• Journal of Environmental Science International
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• v.14 no.10
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• pp.945-953
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• 2005

Daily time series of longshore sea surface temperature (SST) data at 3 stations, sea surface SST data at 58 stations in the eastern coast of the Korean Peninsular from 2001 to 2005 were used in order to study the temporal and spatial variations of the upwelling coastal cold water occurred in summer season. When the cold water occurred, SST has been decreased more than $-5^{\circ}C$ in a day. The cold water occurred frequently in the eastern coastal areas of Korea such as Ulgi, Kampo, Jukbyun. Daily variations of cold water temperature were quantified using remote control buoy system at Kijang in the southeastern coastal water from July to August in 2004. Hourly variations of SST occurred around $\pm3^{\circ}C$ when cold water disappeared at Kijang. There were close relationship between the strength of East Korean Warm Current, North Korean Cold Water and the scale of spatio-temporal cold water variations in summer season.

• Proceedings of the Korean Association of Geographic Inforamtion Studies Conference
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• 2004.03a
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• pp.209-214
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• 2004

국지적으로 단시간 내에 많은 양의 강한 비가 내리는 현상인 집중호우는 발생부터 성장, 쇠퇴까지의 과정이 단기간에 이루어지고, 그 변동성이 아주 크다. 그러므로 정확한 예보를 위해서는 단시간예보(nowcasting) 기법이 필요한데, 이를 위해서는 연속적이고, 정확한 관측이 필요하다. 집중호우의 관측에는 우량계, 레이다, 위성 관측 등이 사용되는데 이 연구에서는 GOES-9호 위성영상자료를 이용하였고, 2003년 여름의 8개 강수사례에 대해 분석하였다. 집중호우시의 강수량을 산출하기 위해 Power-law Curve를 사용하였고, NOAA/NESDIS에서 개발하여 현업에 사용 중인 Auto-Estimator의 무강수 픽셀 보정방법을 이용하여 산출된 강수량을 보정하였으며, 이를 기상청의 자동기상관측자료 (Automatic Weather Station: AWS)와 비교하였다. 위성영상자료의 시간 대표성을 분석하기 위해 위성의 관측 시간에 대해 전, 후, 중심을 기준으로 각각 15분, 30분, 60분 누적강수량과 비교하였고, AWS의 공간 대표성을 분석하기 위해 위성영상자료의 3×3, 5×5, 9×9 픽셀을 면적 평균하여 각각 비교하였다. 분석 결과 대부분의 사례에서 위성의 관측시간을 시작으로 60분 동안 누적한 강수량과 상관성이 가장 크게 나왔고, 면적에 대해서는 거의 차이가 없었다. 또한, 무강수 픽셀 보정방법의 하나로 구름의 성장률을 보정해 주었다. 그 결과 구름의 성장률을 보정해 주었을 때 상관계수가 0.05 이상 상승하였다.

• Proceedings of the KSRS Conference
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• 2009.03a
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• pp.129-133
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• 2009

본 연구에서 소개할 SEBAL (Surface Energy Balance Algorithm for Land) (Bastiaanssen, 1995) 모형은 Landsat이나 NOAA 또는 MODIS 같은 원격탐사 위성으로부터 획득한 디지털 이미지 데이터(위성영상)를 이용하여, 지표에서 일어나는 증발산과 기타의 에너지 교환을 계산하는 이미지-프로세싱 모델이다. SEBAL 모형은 1995년 Bastiaanssen에 의해 처음 제안되었고, 미국의 Idaho 주립대학과 Idaho Department of Water Resources에서 NASA와 기업의 지원을 받아 활발히 연구 되었으며, 25개의 sub model들을 이용하여 지표의 증발산량과 기타 여러 에너지 교환을 계산한다. 여기서, 열적외선 방사, 표시 및 근적외선 측정은 Landsat 또는 기타 여러 위성영상을 통해 얻을 수 있으며, SEBAL 모형은 이러한 자료를 활용한다. 모형에서의 증발산량(ET)은 에너지 균형원리를 통해 pixel-by-pixel을 기준으로 계산되며, 본 연구에서 SEBAL 모형은 한강 유역 내의 경안천 유역 증발산량 map 생성을 위해 6개년도 지점 Landsat 위성영상을 이용하어 추정되었다. 연구의 목적은 SEBAL 모형을 통해 생성 된 30m 해상도의 공간 증발산량 map의 활용성 평가와 검증이며, 검증을 위해 FAO Penman-Monteith 공식을 이용하여 추정된 증발산량 값을 이용하였다. 그 결과, 오차가 2.7% 이내로 나타났다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.336-336
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• 2023

가뭄은 가장 심각한 기상 재해 중 하나로 농업 생산, 사회경제 등 다양한 분야에 영향을 미친다. 국내의 경우 광주·전남지역이 1990년대 이후 30년 만에 제한 급수 위기에 처하는 역대 최악의 가뭄으로 지역민들은 심각한 피해가 발생하였다. 유럽의 경우 2022년 당시 500년 만에 찾아온 가뭄으로 인해 3분의 2에 해당하는 지역이 피해를 입었으며, 미국 서부 지역은 2000년부터 2021년까지 1200년 만에 가장 극심한 대가뭄을 겪은 것으로 나타났다. 지구온난화에 따른 기후변화로 인해 가뭄의 빈도와 강도가 증가함에 따라 피해도 커질 것으로 예상된다. 가뭄의 부정적인 영향으로 인해 정확하고 신뢰할 수 있는 가뭄 예측 기술이 필요하다. 본 연구에서는 가뭄예측을 위한 입력변수로서 GPM IMERG (The Integrated Multi-satellitE Retrievals for GPM) 강수량 자료와 NOAA에서 제공하는 8가지 북반구 대기패턴 자료 간의 상관성을 분석하였다. 입력변수 간의 상관성과 중장기 가뭄 예측을 위하여 딥러닝 모델 중 시계열 데이터에서 높은 예측 성능을 보이는 LSTM(Long Short Term-Memory)을 적용하여 가뭄을 예측하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.337-337
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• 2023

가뭄은 가장 심각한 기상 재해 중 하나로 농업 생산, 사회경제 등 다양한 분야에 영향을 미친다. 국내의 경우 광주·전남지역이 1990년대 이후 30년 만에 제한 급수 위기에 처하는 역대 최악의 가뭄으로 지역민들은 심각한 피해가 발생하였다. 유럽의 경우 2022년 당시 500년 만에 찾아온 가뭄으로 인해 3분의 2에 해당하는 지역이 피해를 입었으며, 미국 서부 지역은 2000년부터 2021년까지 1200년 만에 가장 극심한 대가뭄을 겪은 것으로 나타났다. 지구온난화에 따른 기후변화로 인해 가뭄의 빈도와 강도가 증가함에 따라 피해도 커질 것으로 예상된다. 가뭄의 부정적인 영향으로 인해 정확하고 신뢰할 수 있는 가뭄 예측 기술이 필요하다. 본 연구에서는 가뭄예측을 위한 입력변수로서 GPM IMERG (The Integrated Multi-satellitE Retrievals for GPM) 강수량 자료와 NOAA에서 제공하는 8가지 북반구 대기패턴 자료 간의 상관성을 분석하였다. 입력변수 간의 상관성과 중장기 가뭄 예측을 위하여 딥러닝 모델 중 시계열 데이터에서 높은 예측 성능을 보이는 LSTM(Long Short Term-Memory)을 적용하여 가뭄을 예측하고자 한다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 2004.06a
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• pp.3-17
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• 2004

Space-borne Earth observation technique is one of the most cost effective and rapidly advancing Earth science research tools today and the potential field and micro-wave radar applications have been leading the discipline. The traditional optical imaging systems including the well known Landsat, NOAA - AVHRR, SPOT, and IKONOS have steadily improved spatial imaging resolution but increasing cloud covers have the major deterrent. The new Earth observation satellites ENVISAT (launched on March 1 2002, specifically for Earth environment observation), ALOS (planned for launching in 2004 - 2005 period and ALOS stands for Advanced Land Observation Satellite), and RADARSAT-II (planned for launching in 2005) all have synthetic aperture radar (SAR) onboard, which all have partial or fully polarimetric imaging capabilities. These new types of polarimetric imaging radars with repeat orbit interferometric capabilities are opening up completely new possibilities in Earth system science research, in addition to the radar altimeter and scatterometer. The main advantage of a SAR system is the all weather imaging capability without Sun light and the newly developed interferometric capabilities, utilizing the phase information in SAR data further extends the observation capabilities of directional surface covers and neotectonic surface displacements. In addition, if one can utilize the newly available multiple frequency polarimetric information, the new generation of space-borne SAR systems is the future research tool for Earth observation and global environmental change monitoring. The potential field strength decreases as a function of the inverse square of the distance between the source and the observation point and geophysicists have traditionally been reluctant to make the potential field observation from any space-borne platforms. However, there have recently been a number of potential field missions such as ASTRID-2, Orsted, CHAMP, GRACE, GOCE. Of course these satellite sensors are most effective for low spatial resolution applications. For similar objects, AMPERE and NPOESS are being planned by the United States and France. The Earth science disciplines which utilize space-borne platforms most are the astronomy and atmospheric science. However in this talk we will focus our discussion on the solid Earth and physical oceanographic applications. The geodynamic applications actively being investigated from various space-borne platforms geological mapping, earthquake and volcano .elated tectonic deformation, generation of p.ecise digital elevation model (DEM), development of multi-temporal differential cross-track SAR interferometry, sea surface wind measurement, tidal flat geomorphology, sea surface wave dynamics, internal waves and high latitude cryogenics including sea ice problems.

• Proceedings of KOSOMES biannual meeting
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• 2006.11a
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• pp.209-212
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• 2006

황해와 동중국해의 해황 변동에 관한 연구는 현장관측을 중심으로 체계적으로 많이 수행되어 왔지만, 인공위성자료를 이용한 황해와 동중국해의 해황 변동 연구는 미비한 실정이다. 이것은 인공위성자료를 통해 얻을 수 있는 관측항목이 표층수온자료에 국한되어 있었기 때문이다. 그러나 SeaWiFS 해색위성과 같은 인공위성자료들을 이용하여 부유물 농도, 엽록소 농도 등이 원활하게 생산되고 있으며 최근 연구결과에 의해 염분과 유향성분 동도 추정 및 추출이 가능케 되었으므로 이들 인공위성자료를 이용한 황해와 동중국해의 해황 변동에 관한 연구를 수행하게 되었다. 특히 2004 년도는 계절변동에 있어서 이상기후의 해라고 점철되고 있다. 2004년 봄철의 폭설과 일시적인 고온현상, 여름철에는 10년만의 무더위, 겨울철에는 36년만에 가장 포근한 날씨가 지속되었다. 이러한 이상기후의 발생은 해양과 대기의 상호작용에 의해서 기인했을 것이라고 생각되어 한반도 주변 해역에서 황해와 동중국해의 해황변동이 연안해역의 해황변동과 어떠한 연관성이 존재하고, 이러한 요인들은 2004년도에 발생한 이상기후와 어떤 상관관계를 갖는지 연구하기 위한 기초연구를 진행하였다. 2003년 12월 - 2004년 2월과 2004년 12월 2005년 2월에 통일한 시기에 관측된 NOAA 표층수온 분포 영상자료들을 황해와 동중국해 해역을 중심으로 월별로 비교해보면 2003년 12월 - 2004년 1월에 관측된 표층수온 분포값보다 2004년 12월 - 2005년 1월에 관측된 표층수온 분포값이 상대적으로 높은 분포 특성을 나타내고 있었다. 이와 같은 현상은 국립수산과학원의 2004년 10월과 12월의 정선관측자료에서도 나타나고 있었다. 그러나 이와는 반대로 2004년 2 월에 관측된 표층수온 분포값보다 2005년 2월에 관측된 표층수온 분포값이 상대적으로 낮은 분포 특성을 나타내고 있었다. 따라서 인공위성자료를 이용한 황해의 2004년 해황 분석 결과는 이상수온 상승의 원인이 쿠로시오 해류의 변통과 관련성이 높다고 판단되며 이에 대한 지속적인 연구가 현재 진행중에 있다.

• Proceedings of the KSRS Conference
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• v.2
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• pp.827-830
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• 2006

The tsunami from the megathrust earthquake magnitude 9.3 on 26 December 2004 is the largest tsunami the world has known in over forty years. This tsunami destructively attacked 13 countries around Indian Ocean with at least 230,000 fatalities, displaced people 2,089,883 and 1.5 million people who lost their livelihoods. The ratio of women and children killed to men is 3 to 1. The total damage costs US$ 10.73 billion and rebuilding costs US$ 10.375 billion. The tsunami's death toll could have been drastically reduced, if the warning was disseminated quickly and effectively to the coastal dwellers along the Indian Ocean rim. With a warning system in Indian Ocean similar to that operating in the Pacific Ocean since 1965, it would have been possible to warn, evacuate and save countless lives. The best tribute we can pay to all who perished or suffered in this disaster is to heed its powerful lessons. UNESCO/IOC have put their tremendous effort on better disaster preparedness, functional early warning systems and realistic arrangements to cope with tsunami disaster. They organized ICG/IOTWS (Indian Ocean Tsunami Warning System) and the third of this meeting is held in Bali, Indonesia during $31^{st}$ July to $4^{th}$ August 2006. A US$ 53 million interim warning system using tidal gauges and undersea sensors is nearing completion in the Indian Ocean with the assistance from IOC. The tsunami warning depends strictly on an early detection of a tsunami (wave) perturbation in the ocean itself. It does not and cannot depend on seismological information alone. In the case of 26 December 2004 tsunami when the NOAA/PMEL DART (Deep-ocean Assessment and Reporting of Tsunami) system has not been deployed, the initialized input of sea surface perturbation for the MOST (Method Of Splitting Tsunami) model was from the tsunamigenic-earthquake source model. It is the first time that the satellite altimeters can detect the signal of tsunami wave in the Bay of Bengal and was used to validate the output from the MOST model in the deep ocean. In the case of Thailand, the inundation part of the MOST model was run from Sumatra 2004 for inundation mapping purposes. The medium and high resolution satellite data were used to assess the degree of the damage from Indian Ocean tsunami of 2004 with NDVI classification at 6 provinces on the Andaman seacoast of Thailand. With the tide-gauge station data, run-up surveys, bathymetry and coastal topography data and land-use classification from satellite imageries, we can use these information for coastal zone management on evacuation plan and construction code.

• The Sea:JOURNAL OF THE KOREAN SOCIETY OF OCEANOGRAPHY
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• v.7 no.2
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• pp.68-77
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• 2002

We investigated the outbreak, maintenance, and decline of the red tide dominated by C. polykrikoides in the coastal waters off Southern Korea from August to October, 2000, by combining field data and NOAA satellite images. In general, the C. polykrikoides blooms, which have occured annually in Korean coastal waters from 1995 to 1999, initiate between late August and early September around Narodo Island and expand to the whole area of the southern coast. However, initiation and short-term change of the bloom of 2000 were quite different from the pattern observed previously. In mid-August, thermal fronts in sea surface temperature(SST) were formed: 1) between the Tsushima Warm Current Water (TWCW) and the Southern Korean Coastal Waters (SKCW), 2) between the jindo cold water mass and the southwestern coastal waters, and 3) between the upwelled cold waters in the southeast coast and the offshore warm waters. Free-living cells of C. polykrikoides were concentrated in these frontal regions. In late August, the thermal front TWCW-SKCW approached the mouth of Yeosuhae Bay where Seomjin River water and anthropogenic pollutants from the Industrial Complex of Gwangyang Bay are discharged. In the blooms of 2000 initiated in Yeosuhae Bay in late August, the dominant species, C. polykrikoides, co-occured with Alexandrum tamarense, Gymnodinium mikimotoi, Skeletonema coastatum, and Chaetoceros spp. Two typhoons, 'Prapiroon' and 'Saomai' during and the C. polykrikoides bloom probably affected the abundance of this species. After the former typhoon passed the Korean Peninsula, cell growth of C. polykrikoides was maximal, but after the latter typhoon, the C. polykrikoides bloom disappeared (20 September). On 5 October, the blooms dominated by C. polykrikoides broke out within the coastal waters of Jinhae Bay and Hansan-Keoje Bay. NOAA satellite images showed that the isothermal line of 22$^{\circ}C$ extended into Jinhae Bay. In this bloom, C. polykrikoides also occurred simultaneously with Akashiwo sanguinea(=Gym-nodinium sangunium), a common red tide-forming dinoflagellate species in fall and winter in these coastal bays.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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• v.18 no.3
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• pp.166-178
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• 2015

We investigated marine environmental characteristics of Goheung coastal areas in August where is known to be the first outbreak site of Cochlodinium polykrikoides (hereafter C. polykrikoides) blooms, based on the oceanographic data observed from 1993 to 2013 around the Korean southern coastal waters including Eastern China Sea by National Fisheries Research and Development Institute (NFRDI). The data of NOAA/NGSST satellite images as well as numerical simulation results by Seo et al. [2013] were also used for analysis. Water temperatures at the surface and bottom layers in Goheung coast, i.e. Narodo, were $25.0^{\circ}C$ and $23.7^{\circ}C$ so that they were higher than $23.8^{\circ}C$ and $19.4^{\circ}C$ in Geoje coast where is a reference site, respectively. In addition, salinities at the surface and bottom layers in Goheung coast were 31.78 psu and 31.98 psu so that they were a little higher than 31.54 psu at the surface but a little lower than 32.79 psu at the bottom in Geoje coast, respectively. That is, the differences in water temperature or salinity between the surface and bottom layers in Goheung coast in August were not large compared to Geoje coast. This suggests that stratification in Goheung coast in August is fairly weak or may not be established. In addition, the concentrations of DIN and DIP at the surface layer were 0.068 mg/L ($4.86{\mu}M$) and 0.015 mg/L ($5.14{\mu}M$) in Goheung coast while 0.072 mg/L ($5.14{\mu}M$) and 0.01 mg/L ($0.32{\mu}M$) in Geoje coast, so they did not indicate a meaningful difference. On the other hand, when C. polykrikoides blooms, water temperature and salinity in August at the station 317-22 ($31.5^{\circ}N$, $124^{\circ}E$) of the East China Sea, where is near the mouth of Yangtze River, were $27.8^{\circ}C$ and 31.61 psu, respectively. Thus, water temperature was much higher whereas salinity was almost similar compared to Goheung coast. Furthermore, concentrations of $NO_3-N$ and $PO_4-P$ in the East China Sea in August were remarkably high compared to Goheung coast. When C. polykrikoides blooms, according to not only the image data of satellites NOAA/NGSST but also numerical experiment results by Seo et al.[2013], the freshwater out of Yangtze River was judged to clearly affect the Korean southern coastal waters. Therefore, the supply of nutrients in terms of Yangtze River may greatly contribute to the outbreak of C. polykrikoides blooms in Goheung coast in summer.