• 제목/요약/키워드: Land Surface Model

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부산 연안에서의 3차원 해륙풍 수치 모의 (A Three Dimensional Numerical Simulation of the Land and Sea breeze over Pusan Coastal Area, Korea.)

  • 문승의;김유근
    • 한국환경과학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.103-113
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    • 1993
  • The land and sea breeze over the Pusan coastal area is studied by three dimensional mesoscale numerical model. According to the results of the simulation experiments, both Pusan areas and Kimhae areas, the sea breeze began at 0800LST and the strongest at 1500LST and then at 1800LST. After midnight, the sea breeze changed about the land breeze and become weaker than that of the sea breeze in the daytime. Comparisons between calculations and observations showed that the characteristics of diurnal variation and v-component of the wind velocity relatively is similar to the Pusan areas. On the Kimhae areas, however, observations showed time lag which compared to the results of simulation experiments in the velocity of sea breeze and diurnal variation. From the above results, comparisons between calculations and observations is much more similar to the coastal areas than on the inland area.

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Effects of CO2 and Climate on water use efficiency and their linkage with the climate change

  • Umair, Muhammad;Kim, Daeun;Choi, Minha
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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    • pp.149-149
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    • 2019
  • Gross Primary production (GPP) and evapotranspiration (ET) are the two critical components of carbon and water cycle respectively, linking the terrestrial surface and ecosystem with the atmosphere. The ratio between GPP to ET is called ecosystem water use efficiency (EWUE) and its quantification at the forest site helps to understand the impact of climate change due to large scale anthropogenic activities such as deforestation and irrigation. This study was conducted at the FLUXNET forest site CN-Qia (2003-2005) using Community land model (CLM 5.0). We simulated carbon and water fluxes including GPP, ecosystem respiration (ER), and ET using climatic variables as forcing dataset for 30 years (1981-2010). Model results were validated with the FLUXNET tower observations. The correlation showed better performance with values of 0.65, 0.77, and 0.63 for GPP, ER, and ET, respectively. The model underestimated the results with minimum bias of -0.04, -1.67, and -0.40 for GPP, ER, and ET, respectively. Effect of climate 'CLIM' and '$CO_2$' were analyzed based on EWUE and its trend was evaluated in the study period. The positive trend of EWUE was observed in the whole period from 1981-2010, and the trend showed further increase when simulated with rising $CO_2$. The time period were divided into two parts, from 1981-2000 and from 2001 to 2010, to identify the warming effect on EWUE. The first period showed the similar increasing trend of EWUE, but the second period showed slightly decreasing trend. This might be associated with the increase in ET in the wet temperate forest site due to increase in climate warming. Water use efficiency defined by transpiration (TR) (TWUE), and inherent-TR based WUE (IT-WUE) were also discussed. This research provides the evidence to climate warming and emphasized the importance of long term planning for management of water resources and evaporative demand in irrigation, deforestation and other anthropogenic activities.

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지표수문모형의 하천유출 모의성능 개선 (Improving streamflow predictability in a land surface model)

  • 최현일;김영권
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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    • pp.345-345
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    • 2023
  • 기후변화에 대응하기 위한 가뭄과 홍수 등의 수재해 관리체계 수립의 필요성이 높아지고 있어, 기후예측모형과 연계하여 수문 및 에너지 순환과정에서 하천유출에 대한 기후변화 영향예측이 가능한 지표수문모형(Land Surface Model, LSM)의 개발과 적용이 요구되고 있다. 또한, LSM은 연속적이고 장기적인 유출을 모의할 수 있어 수재해에 관한 예측과 정보 제공에 유용하므로, 최근 수재해 예측시스템 구축을 위한 주요한 도구로 관심을 받고 있다. 이에 따라, 본 연구에서는 기후모형 CWRF(Climate-Weather Research and Forecasting Model)와 연계되어 물-에너지 순환모의가 가능한 최신 LSM 중 하나인 Common Land Model(CoLM)을 우리나라 유역의 장기하천유출모의에 적용하고자 한다. 대부분의 LSM은 지상의 물과 에너지 순환과정이 각 단일 격자의 수직적인 모의과정으로 제한되고 있었지만, 현재 지속적인 개선을 통해 많은 LSM에서 보다 현실적인 물과 에너지 변화를 모의하고자 노력하고 있다. 그러나, 지속적인 모형의 개선에도 불구하고(또는 그로 인해) 정교한 수학적 프로세스를 통합하여 개선된 최신 LSM은 오히려 복잡한 매개변수 체계, 매개변수 추정, 입력자료, 초기 및 경계조건 등에서 비롯된 불확실성이 존재하고 있다. 따라서, 모형의 주요 매개변수값의 추정은 모의결과의 성능과 안정성을 확보하기 위한 LSM의 모의에서 필수적인 과정 중 하나이다. 유역의 특성에 따라 결정되는 모형 매개변수는 관련자료의 부재 또는 관측의 부정확성으로 인해 검보정 과정을 통해 결정되어야 하므로, 유역의 수문특성을 최대한 반영하고 모형의 성능과 안정성을 확보하기 위해 모의목적에 따라 적절한 검보정 목적함수의 선정도 요구된다. CoLM과 같이 다양한 매개변수가 사용되는 LSM에서는 모의결과에 대한 불확실성을 줄이고, 모의목적에 따른 모형의 예측도 향상을 위해서 모의결과에 민감한 주요 매개변수의 검보정이 과정이 중요하다. 따라서, 본 연구에서는 격자기반 지표수문모형인 CoLM을 이용하여 우리나라 유역의 장기하천유출을 모의하는 과정에서 CoLM의 주요 매개변수 검보정에 필요한 적절한 목적함수의 적용을 통해 CoLM 장기하천유출 모의결과의 예측성능을 개선하고자 한다.

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국내 DGPS 내륙 기준국의 출력 증강에 따른 서비스 영역 분석 (Service Coverage Enhancement due to Output Power of Korean Land-based DGPS)

  • 김영완
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제15권10호
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    • pp.2059-2064
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    • 2011
  • 우리나라는 GPS 보정시스템인 DGPS 위성항법보정시스템이 해안용 11곳과 내륙용 6곳의 기준국이 설치 되어 운용되고 있다. 내륙 기준국은 위성항법 보정신호를 500W 출력으로 서비스하고 있으나, 산간 지역 등 국내 지역에 따라 음영지역이 발생한다. 본 논문에서는 내륙 기준국의 출력을 1kW 이내에서 증강할 경우, 내륙 기준국별 서비스 영역을 해석하고, 6곳의 내륙 기준국과 11곳의 해안 기준국과의 이중 서비스 영역을 고려하여 국내 내륙지역의 DGPS 서비스 음영지역을 분석한다. DGPS 전파 모델로는 중파 대역 전파 모델을 사용하고, 내륙 지역의 도전율은 보정된 지표 도전율을 적용하여 출력에 따른 서비스 영역을 해석한다.

물수지 방정식의 안정상태간의 평균 천이시간 및 불확실성에 관한 연구 (Analysis of mean Transition Time and Its Uncertainty Between the Stable Modes of Water Balance Model)

  • 이재수
    • 물과 미래
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    • 제27권2호
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    • pp.129-137
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    • 1994
  • 넓은 지역의 지표면 수문은 추계학적 변동에 의해 야기되는 안정된 상태간의 천이와 함께 몇 개의 선호되는 안정된 상태의 영향을 받기가 쉬운데 그 이유는 지표면과 대기 상호관계의 밀접한 조합과도 관계가 있다. 흥미있고 중요한 과제가 각 안정상태에서의 체류기간 즉 가뭄기나 홍수기의 지속기간이라 할 수 있는데 안정상태의 평균 천이시간이 다른 모델 변수나 기후 형태에 대하여 분석하였다. 본 연구에서 보여준 기후 상황에 대해 미분 방정식의 해는 함수비 상태가 두 개의 최빈수를 갖는 확률 분포를 보여 주고 있다. 모델 변수와 관련하여 불확실성 분석을 Monte-Carlo 모의 방법을 사용하여 수행하였다. 본 연구에서 수행된 방법은 넓은 지역에 대한 토양 수분이나 강우 특히 매우 다양한 지속 시간을 보이는 토양 수분이나 강우에 있어서의 급격한 변화와 관련된 중요한 특성을 보여준다고 하겠다.

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정면밀링커터의 최적설계에 대한 연구 (2) -공구수명 및 표면조도 중심으로- (A Study on Optimal Design of Face Milling Cutter Geometry(II) -With Respect to Toll Life and Surface Roughness-)

  • 김정현;김희술
    • 대한기계학회논문집
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    • 제18권9호
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    • pp.2225-2233
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    • 1994
  • In order to improve the cutting ability of face mill, a model for optimal cutter shape was developed to minimize resultant cutting force by combing cutting force model and optimal technique. Wear test and surface roughness test for optimized and conventional cutter were performed. The new optimized cutter shows longer tool life of 2.29 times than conventional cutter in light cutting condition and 2.52 times in heavy cutting condition. The surface roughness of workpiece by optimized cutter is improved in heavy cutting condition, but deteriorated in light cutting condition in comparison with conventional cutter. The surface profiles of workpiece were analyzed by Fourier transformation. The distribution of cut lay left on workpiece by optimized cutter is more regular than that by the conventional cutter.

Properties of Hydrologic Cycle in Catchments in Different Land Use and Runoff Analysis by a Lumped Parametric Model

  • Takase, Keiji
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제33권S1호
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    • pp.48-56
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    • 2000
  • In this paper, properties of hydrologic cycle in three experimental catchments were compared and different types of a lumped parametric model were applied to understand the hydrologic cycle in the catchments. One of them is a forest catchment and another one includes the reclained upland fields and last one does terraces paddy fields. The comparison of hydrologic properties showed that the differences in land used have great influences on the soil properties of surface layer, which cause changes in hydrologic processes such as evapotranspiration and storm runoff et.al. By the runoff analysis models, good agreements between observed and calculated discharge from the catchments were obtained and it was found that the differences in values of optimized model parameters and water budget components reflect those in the hydrologic cycle among them.

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Properties of Hydrologic Cycle in Catchments in Different Land Use and Runoff Analysis by a Lumped Parametric Model

  • Keiji Takase
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2000년도 학술발표회 논문집
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    • pp.48-56
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    • 2000
  • In this paper, properties of hydrologic cycle in three experimental catchments were compared and different types of a lumped parametric model were applied to understand the hydrologic cycle in the catchments. One of them is a forest catchment and another one includes the reclaimed upland fields and last one does terraces paddy fields. The comparison of hydrologic properties showed that the differences in land use have great influences on the soil properties of surface layer, which changes in hydrologic processes such as evapotranspiration and storm runoff et. al. By the runoff analysis models, good agreements between observed and calculated discharge from the catchments were obtained and it was found that the differences in values of optimized model parameters and water budget components reflect those in the hydrologic cycle among them.

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SEBAL 모형과 SWAT 모형의 공간 증발산량 산정결과 비교 연구 (A Study on the Comparison of Spatial Evapotranspiration between SEBAL and SWAT model results)

  • 이용관;정충길;안소라;김성준
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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    • pp.470-470
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    • 2015
  • 본 연구의 목적은 위성영상 기반의 SEBAL(Surface Energy Balance Algorithm for Land) 모형과 SWAT(Soil and Water Assessment Tool) 수문모형을 용담댐 유역($922.3km^2$)에 적용하여 증발산량을 산정하고 모형 간 공간 증발산량의 비교를 통해 각 모형의 적용성을 평가하는데 있다. 이를 위해 SEBAL모형의 입력자료로 Terra MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectrometer) Product 중 Normalized Distribution Vegetation Index(NDVI), Albedo 영상을 2012년부터 2013년까지 월단위로 구축하고, 일단위의 Land Surface Temperature(LST) 영상을 구축하였다. 지형자료로는 Digital Elevation Model(DEM)과 Land use를 구축하였으며 SEBAL 모형의 구동을 위한 위성영상 및 지형자료는 500 m의 공간해상도로 재구축하였다. SWAT 모형의 모의를 위해 기상 및 유량 자료를 2000년부터 2013년까지 일단위로 구축하였고, DEM, Land use, 토양도의 지형자료를 30 m의 공간해상도로 구축하였다. SWAT 모형의 유출 검보정 후 수위관측소 지점에서 평균 $R^2$를 산정한 결과 도치(0.80), 동향(0.72), 석정(0.64), 주천(0.80), 천천(0.80), 용담댐(0.72)로 높은 상관성을 나타냈으며, 유출 검보정 후 SWAT 모형의 증발산량 모의 결과를 바탕으로 SEBAL 모형과의 공간 증발산량을 비교하였다. 두 모형의 증발산량은 SEBAL 모형의 경우 지형에 따라 SWAT 모형은 토양 특성에 따라 분포하는 경향이 다르게 나타났다. SEBAL 모형은 주로 저지대에서 증발산량이 높게 산정되며 고지대로 갈수록 감소하여 증발산량이 지형의 고저차에 따라 분포하는 모습을 보였다. SWAT 모형은 토양 특성에 따라 증발산량이 분포하며 유역 내에서 뚜렷한 차이를 나타내지는 않았다. 월별 총 증발산량은 SWAT 모형의 경우 7~8월에 약 90 mm/mon로 가장 높게 나타나고 1~2월은 0 mm/mon로 계절별 변화폭이 컸으나, SEBAL 모형의 경우 5~6월에 증발산량이 약 60 mm/mon로 가장 높게 나타났고 계절별 변화 폭이 SWAT 모형에 비해 적은 모습을 보였다. 이는 위성영상을 기반으로 하는 SEBAL 모형의 특성상 장마 기간에 해당하는 7~8월은 구름으로 인해 일사량이 적게 계산되고, 그 결과 5~6월에 비해 증발산량이 작게 산정되는 것으로 판단된다.

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4차원 자료동화 기법을 이용한 해안가 대기 순환의 수치 실험 (Numerical Simulations of the local circulation in coastal area using Four-Dimensional Data Assimilation Technique)

  • 김철희;송창근
    • 환경영향평가
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    • 제11권2호
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    • pp.79-91
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    • 2002
  • Four dimensional data assimilation (FDDA) technique was considered for 3 dimensional wind field in coastal area and a set of 3 numerical experiments including control experiments has been tested for the case of the synoptic weather pattern of the weak northerly geostrophic wind with the cloud amount of less than 5/10 in autumn. A three dimensional land and sea breeze model with the sea surface temperature (SST) of 290K was performed without nudging the observed wind field and surface temperature of AWS (Automatic Weather System) for the control experiment. The results of the control experiment showed that the horizontal temperature gradient across the coastline was weakly simulated so that the strength of the sea breeze in the model was much weaker than that of observed one. The experiment with only observed horizontal wind field showed that both the pattern of local change of wind direction and the times of starting and ending of the land-sea breeze were fairly well simulated. However, the horizontal wind speed and vertical motion in the convergence zone were weakly simulated. The experiment with nudgings of both the surface temperature and wind speed showed that both the pattern of local change of wind direction and the times of starting and ending of the land-sea breeze were fairly well simulated even though the ending time of the sea breeze was delayed due to oversimulated temperature gradient along the shoreline.