• 대기
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• 제28권4호
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• pp.393-402
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• 2018

This study investigated future changes in the Arctic permafrost features and related biogeochemical alterations under global warming. The Community Land Model (CLM) with biogeochemistry (BGC) was run for the period 2005 to 2099 with projected future climate based on the Special Report on Emissions Scenarios (SRES) A2 scenario. Under global warming, over the Arctic land except for the permafrost region, the rise in soil temperature led to an increase in soil liquid and decrease in soil ice. Also, the Arctic ground obtained carbon dioxide from the atmosphere due to the increase in photosynthesis of vegetation. On the other hand, over the permafrost region, the microbial respiration was increased due to thawing permafrost, resulting in increased carbon dioxide emissions. Methane emissions associated with total water storage have increased over most of Arctic land, especially in the permafrost region. Methane releases were predicted to be greatly increased especially near the rivers and lakes associated with an increased chance of flooding. In conclusion, at the end of $21^{st}$ century, except for permafrost region, the Arctic ground is projected to be the sink of carbon dioxide, and only permafrost region the source of carbon dioxide. This study suggests that thawing permafrost can further to accelerate global warming significantly.

• 산경연구논집
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• 제13권10호
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• pp.31-39
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• 2022

Purpose: Smart city has been observed to benefit most urban areas in different nations. Despite its advantages in the promotion of environmental sustainability and improving business competency in the current context, various literature review papers should be introduced to analyze its drawbacks. The present research aims to provide valuable suggestions for sustainable smart cities development. Research design, data and methodology: Using the qualitative content analysis (QCA), the current author could understand the target audience's motivations and habits by gathering data. This implies that the author may predict the kinds of future initiatives. As a result, the current researcher could ensure developed pertinent research questions and a well-planned method for analyzing the replies. Results: The implementation of green city development suggests encouraging the greening of public spaces and reducing heat from the atmosphere caused by the emission of gases from vehicles and companies. Smart cities are offering a new industrial paradigm that is based on the convergence of information technology. Conclusions: The projection illustrates that most people are migrating to the cities, which calls for an immediate transformation to overcome the immense pressure of making the city accessible, sustainable, prosperous, and safer. Therefore, implementing smart cities within the current world promotes efficiency and increases business sustainability.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제41권2호
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• pp.87-106
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• 2024

The objective of this research is to address the issue of frozen orbits in charged satellites by incorporating geopotential zonal harmonics up to J6 and the initial tesseral harmonics. The employed model starts from the first normalized Hamiltonian to calculate specific sets of long-term frozen orbits for charged satellites. To explore the frozen orbits acquired, a MATHEMATICA CODE is developed. The investigation encompasses extensive variations in orbit altitudes by employing the orbital inclination and argument of periapsis as freezing parameters. The determined ranges ensuring frozen orbits are derived from the generated figures. Three-dimensional presentations illustrating the freezing inclination in relation to eccentricity, argument of periapsis, and semi-major axis parameters are presented. Additional three-dimensional representations of the phase space for the eccentricity vector and its projection onto the nonsingular plane are examined. In all investigated scenarios, the impacts of electromagnetic (EM) field perturbations on the freezing parameters of a charged satellite are demonstrated.

• 한국대기환경학회지
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• 제29권3호
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• pp.251-263
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• 2013

The surface ozone concentrations changes were investigated in response to climate change over the Korean peninsula for summertime using the global-regional one way coupled Integrated Climate and Air quality Modeling System (ICAMS). The future simulations were conducted under the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Special Report on Emissions Scenarios (SRES) A2 and B1 scenarios. The modeling system was applied for four 10-year simulations: 1996~2005 as a present-day case, 2016~2025, 2046~2055, and 2091~2100 as future cases. The results in this study showed that the mean surface ozone concentrations increased up to 0.5~3.3 ppb under the A2, but decreased by 0.1~10.9 ppb under the B1 for the future, respectively. However, its increases were lower than an increase of the average daily maximum 8-hour (DM8H) surface ozone concentrations which was projected to increase by 2.8~6.5 ppb under the A2. The DM8H surface ozone concentrations seem to be therefore far more affected by the climate and emissions changes than mean values. The probability of exceeding 60 ppb was projected to increase by 6~19% under the A2. In the case of B1, its changes were presented with an increase of 2.9% in the 2020s but no occurrence in the 2100s due to the effect of the reduced emissions. Future projection on surface ozone concentrations was generally shown to have almost the similar trend as the emissions of $NO_x$ and NMVOC.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권3호
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• pp.545-556
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• 2015

본 연구에서는 기상관측소의 적설심 자료와 RCP 기후변화 시나리오를 이용하여 미래 강설량을 예측하고 기후변화에 따른 폭설 취약지역을 평가하였다. 과거 폭설의 시간적, 공간적인 규모 및 상황을 파악하기 위해 전국 92개 기상관측소의 과거 40년간(1971~2010년) 적설심 자료를 수집하였다. 2000년대로 갈수록 특히 대설경보 기준(20cm)이상 폭설발생 일수는 증가하였다. 이후 기상관측소별로 보정된 AR5 RCP 4.5, 8.5 기후변화 시나리오에 의해 각 관측소별로 산정된 온도 경계값과 물당량을 이용하여 미래 강설 가능량을 추정하였다. Baseline (1984~2013) 최대 적설심은 122cm로 분석되었고, 4.5 시나리오의 경우 186.1cm (2020s), 172.5cm (2050s), 172.5cm (2080s)로, 8.5 시나리오에 따른 최대 적설심은 254.5cm (2020s), 161.6cm (2050s), 194.8cm (2080s)로 폭설발생이 증가되는 것으로 나타났다. 미래 폭설 취약지역을 분석하기 위해, 현재 적용되고 있는 전국지역별 원예특작물시설의 설계기준 적설심(cm), 축사 설계기준 적설하중($kg/m^2$), 건축물 설계기준 적설하중($kN/m^2$) 자료를 수집하여 적용하였다. 미래 폭설 취약지역을 분석한 결과, 과거의 폭설 취약지역의 시설물은 미래에 두 배가량 더 취약하며, 취약지역이 더 확대되는 것으로 나타났다.

• 한국지리정보학회지
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• 제14권3호
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• pp.136-149
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• 2011

본 연구의 목적은 IPCC A1B 온실가스 배출 시나리오에 따른 전지구 기후모형(global climate model, GCM)을 바탕으로 구축된 KMA-RCM(Korea meteorological administration-regional climate model)을 GIS를 활용하여 규모 상세화 기법을 개발하고 검증을 통하여 기후변화 시나리오의 불확실성을 줄이는 것이다. 연구지역은 남한 전역이며, 연구 대상 기간은 1971년부터 2100년까지이다. KMA-RCM의 규모 상세화 결과의 최적화를 위해 GIS 공간보간기법 중 기온에는 Co-Kriging, 강우에는 IDW을 활용하여 고도에 따른 기온 감율을 적용하였다. 최종 연구 결과로 총 1971년도부터 2100년의 월별 평균 기온 및 강우량이 도출되었다. 평균기온의 경우 130년 동안 $1.39^{\circ}C$ 상승하고, 강우량의 경우 271.23mm가 증가하는 것으로 파악되었다. 본 연구결과의 검증을 위하여 2001년부터 2010년까지 75개 자동기상관측지점(automated weather station, AWS) 실측자료와 동기간의 미래 기후예측값과의 상관관계를 분석하였다. 평균기온의 경우 상관계수가 0.98로 매우 높게 나타났으며 강우량의 경우 0.56으로 기온에 비해 상관관계가 낮게 분석되었다. 본 연구에서는 기존의 기후변화 시나리오 규모 상세화 연구에서 사용되던 GIS 방법론을 고도에 따른 기온감율을 적용하는 기법을 개발하였다. 이를 통하여 보다 현실성 높은 지역적 규모의 미래 기후변화 시나리오를 구축하고 이의 불확실성을 줄이기 위하여 연구를 진행하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제49권2호
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• pp.107-119
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• 2016

미래 기후변화 시나리오에 따르면 극한강우사상이 현재보다 더 강화될 것으로 전망되기 때문에, 기후변화의 영향이 추정절차에 반영되지 않는다면 가능최대강수량(PMPs)을 과소 추정하게 될 가능성이 매우 높다. 본 연구에서는 미래의 강우 변동이 반영된 PMPs가 추정된다. PMPs 계산을 위하여 수문기상학적 방법이 이용되며, 기존에 사용되어오던 지형영향비를 대신하여 산악전이비가 가능최대강수량의 산정에 적용된다. 미래 주요호우사상들로부터의 DAD는 기상청 RCM (HEDGEM3-RA) RCP 8.5 기후변화 시나리오의 일 강수자료를 기반으로 편의보정 및 이동평균 된 변화인자를 이용하여 간접적으로 산출된다. 미래 PMPs 산출결과, 현재보다 증가하는 것으로 나타났으며 증가율은 2045년 기준으로 평균적으로 연간 3 mm 정도 증가하는 것으로 예측되었으며, 먼 미래로 갈수록 PMPs의 증가율은 커졌으나 미래강우자료로부터 유발되는 PMPs 추정의 불확실성 또한 증가되고 있는 것으로 파악된다.

• 대기
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• 제30권4호
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• pp.377-390
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• 2020

Not only emissions, but also atmospheric circulation is a key factor that affects local particulate matters (PM) concentrations in Korea through ventilation effects and transboundary transports. As part of the atmospheric circulation, air stagnation especially adversely affects local air quality due to weak ventilation. This study investigates the large-scale circulation related to air stagnation over Korea during winter and projects the climate change impacts on atmospheric patterns, using observed PM data, reanalysis and regional climate projections from HadGEM3-RA with Modified Korea Particulate matter Index. Results show that the stagnation affects the PM concentration, accompanied by pressure ridge at upper troposphere and weaken zonal pressure gradient at lower troposphere. Downscaling using HadGEM3-RA is found to yield Added-Value in the simulated low tropospheric winds. For projection of future stagnation, SSP5-8.5 and SSP1-2.6 (high and low emission) scenarios are used here. It has been found that the stagnation condition occurs more frequently by 11% under SSP5-8.5 and by 5% under SSP1-2.6 than in present-day climate and is most affected by changes in surface wind speed. The increase in the stagnation conditions is related to anticyclonic circulation anomaly at upper troposphere and weaken meridional pressure gradient at lower troposphere. Considering that the present East Asian winter monsoon is mainly affected by change in zonal pressure gradient, it is worth paying attention to this change in the meridional gradient. Our results suggest that future warming condition increase the frequency of air stagnation over Korea during winter with response of atmospheric circulation and its nonlinearity.

• 한국지리정보학회지
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• 제14권3호
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• pp.188-202
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• 2011

화석연료의 사용 증가로 인한 온실가스의 배출로 인하여 지구의 이상기후가 감지되고 있으며, 이러한 현상은 국내의 온도 변화 및 강수량의 변화에도 큰 영향을 줄 것이다. 특히 기후 변화에 따른 온도 상승은 겨울철 강설량 변동에 많은 영향을 줄 것이다. 본 연구는 이러한 변화를 평가하고자, 중권역별로 상세화 된 GCM (general circulation model) 자료를 이용하여 미래의 강설 가능성과 지역별 강설량을 예측하였다. 강설이 발생하는 원인은 매우 다양하지만, GCM에서 제공하는 정보는 최고 최저 온도, 강우량, 일사량의 네 가지 이므로, 본 연구에서는 강설가능성을 일최저 온도와의 상관성에 초점을 맞추어 예측하였다. 먼저 각 기상관측소별 신적설심을 기상청에서 제공받아 분석하여 강설이 내리는 온도의 조건을 추정하였으며, 추정 된 온도의 조건을 IDW (inverse distance weight)기법을 이용하여 공간 분포시켜 지역별 온도 조건 분포도를 작성하였다. 이렇게 산정된 최고 최저온도별 경계값을 중권역별로 GCM자료에 적용시켜 미래의 강설 가능성을 예측 하였다. 연구에 적용된 기후변화 시나리오는 총 13개 이며, 각 시나리오별 편차는 다양하게 나타났으나 미래로 갈수록 강설량이 줄어드는 패턴을 나타내었다. 지구 온난화에 의한기온 상승의 효과를 여실히 보여주었으며, 이러한 융설 기작의 시공간적 변동은 봄철 수자원에 영향을 줄 것으로 사료 된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권4호
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• pp.249-258
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• 2020

많은 기후 연구에서는 General Circulation Model (GCM)을 사용하여 연구를 수행하고 있는데, 현재는 5^th Assessment Report (AR5)를 기반으로 한 60개 이상의 GCM이 생성되어 있다. 다양한 GCM을 사용하여 기후 연구를 수행하는 데 있어서 여러 종류의 불확실성이 존재한다. 현재 GCM에 의해 발생되는 불확실성을 줄이기 위해 다양한 연구들이 수행되고 있는데, 그 중에서 GCM의 모의값과 관측값의 차이를 줄이기 위해 사용되는 통계학적 편이보정방법이 적용되는 과정에서 발생하는 불확실성도 중요한 요인으로 분류되고 있다. 따라서 본 연구에서는 과거기간(1970년-2005년)의 지점별로 9개의 GCM과 9개의 분위사상법을 사용하여 산정된 결과를 토대로 RCP 4.5를 사용하여 전망기간(2011-2100년)의 월 강수량을 산정하였다. 산정된 강수량을 토대로 표준 편차와 1분위와 3분위의 변위값(inter-quartile range, IQR)을 산정하여 GCM과 편이보정방법으로 기준을 나누어 변동성을 정량화하여 불확실성을 비교하였다. 분석 결과로 표준편차와 IQR은 전망 기간이 뒤로 갈수록 GCM을 기준으로 계산된 결과가 점차 크게 산정되었다. 이를 통해 GCM의 선정과 편이보정 방법 선택이 미래 기후예측에 어느 정도 영향을 미치는지 확인하였다.