• 한국수자원학회논문집
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• 제54권1호
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• pp.27-38
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• 2021

최근 레이더 강우량을 수문학적으로 활용하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 하지만 기상레이더의 경우 관측 특성상 산악 효과 등으로 인한 관측 영역의 한계로 빔의 차폐가 발생하며, 이는 강우량의 과소 추정의 원인이 된다. 이에 본 연구에서는 기상 레이더의 수문학적 활용을 위해 Hybrid Surface Rainfall (HSR)기법을 활용하여 레이더 강우를 추정하였으며, 분포형 유출모형인 GRM 모형을 활용하여 유출 해석을 수행하였다. 5개의 강우 사상에 대해 강우 보정 및 유출 모의를 수행한 결과 HSR 기법을 활용한 이중편파 레이더 강우량(Q_H_KDP)이 지상 강우량의 15% 이내의 오차를 보이며 정확성이 가장 높았으며, 이를 활용하여 유출 해석을 수행한 결과 역시 R2 0.9 이상 NRMSE가 0.8 이하, NSE 0.5 이상의 정확도를 나타내었다. 본 연구를 통하여 이중편파 레이더 강우의 적용성을 확인할 수 있었으며, 향후 레이더의 수문학적 활용에 관련된 연구에 활용성이 클 것으로 판단된다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제41권1호
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• pp.47-55
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• 2021

본 연구는 기후요인과 토양요인이 알팔파 건물수량에 어느 정도 영향을 미치는지를 기여도로 평가할 목적으로, 기상변수와 토양물리성변수를 고려하여 일반선형모형으로 수량예측모델을 구축하였다. 알팔파 수량예측모델 구축과정은 알팔파, 기상 및 토양자료수집, 가공, 통계분석 및 모델구축 순이었다. 수량예측모델은 알팔파와 양적자료인 기상변수를 선택하기 위한 다중회귀분석과 질적자료인 토양물리성변수도 고려하기 위해서 일반선형모형을 사용하였다. 그 결과 DMY에 영향을 미치는 기상변수는 적산온도와 생육일수이었으며, 토양물리성변수는 점토함량이 선택되었다. DMY에 영향을 미치는 변수별 기여도는 점토함량(63%), 적산온도(21%) 및 생육일수(11%)순 이었으며 요인별 기여도는 기후요인(적산온도, 21%와 생육일수, 11%)이 32%, 토양요인(점토함량)이 63%로 나타나 토양요인이 기후요인보다 알팔파 건물수량에 더 기여하는 것으로 평가하였다. 본 연구에서 이용한 알팔파 자료는 토성, 시비수준 및 품종이 제한되어 있어 앞으로 이들 요인을 고려한 다양한 조건의 재배실험을 통하여 보다 많은 자료축적이 요구된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.139-147
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• 2021

본 연구에서는 국내 서해안에 설치 된 HeMOSU-1호와 2호 해상기상관측타워에서 관측한 수면변위자료를 이용하여 파랑을 정의하고 파랑 변수 간 상관 분석을 수행하였다. 파열 분석법과 파랑 스펙트럼법을 이용하여 파고와 주기를 결정하였으며, 파랑변수 간 관계식을 산정하여 기존 연구와 비교하였다. 대표파고 간 관계식은 기존 연구와 비교하여 상관 계수의 오차율이 0.1% 미만으로 산정되었으며, 최대파고의 경우 최대 29%의 차이를 보이고 있었다. 또한, 주기 사이의 상관관계 분석 결과 스펙트럼 에너지 밀도가 작은 경우 주로 발현하는 쌍봉형 스펙트럼의 영향으로 인하여 HeMOSU-1호와 2호에서 각각 전체 자료의 2.5%, 1.3%의 비율로 첨두 주기가 유의 주기에 비해 비정상적으로 크게 산정되었다.

• 한국농림기상학회지
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• 제23권4호
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• pp.415-423
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• 2021

NCAM-LAMP 중기예측 자료의 통계적 후처리와 개선을 위하여 R 기반의 지점 시계열 자료 검증 체계를 구축하였다. 이 시계열 검증체계를 이용하여 기상청 AWS 관측 자료와 NCAM-LAMP, KMA GDAPS 중기예측 모델 자료를 비교하였다. 이를 위해 관측 지점에 가장 근접한 모델 위도 및 경도 자료를 추출하여 총 9개 지점을 선정하였다. 각 지점에 대해 NCAM-LAMP, GDAPS 모델의 기온, 강수량, 풍속 일평균 예측 자료를 관측과 비교한 결과, 모델들은 풍속의 과대예측 경향을 뚜렷이 보였으며, 기온과 강수의 경우에는 두 모델의 예측력이 월별 및 변수별로 다르게 나타났다. 이를 바탕으로 본 연구에서는 통계적 기법을 개발하여 NCAM-LAMP가 가지고 있는 오차를 줄이고자 하였다. 모델 오차를 줄이기 위해 일반적으로 쓰이는 MOS(Model Output Statistics)기법 중에 인공지능 SVM(Support vector machine) 방식을 8~10월 기간에 적용한 결과, 8월에 비해서 10월이, 기온 변수에 비해서 바람과 강수 변수가 개선된 효과를 보여주었다. 이러한 결과는 풍속의 과대예측을 줄이고, 농림 가뭄지수와 산사태 예측 등을 개선시키며, 지역 수치예보 모델이 시간 적분됨에 따라 영역 내 예측가능성이 점점 저하되는 현상을 완화시키는데 SVM 방법이 일정 부분 기여할 수 있음을 가리키며, 현업 표출 중인 NCAM Agro-Meteogram 개선에도 도움을 줄 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권spc1호
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• pp.1119-1130
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• 2021

불안정한 기후와 함께 나타나는 국지적 집중호우로 인한 도시 침수는 끊임없이 발생하고 있으나, 강우량을 포함한 기상정보 현황 또는 예보정보를 활용하여 공간적인 도시홍수 예측정보를 제공할 수 있는 체계는 아직 마련되지 못한 상황이다. 공간적인 홍수정보는 하천의 제방, 도시 하수관거의 통수능, 저류지, 펌프시설과 같은 구조물적 대책에 어려움이 있을 시 발생할 수 있는 최악의 홍수상황을 미리 파악함으로써 피해를 최소화하는데 직접적인 영향을 미칠 수 있다. 이에 본 연구에서는 기상청에서 제공되는 강수량, 도시 유역에 대한 2차원 침수해석 결과, 그리고 기계학습 모형 중 하나인 랜덤포레스트 회귀모형을 활용하여 실시간으로 도시유역에 대한 침수지도를 예측할 수 있는 방법론을 제시하고자 한다. 연구유역은 내수침수가 빈번하게 발생하는 울산시 우정태화지구로 선정하였다. 지속시간 6시간의 총강우량 50 mm, 80 mm 그리고 110 mm 대한 랜덤포레스트 회귀분석 예측 침수면적과 검보정된 2차원 물리모형의 침수해석 결과 비교시 각각 63%, 80%, 그리고 67%의 적합도를 보여주어, 빠른 시간안에 발생하는 도시 침수에 대한 대응, 대피를 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국자원식물학회지
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• 제36권2호
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• pp.133-171
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• 2023

본 연구는 온실효과로 인한 기후변화에 대응하고자 산림생물다양성특정지역(풍혈)에 대한 생물학적 가치와 환경요인을 분석하여 풍혈에 대한 기초자료를 작성하고 이를 통해 산림생물다양성 보전 및 관리를 위한 방안을 수립하고자 수행되었다. 국내 분포하는 풍혈 25개소 중 지형학적 유형에 따라 분류한 애추형, 동굴형, 함몰형 풍혈 6개소를 선정하여, 지하에서 바람이 불어나오는 전석지를 경계로 구분하여 풍혈 내·외부로 나누어 2020년부터 2021년까지 계절별로 기상정보와 관속식물상을 조사하였다. 여름철에 6곳의 풍혈 모두 풍혈이 위치하는 지역보다 기온이 낮게 나타났다. 6곳의 풍혈의 관속식물은 101과 350속 621종 18아종 57변종 7품종 703분류군으로 조사되었다. 한반도 특산식물은 29분류군, IUCN 지정 희귀식물은 위급종(CR) 5분류군, 위기종(EN) 3분류군, 취약종(VU) 4분류군 등 총 22분류군이 확인되었다. 식물구계학적 특정식물은 V등급 4분류군, IV등급 27분류군, III등급 48분류군 등 총 168분류군, 북방계식물은 129분류군, 한반도 기후변화 적응 대상 식물 300의 북방계식물 100종 중 총 22분류군이 확인되었다. 침입외래식물은 48분류군, 생태계교란식물은 7분류군이 확인되었으며, 귀화율은 6.8%로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권6호
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• pp.381-392
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• 2023

기후변화와 인간 활동으로 강수량, 유출량 및 증발산량 등이 변화되고 있다. 유역 유출량은 수문 순환의 매우 중요한 구성 요소이며, 기후변화와 인간 활동으로 변화되고 있는 유역 유출량에 대한 분석은 수자원 관리에 있어서 중요하다. 본 연구에서는 금강 유역 중권역의 과거 관측자료 및 미래 대표농도경로(RCP) 시나리오에 따른 유출량, 강수량, 기온 및 증발산량 자료에 대해 Mann-Kendall 검정을 이용하여 수문기상학적 변수의 추세를 분석하였고, 기후변화와 인간 활동이 금강 유역의 유출량에 미치는 영향을 기후 탄력성 접근법과 Budyko 프레임워크를 이용하여 정량적으로 평가하였다. 과거의 유출량과 미래 유출량을 분석한 결과, 중권역마다 유출량 변화에 기후변화와 인간 활동이 미치는 상대적인 기여도가 다양하게 나타났다. 예를 들어, 기후변화의 기여도가 가장 큰 중권역은 용담댐(#3001) 유역이었으며, 인간 활동의 기여도가 가장 큰 중권역은 대청댐(#3008) 유역이었다. 미래 기후변화는 RCP 4.5와 8.5 시나리오 모두에서 강수량과 온도의 증가가 나타났다. 이러한 기후 요인의 변화는 금강 유역의 유출량 변화에 44.8%에서 65.5%까지 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이러한 결과를 통해 유출량은 기후변화에 의한 영향뿐만 아니라 인간 활동에도 크게 영향을 받고 있으며, 이는 지속적인 수자원 관리 계획을 세우는데 중요한 정보가 될 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권4B호
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• pp.363-374
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• 2008

국내에서 수공구조물의 설계를 위한 확률강우량을 산정하기 위해서 널리 사용되는 강우강도식은 주로 회귀분석을 적용한 형태가 일반적이지만, 본 연구에서는 각 지점별 적정확률분포형의 누가분포함수를 활용하여 강우강도식의 형태를 결정하고, 매개변수는 유전자알고리즘을 적용하여 추정하는 강우강도식을 제안하고자 한다. 기존에 사용하던 강우강도식과의 정확도 비교를 위하여 기상청 22개 지점에 대한 재현기간, 지속기간별 평균제곱근오차, 평균제곱근 상대오차를 검토한 결과 누가분포함수를 활용한 강우강도식이 더 높은 정확도를 가짐을 보였으며, 또한, 최근의 집중호우에 대한 영향을 살펴보기 위하여 2006년 까지의 강우자료를 이용하여 기존의 회귀식에 의한 방법과 누가분포함수를 활용한 경우의 결과값을 비교한 결과 이 경우에도 누가분포함수를 활용한 강우강도식의 정확도가 더 높음을 알 수 있었다. 결과적으로 본 연구에서 제안된 누가분포함수를 활용한 강우강도식은 기존의 회귀분석을 활용한 강우강도식보다 정확도면에서 우수하다고 할 수 있으며, 국내에 충분히 적용가능한 형태의 강우강도식이라고 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.19-24
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• 2024

도심지의 인구 밀집화로 인해 인구의 분산 및 이동을 위해 지하철도 및 지하 터널의 개발과 같은 지하공간에 대한 개발이 이루어지고 있다. 지하공간을 개발하기 위해서는 지반 상부로부터 굴착이 진행되어야 하며, 굴착 시 주변 지하수 유동이 발생할 수 있다. 지하수의 유동은 지반의 침하 및 함몰을 야기하여 구조물의 손상을 발생시킬 수 있다. 따라서 시공 전 지하수 유동을 모델링하여 지하수 유동 특성을 분석하고 굴착 시 발생하는 지하수 유출을 예측하여 대비해야 한다. 본 연구에서는 지하터널 건설을 위한 굴착공사가 이루어지는 ○○시를 대상으로 기상 및 지형, 지반 조건 등을 수집하여 Visual MODFLOW 프로그램을 통해 지하수 유동을 모델링하였다. 또한, 모델을 통해 굴착구간을 배수 지점으로 설정하여 굴착 공정에 따른 지하수 유출을 확인하였으며, 차수 조건에 따른 지하수 유출 감소 효과를 확인하였다. 실측 지하수위와 모델의 지하수위를 비교하여 모델을 검증한 결과, 0.87의 결정계수가 도출되었으며, 해당 모델을 통해 대상지역 굴착 공정에 따른 지하수 유동을 비교하였다. 그 결과, 굴착 초기에 지하수 유출이 가장 많이 발생하는 것으로 나타났다. 또한, 차수 유무에 따른 지하수 유출 저감 효과를 확인한 결과, 차수 구조물 설치 시 약 59%의 지하수 유출 저감 효과를 보이는 것으로 나타났다.

• 대기
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• 제34권3호
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• pp.283-304
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• 2024

This study analyzed the variability and correlation between ground-level air pollutant concentrations and the atmospheric mixing layer height using data from four types of air pollutants (PM_2.5, PM₁₀, NO₂, and O₃) collected at AirKorea monitoring stations nationwide over a five-year period (2018~2022), and aerosol backscatter data observed by the Vaisala CL31 to derive atmospheric mixing layer heights. The five-year trends and variability of ground-level air pollutant concentrations under seasonal and hourly conditions were examined, as well as the seasonal distribution and diurnal variation of the atmospheric mixing layer height. Five correlation coefficient methodologies were applied to analyze the correlations between ground-level air pollutants and atmospheric mixing layer height under various seasonal and hourly conditions, confirming the dilution effect of the atmospheric mixing layer height. The results showed that PM_2.5, PM₁₀, and NO₂ generally had negative correlations with the atmospheric mixing layer height, while O₃ showed a strong positive correlation up to an altitude of 1,200~1,500 meters, and a negative correlation beyond that altitude. It was also shown that a single high concentration event (e.g., PM₁₀) can alter the overall correlation. The correlation can also vary depending on the characteristics of the correlation coefficient methodology, highlighting the importance of applying the appropriate methodology for each case during the analysis process.