and geometric conditions on the performance of indoor heat exchangers with R-410A for Gas Engine Driven Heat Pump (GHP) application and to find the optimum design conditions of indoor heat exchangers by parametric analysis for the key parameters. The key parameters are number of tube row, number of tube pipe, fin pitch and transverse tube pitch. In the air side, moisture out of the humid air condenses on the fin surface while the refrigerant (R-410A) boils inside the smooth tube. Therefore this study uses Log Mean Enthalpy Difference (LMHD) method to analyze the heat transfer from the humid air to the refrigerant. This study determines the heat exchanger size, air side/refrigerant side pressure drop and overall heat transfer coefficient. Optimum design conditions for the key parameters are also determined by the parametric analysis. The results show that number of rows and pipes, fin pitch have significant effect on the heat exchanger size. It is also found that the tube length of the louver fin is $17{\sim}30%$ shorter than that of the plate fin.

북한 저온 지역의 기온과 일장 조건에서 벼 품종의 출수 반응 (Heading Response of Rice Varieties under Temperature and Day-Length Conditions of Low-Temperature Regions in North Korea)

  • 양운호;강신구;최종서;이대우;이석기;채미진
    • 한국작물학회지
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    • 제66권3호
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    • pp.190-200
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    • 2021
  • 북한 저온 지역의 재배 기간과 환경 적응 벼 품종 선정을 위해 각 지역의 조기이앙 한계기 - 출수기 기간 중 기온과 일장 변화 조건에서 남한 조생종, 북한 품종, 중국 동북3성 품종을 공시하여 30일간 육묘한 산파묘와 포트묘의 출수 반응 차이를 검토한 결과는 다음과 같다. 1. 산파묘를 이앙재배하는 경우 안전출수 한계기가 나타나는 6지역에서 안전출수 한계기까지 출수한 품종은 지역에 따라 생육 기간이 매우 짧은 몇몇 품종으로 제한되거나 나타나지 않았으며, 남한 품종 중에서는 희천 환경에서 조운이 유일하였다. 2. 산파묘의 경우 안전출수 한계기 - 출수만한기 사이에 출수한 남한 품종은 기온이 상대적으로 높았던 함흥, 평강, 희천, 강계 환경에서 공통적으로 진부올, 백일미, 조운, 조품, 진옥, 조평, 산호미, 오대였으며, 신포 조건에서는 조운, 기온이 낮았던 양덕, 김책, 청진, 선봉, 중강에서는 나타나지 않았다. 3. 산파묘의 출수소요일수는 모든 10지역 환경에서 서로 유의확률 1% 수준에서 정의 상관관계를 보였다. 4. 포트묘의 출수소요일수는 산파묘에 비하여 전반적으로 단축되었으나 차이가 없거나 증가하는 경우도 있었으며, 산파묘 대비 포트묘의 출수단축일수는 다른 지역과 유의한 상관을 보이지 않는 경우가 7지역에서 나타났다. 5. 산파묘 대비 포트묘의 출수소요일수 단축 정도는 남한품종 중 진옥에서 지역에 따라 8~13일, 북한 품종 중 선봉9가 7~15일로 컸으며, 중국 동북3성 품종은 묘 종류사이에 출수소요일수 차이가 적었다. 6. 포트묘 공시 남한 5품종 중 안전출수 한계기까지 출수한 품종은 함흥, 평강, 양덕, 신포, 강계의 5지역 환경에서 진옥, 희천 환경에서 진부올, 조품, 진옥이었으며, 김책과 중강에서는 진옥이 출수만한기까지 출수가 빨라져 적응성이 향상되었다. 7. 기온이 가장 낮은 청진과 선봉에서는 산파묘와 포트묘 모두 출수만한기까지 출수하는 품종이 없었으며, 이들 지역에 대하여는 생육이 더 진전된 묘의 출수 단축 효과를 검토할 필요성이 제기되었다.

북한 지역 기온과 일장 환경 적응 벼 품종의 출수생태 특성 분석 (Heading Ecology of Rice Varieties Adaptable to the Temperature and Day-Length Conditions in North Korean Regions)

  • 양운호;강신구;이대우;채미진
    • 한국작물학회지
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    • 제68권4호
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    • pp.236-245
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    • 2023
  • 북한 지역별 기온, 일장 환경 적응 벼 품종의 출수생태 특성을 알아보기 위하여 남한, 북한, 중국 동북 3성 40 품종의 기본영양생장성, 감광성, 감온성을 검정하고, 각 지역적응 품종의 특성을 분석한 결과는 다음과 같다. 1. 시험품종의 기본영양생장성은 12~43일, 감광성은 0~74일, 감온성은 15~33일 범위였는데, 공통적으로 조생종은 감광성이 작고 중생종과 중만생종은 감광성이 컸다. 2. 북한 주요 벼 재배 13 지역 환경에서 조, 중, 중만생종 40 품종을 모두 포함하여 검토하였을 때 출수소요일수는 감광성과 고도로 유의한 정의 상관을 보였으며, 북한저온 10 지역 환경에서 조생종 28 품종에서 검토하였을 때 출수소요일수는 감광성과는 유의성이 없었고 기본영양생장성 및 감온성과 유의한 상관관계를 나타내었다. 3. 벼 재배기간의 기온이 가장 높은 사리원과 평양 환경 적응 특성은 1) 감광성이 25~30 이하이거나, 2) 감광성이 그 이상인 경우, 안전출수한계기에 근접하여 출수한 품종의 기본영양생장성 - 감광성 관계식으로 구분되었다. 4. 기온이 비교적 높은 개성, 해주, 용연, 신계, 남포 환경적응 품종은 각 지역의 안전출수한계기에 인접하여 출수한 품종의 기본영양생장성 - 감광성 관계식을 기준으로 구분되었다. 5. 안주, 구성, 신의주, 장전, 원산, 수풍의 환경에서 안전출수한계기까지 출수한 품종과 함흥, 평강, 희천, 강계의 환경에서 출수만한기까지 출수한 품종은 감광성이 26일 이하이면서 기본영양생장성이 25~28일 이하에 분포하였다. 6. 기온이 낮고 재배기간이 짧은 양덕, 신포, 중강 환경에서 출수만한기까지 출수한 품종은 감광성이 작은 조생종 중기본영양생장성이 15~20일 이하로 작은 특성을 나타내었다. 7. 출수소요일수가 짧은 품종을 비교하였을 때 북한과 중국 동북 3성 품종은 남한 품종보다 출수소요일수와 기본영양생장성이 작았으므로, 생육기간이 짧은 국내 품종 육성을 위해서는 짧은 기본영양생장성의 도입이 제안되었다.