• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2002년도 학술발표회 논문집(I)
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• pp.43-50
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• 2002

Accurate quantitative forecasting of rainfall for basins with a short response time is essential to predict streamflow and flash floods. Previously, neural networks were used to develop a Quantitative Precipitation Forecasting (QPF) model that highly improved forecasting skill at specific locations in Pennsylvania, using both Numerical Weather Prediction (NWP) output and rainfall and radiosonde data. The objective of this study was to improve an existing artificial neural network model and incorporate the evolving structure and frequency of intense weather systems in the mid-Atlantic region of the United States for improved flood forecasting. Besides using radiosonde and rainfall data, the model also used the satellite-derived characteristics of storm systems such as tropical cyclones, mesoscale convective complex systems and convective cloud clusters as input. The convective classification and tracking system (CCATS) was used to identify and quantify storm properties such as life time, area, eccentricity, and track. As in standard expert prediction systems, the fundamental structure of the neural network model was learned from the hydroclimatology of the relationships between weather system, rainfall production and streamflow response in the study area. The new Quantitative Flood Forecasting (QFF) model was applied to predict streamflow peaks with lead-times of 18 and 24 hours over a five year period in 4 watersheds on the leeward side of the Appalachian mountains in the mid-Atlantic region. Threat scores consistently above .6 and close to 0.8 ∼ 0.9 were obtained fur 18 hour lead-time forecasts, and skill scores of at least 4％ and up to 6％ were attained for the 24 hour lead-time forecasts. This work demonstrates that multisensor data cast into an expert information system such as neural networks, if built upon scientific understanding of regional hydrometeorology, can lead to significant gains in the forecast skill of extreme rainfall and associated floods. In particular, this study validates our hypothesis that accurate and extended flood forecast lead-times can be attained by taking into consideration the synoptic evolution of atmospheric conditions extracted from the analysis of large-area remotely sensed imagery While physically-based numerical weather prediction and river routing models cannot accurately depict complex natural non-linear processes, and thus have difficulty in simulating extreme events such as heavy rainfall and floods, data-driven approaches should be viewed as a strong alternative in operational hydrology. This is especially more pertinent at a time when the diversity of sensors in satellites and ground-based operational weather monitoring systems provide large volumes of data on a real-time basis.

• Wind and Structures
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• 제23권6호
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• pp.559-575
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• 2016

In order to investigate the influence of different blade positions on aerodynamic load and wind loads and load-effects of large scale wind turbine tower under the halt state, we take a certain 3 MW large scale horizontal axis three-blade wind turbine as the example for analysis. First of all, numerical simulation was conducted for wind turbine flow field and aerodynamic characteristics under different halt states (8 calculating conditions in total) based on LES (large eddy simulation) method. The influence of different halt states on the average and fluctuating wind pressure coefficients of turbine tower surface, total lift force and resistance coefficient, circular flow and wake flow characteristics was compared and analysed. Then on this basis, the time-domain analysis of wind loads and load-effects was performed for the wind turbine tower structure under different halt states by making use of the finite element method. The main conclusions of this paper are as follows: The halt positions of wind blade could have a big impact on tower circular flow and aerodynamic distribution, in which Condition 5 is the most unfavourable while Condition 1 is the most beneficial condition. The wind loads and load-effects of disturbed region of tower is obviously affected by different halt positions of wind blades, especially the large fluctuating displacement mean square deviation at both windward and leeward sides, among which the maximum response occurs in $350^{\circ}$ to the tower top under Condition 8; the maximum bending moment of tower bottom occurs in $330^{\circ}$ under Condition 2. The extreme displacement of blade top all exceeds 2.5 m under Condition 5, and the maximum value of windward displacement response for the tip of Blade 3 under Condition 8 could reach 3.35 m. All these results indicate that the influence of halt positions of different blades should be taken into consideration carefully when making wind-resistance design for large scale wind turbine tower.

• 대한환경공학회지
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• 제33권5호
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• pp.340-352
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• 2011

본 연구에서는 미기상 수치 모델 ENVI-MET3.0을 이용하여 고층 건물 입지에 따른 바람장과 기온 변화를 분석하였다. 대상지역은 고층 아파트 단지가 계획되어 있는 전주시 도심지이며, 실제 설계 자료를 적용하였다. 건물 입지에 따른 미기상 변화를 분석하기 위해 건물 입지전과 후에 대해 모델링을 수행한 후, 그 변화량을 분석하였다. 모델링 수행시 기상 조건은 연구대상 지역의 기후분석을 통해 두 가지를 선정하였는데, 첫 번째 조건은 풍향을 남남동(SSE)풍, 두 번째 조건은 풍향을서(W)풍 계열로 하였다. 바람길 분석은 풍속, 열섬 분석은 기온 변화량을 통해 분석을 실시하였다. 풍속 분석 결과, 건물 높이보다 낮은 고도에서는 바람이 유입되는 지역에서는 0.2~2.5 m/s 정도 증가한 반면, 건물 사이에서는 0.5~2.0 m/s 정도 감소하였다. 건물 높이 이상의 고도에서는 건물이 위치한 단지 내에서는 0.1~0.8 m/s m/s 정도 감소하는 반면, 단지 외부에서는 0.2~0.4 m/s 정도 증가하였다. 열섬 분석 결과, 건물 높이보다 낮은 고도에서는 건물이 위치한 단지 내와 풍하방향 지역에서는 기온이 $0.01{\sim}0.1^{\circ}C$ 증가한 반면, 단지 외부에서는 $0.01{\sim}0.05^{\circ}C$ 감소하였다. 건물 최고 높이 부근에서는 대부분의 지역에서 $0.05{\sim}0.2^{\circ}C$ 정도 감소하였다.

• Wind and Structures
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• 제16권4호
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• pp.301-322
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• 2013

Recent major post-hurricane damage assessments in the United States have reported that the most common damages result from the loss of building roof coverings and subsequent wind driven rain intrusion. In an effort to look further into this problem, this paper presents a full-scale (Wall of Wind --WoW--) investigation of external and underneath wind pressures on roof tiles installed on a low-rise building model with various gable roofs. The optimal dimensions for the low-rise building that was tested with the WOW are 2.74 m (9 ft) long, 2.13 m (7 ft) wide, and 2.13 m (7 ft) high. The building is tested with interchangeable gable roofs at three different slopes (2:12; 5:12 and 7:12). The field tiles of these gable roofs are considered with three different tile profiles namely high (HP), medium (MP), and low profiles (LP) in accordance with Florida practice. For the ridge, two different types namely rounded and three-sided tiles were considered. The effect of weather block on the "underneath" pressure that develops between the tiles and the roof deck was also examined. These tests revealed the following: high pressure coefficients for the ridge tile compared to the field tiles, including those located at the corners; considerably higher pressure on the gable end ridge tiles compared to ridge tiles at the middle of the ridge line; and marginally higher pressure on barrel type tiles compared to the three-sided ridge tiles. The weather blocking of clay tiles, while useful in preventing water intrusion, it doesn't have significant effect on the wind loads of the field tiles. The case with weather blocking produces positive mean underneath pressure on the field tiles on the windward side thus reducing the net pressures on the windward surface of the roof. On the leeward side, reductions in net pressure to a non-significant level were observed due to the opposite direction of the internal and external pressures. The effect of the weather blocking on the external pressure on the ridge tile was negligible.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권2호
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• pp.114-124
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• 2022

새만금은 염분과 미사질 토양으로 인해 지표면이 건조하고 함수율이 낮아 다른 지역에 비해 식생피복이 낮다. 식생 피복도가 낮은 지역에서는 바람에 의한 침식으로 인해 먼지가 비산될 가능성이 높습니다. 새만금 간척지에서 견딜 수 있는 작물을 재배하여 식생 피복도를 높이면 바닥의 유속을 줄여 비산먼지를 줄일 수 있다. 따라서 본 연구의 목적은 새만금 간척지에 겨울철 동계 밭작물을 재배하여 미세먼지 및 비산먼지 발생을 억제하는 효과를 분석하는 것이다. 새만금 간척지에서 보리 0.5ha, 라이밀 0.5ha를 재배하는 동안 농작업 및 생육단계에 따라 미세먼지 농도를 모니터링하였다. PM-10, PM-2.5 및 PM-1.0 농도의 변화는 풍하측, 풍상측, 경작지 내부를 중심으로 모니터링하였다. 모니터링 결과 PM-1.0은 작물 재배에 거의 영향을 미치지 않는 것으로 나타났으며, PM-10과 PM-2.5의 농도는 경운과 수확에 따라 증가하였고 수확에 비해 경운 시 PM-10과 PM-2.5의 농도 증가가 더 높았다. 작물의 생육단계에 따라 비산먼지 억제효과를 보였으며, 유묘기보다 출수기에서 비산먼지 억제효과가 높게 나타났다. 따라서 토지피복효과 이외에 캐노피에 따른 비산먼지 억제효과가 있음을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 작물재배에 따른 비산먼지 발생 및 억제 효과에 대해 알 수 있었다.

• 한국지구과학회지
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• 제33권3호
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• pp.269-279
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• 2012

동아시아에서 대기 에어로졸의 광역적 분포를 분석하기 위해 MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectrometer) 센서에서 산출된 AOD (Aerosol Optical Depth)와 AE (${\AA}$ngstr$\ddot{o}$m Exponent)를 이용하였다. 2009년 동아시아 지역에서 AOD는 3월($0.44{\pm}0.25$)에 높았고, 9월($0.24{\pm}0.21$)에 낮았다. 봄에는 중국 북부와 몽골의 사막, 건조지역에서 발생한 모래폭풍이 광역적으로 이동하여 동아시아의 AOD에 기여하고 있다. 그러나 동아시아의 풍하측에 위치한 한반도 중부의 안면도, 청원, 울릉도에서 $PM_{10}$ ($d{\leq}10{\mu}m$) 질량 농도는 2월에 최고를 보인 반면, AOD는 5월에 가장 높았다. 장마 전 상대습도의 증가에 따른 흡습성 에어로졸의 성장이 5월의 높은 AOD에 기여하고 있다. 여름(8월)에는 북태평양으로부터 해양성 기류와 잦은 강수에 의한 습윤 침전으로 AOD는 낮지만 중국 동부의 산업지역에서 광역적으로 발생한 미세 에어로졸로 인해 AE ($1.30{\pm}0.37$)가 가장 높은 값을 보였다. 안면도, 청원, 울릉도에서 MODIS AOD와 지상 $PM_{10}$ 질량 농도의 상관계수는 0.4-0.6이었다. 2009년 한반도 중부에서 관측한 황사 사례는 4회(6일)였고, 인위적 대기오염 이동 사례는 6회(12일)였다. 황사 사례와 인위적 대기오염의 이동 사례에서 안면도와 청원의 $PM_{10}$ 농도가 모두 증가하였다. 황사와 인위적 대기오염 이동으로 $PM_{10}$이 증가하는 영역에서 AOD가 높게 나타나고 있다.

• 생물환경조절학회지
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• 제24권4호
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• pp.308-316
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• 2015

최근 관심이 집중되고 있는 스마트온실의 기술적용 실태와 문제점을 파악하고 이를 토대로 단동온실의 ICT 기술적용 장애요인 극복과 생산성을 제고하기 위하여 실험을 수행하였다. 자동화 시설의 도입 장애요인으로는 시설비 부담(24%)이 높았으며, 설치업체 사후관리 미흡(19%), 잦은 고장(16%), 관리기술 미흡(15%), 기능 미흡(13%), 소득향상기여 미흡(12%) 순이었다. ICT 도입필요성은 노동력절감(15%)이 가장 높았다. 자동화 온실에서 문제가 발생되는 부분은 온실구조, 구동기제어, 복합환경제어기, 센서기술이 각 14%로 비슷하였고, 원격제어기술 13%, 작물관리기술 12%, 에너지절감기술 10%, 소프트웨어활용 8%이었다. 온실구조 측면에서의 문제점은 천창개선이 18%로 가장 많았다. 효율적인 온도 및 환기 제어를 위해 농촌진흥청 고시 10-단동-7형 온실에 랙피니언 천창을 추가하였으며, 지붕형태를 복숭아형으로 변경하였다. 온실내 환경의 균일성을 위해 공기 유동팬은 6대를 설치하도록 하되 필요에 따라 증설 가능하도록 하였으며, 에너지 절약을 위해 1, 2중은 두께 0.1mm필름을 사용하고 3중은 5겹보온커튼을 설치하였다. CFD 유동해석 결과, 측창이 열린조건에서는 풍상 방향의 평균 유속이 빠르고 온도가 낮았으며, 풍하 방향으로 멀어 질수록 평균 유속이 점차 느려지고 온도는 높게 나타났다. 반면, 측창이 닫힌조건에서는 평균 유속이 낮으며, 구역별로 큰 편차는 없었다. 다만 풍상 풍하의 천창이 모두 열린 조건에 비하여 풍하 방향의 천창만 열린조건이 영역별 평균 유속에서 더 높은 값을 보였다. 측창을 닫은 조건에서는 외기의 유동이 아닌 온실 내 설치된 환기용 유동팬에 의해 유속이 발생하며 외부 환기가 없는 조건에서 유동팬에 의한 순환은 실내 전체 공간의 유동 편차를 줄여 줄 수는 있지만 전체적인 온도에는 영향을 미치지 못하였다. 저측고의 영역별 평균 온도는 고측고보다 균일하게 나타났다. 겨울철 3중 다겹보온커튼 여닫음에 관계없이 유동팬 근처에서 유속이 높고 유동팬에서 멀어지면 유속이 거의 없는 것으로 나타났다. 또한, 시간경과에 따른 평균 온도는 3중다겹보온커튼 열림상태에서 약 2시간 후에 외부온도와 같아졌으나 닫힘상태에서는 5시간 이후에 외부온도와 같아져, 3중 다겹보온커튼의 보온효과가 뚜렷하였다. 같은 조건에서 열용량의 차이로 인해 저측고 온실이 고측고 온실에 비하여 온도 하강 속도가 빨랐다.

• 대한지리학회지
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• 제29권3호
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• pp.266-280
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• 1994

최근 12년간(1982-1993)의 고도별 상층일기도(850, 700, 500hPa)와 6시간 간격의 지 상일기도 그리고 지상의 기상요소를 분석하여 영서지방에서 높새바람이라고 알려져 있는 푄 현상의 특성을 밝히고자 하였다. 푄현상은 대체로 3월 21일부터 8월 10일까지 기간에 연평 균 28회 출현한다. 반순별로 10회 이상 출현하는 기간은 3월 21-25일, 4월5일-15일, 5월25일 -6월10일, 그리고 6월26-30일이다. 푄현상은 한반도가 오호츠크해기단의 영향하에 있거나, 고기압의 중심이 동해 또는 한반도 북부에 위치하고 있을 때 현저하다. 푄현상의 특성인 이 상고온 및 이상건조현상을 기준으로 푄의 강도를 평가할 때 양사면의 일최고기온의 차가 14.5$^{\circ}C$에 달하기도 하지만 대체로 5.0-7.5$^{\circ}C$(61%)이다. 전날에 비해 일최고기온이 7.6$^{\circ}C$가 높 아진 경우도 있다. 최소상대습도의 강도는 50%를 넘는 경우도 있으나 30% 이하인 사례가 2/3에 달한다. 푄현상의 강도는 6월에 가장 강하나 주민들은 밭작물의 파종과 이앙기인 봄 철에 더욱 심각하게 푄을 인식한다. 푄현상은 9일간 계속되기도 하였으나 55% 이상이 1일 안에 소멸한다. NOAA AVHRR와 GMS의 영상에서 구름의 분포를 참조하여 지상 기상요소 를 분석한 결과 푄현상에서는 풍상강수형, 풍상.정상강수헝, 풍상무강수형 등 3개 유형이 발견된다. 그런데 제 3유형은 열역학적 이론만으로는 설명하기 어려우므로 풍하파와의 관련 여부, 산지지형 또는 기단섭동과의 관련성 등을 밝힐 필요가 있는데, 이를 위하여는 고층기 상자료와 보다 조밀한 기상관측망이 요구된다.

• 한국지구과학회지
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• 제30권2호
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• pp.196-209
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• 2009

2005년 1월부터 12월까지 지속적으로 몽골과 중국 북부의 사막과 건조지대에서 모래폭풍의 발생, 이동 그리고 한국에서 먼지침전(황사)을 모니터링하였다. NOAA 위성의 AVHRR(Advanced Very High Resolution Radiometer) 관측 자료를 직접 수신하여 false colour 합성영상을 만들어 모래폭풍의 발생과 이동 사례를 중점 분석하였다. 또한 모래폭풍 발원지의 풍하측에 위치한 한국 중부의 청원에서 PM10 농도가 $190{\mu}g\;m^{-3}$ 이상인 황사 사례에 대한 PM10, PM2.5농도와 시정 그리고 $O_3,\;NO_2,\;CO,\;SO_2$ 농도의 변동을 분석하였다. 2005년에는 발원지에 적설과 강력한 고기압, 저기압의 이동이 미흡하여 강한 모래폭풍의 발생이 적었고 한국에서도 황사의 발생 빈도가 1997-2005년의 평균과 비교하여 적었다. 한국에는 2005년 총 7회, 11일간의 황사 사례가 발생하였다. 여름에는 발원지가 습하고 바람이 약해 모래폭풍의 발생이 적었으며, 한국에서도 황사의 발생이 없었다. 발원지에서 발생한 모래폭풍이 중국의 대도시와 산업지대를 거치지 않고 한국으로 직접 이동할 경우, 먼지침전에 따른 PM2.5 농도는 PM10 농도의 20% 이하였다. 그러나 모래폭풍이 중국 동부의 산업지역을 거쳐 한국으로 이동할 경우 인위적 대기오염 물질이 함께 유입되어 PM2.5 농도가 증가하여 PM10농도의 25%이상을 나타내었다. 또한 2005년에는 사막에서 날아온 모래 먼지의 PM10농도가 $190{\mu}g\;m^{-3}$ 이하여서 황사로는 미흡한 5개 이상 사례를 관측 및 분석하였다.