• Ocean and Polar Research
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• 제38권2호
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• pp.89-102
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• 2016

In this study, we evaluated the model performance with respect to Sea Surface Temperature (SST) and Net Heat Flux (NHF) by considering the characteristics of seasonal temperature variation and contributing factors and by analyzing heat budget terms in the Northwestern Pacific and East Asian Marginal Seas ($110^{\circ}E-160^{\circ}E$, $15^{\circ}N-60^{\circ}N$) using the HadGEM2-AO historical run. Annual mean SST of the HadGEM2-AO is about $0.065^{\circ}C$ higher than observations (EN3_v2a) from 1950 to 2000. Since 1960, the model has simulated well the long-term variation of SST and the increasing rate of SST in the model ($0.014^{\circ}C/year$) is comparable with observations ($0.013^{\circ}C/year$). Heat loss from the ocean to the atmosphere was simulated slightly higher in the HadGEM2-AO than that in the reanalysis data on the East Asian Marginal Seas and the Kuroshio region. We investigated the causes of temperature variation by calculating the heat budget equation in the two representative regions. In the central part of the Kuroshio axis ($125^{\circ}E-130^{\circ}E$, $25^{\circ}N-30^{\circ}N$: Region A), both heat loss in the upper mixed layer by surface heat flux and vertical heat advection mainly cause the decrease of heat storage in autumn and winter. Release of latent heat flux through the heat convergence brought about by the Kuroshio contributes to the large surface net heat flux. Positive heat storage rate is mainly determined by horizontal heat advection from March to April and surface net heat flux from May to July. In the central part of the subtropical gyre ($155^{\circ}E-160^{\circ}E$, $22^{\circ}N-27^{\circ}N$: Region B), unlike Region A, vertical heat advection predominantly causes the decrease of heat storage in autumn and winter. In spring and summer, surface heat flux contributes to the increase of heat storage in Region B and the period is two times longer than the period for Region A. In this season, shoaling of the mixed layer depth plays an important role in the increase of SST.

• 한국농림기상학회지
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• 제14권4호
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• pp.143-154
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• 2012

수자원의 수요 증가와 ENSO (El Ni$\tilde{n}$o/La Ni$\tilde{n}$a Southern Oscillation) 등의 기후변화 현상으로 인한 수자원 공급의 불안정 요소가 제기됨에 따라, 수자원 관리 계획 수립 시 장/단기강우 모의의 중요성이 강조되고 있다. 본 연구에서는 미국 플로리다 템파 지역의 두 개 유역을 대상으로 1986년부터 2008년까지의 MM5 지역기후모델을 이용한 강우모의 결과를 시험지역의 33개 관측자료와 CDF-mapping 기법을 이용하여 통계적으로 보정하였으며 그 결과를 바탕으로 ENSO 패턴에 따른 모델의 성능을 평가하였다. 보정된 MM5일 강우 모의결과는 대체적으로 각 관측소의 월 평균 강우량 (ME: 1.0mm)을 잘 모의하는 것으로 나타났다. 블락-크리깅 기법을 이용하여 추정된 유역 평균 일/월 강우량 또한 관측치를 잘 재현하였다(일 강우 ME: 0.8mm, 월 강우 ME: 7.1mm). 한편, ONI (Oceanic Ni$\tilde{n}$o index)를 이용하여 구분한 ENSO 패턴에 따른 강우 모의치를 분석한 결과, 월별 엘리뇨/라니냐 해에 대한 유역 단위의 강우량 모의 성능이 상이한 것으로 나타났다. 이 원인으로 한정된 모수화 적용 및 모델 경계자료 오차 등을 제시하고 이에 대한 보정 방법개선 등의 추가 연구의 필요성을 지적하였다. 본 연구는 ENSO 패턴을 고려한 월별 기후모델 결과를 활용함에 있어 유의점을 제시하였기에, 우기와 건기에 대한 수자원 관리를 위한 적용 등에 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

• 환경영향평가
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• 제19권2호
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• pp.169-177
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• 2010

One of the most obvious climatic manifestations of urbanization in Korea is a trend towards higher air temperature. The trends of long-term annual temperature generally well describe the warming of urban areas. The increase of air temperature in urban area has been observed to the present since the meteorological observations in Korea began. The objective of this study is to explore the actual increase and the regional long-term trends of air temperature attributed to urbanization in the Korean Peninsula. Therefore, temperatures of the selected urban areas were compared with that of the surrounding rural areas, with the results varying by the application of the estimates of each region. The second objective is to separate the long-term trend of surface air temperature of global warming from urbanization and to find the actual temperature increase from urbanization in Korean peninsula. For the data analysis, daily air temperatures observed by the Korea Meteorological Administration (KMA) during between from 1961 and 2005 were used at five rural sites and cities. The re-analyzed surface air temperatures by the National Centers for Environmental Prediction (NCEP) was also carried out to compare the result from the observed air temperature in the Korean climate domain. In this study, the urban areas in Korea showed high increase rate of air temperature with $0.4^{\circ}C$ per decade during past 50 year period, while rural sites as Chupungryung with the $0.2^{\circ}C$ decadal increase rate. The analyses reflect that the urban area shows the high rate of temperature increase with $1.39^{\circ}C$ of regression value at the urban area, Seoul, and $0.43^{\circ}C$ at the rural site, Chupungnyeong during the period of 30 years. The temperature increas due to the urbanization only showed the increase range between $0.44^{\circ}C$ and $0.86^{\circ}C$, and the observed decrease in diurnal temperature range at five urban areas during the 30 years period.

• 감성과학
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• 제15권1호
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• pp.37-46
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• 2012

내현적 주의와 재정향이 탐지과제 수행에 미치는 영향을 반응촉진과 회귀억제를 통해 탐색하였다. Posner와 Cohen(1980)의 고전적인 탐지패러다임에서는 단서를 제시하고 일정한 자극제시시차 후 그 단서와 같거나 또는 다른 위치에 나타나는 표적에 대한 탐지수행을 관찰한다. 본 연구에서는 내현적 주의를 유발하기 위해 단서가 표적에 대해 예측력을 가지도록 조작하였고, 단서자극과 표적 사이에 새로운 단서(재정향단서)를 삽입하여 재정향을 유도하였다. 실험 1에서는 재정향단서가 제시되는 시기를 초기, 중기, 후기로 구분하여 실험을 실시하였다. 그 결과 재정향이 제시되는 시기별로 자극제시시차(150ms, 400ms, 850ms)에 따라 다른 양상의 반응촉진 및 회귀억제가 발생하였으나, 해석 가능한 일정 패턴을 확인하기는 어려웠다. 하지만 재정향이 초기에 발생한 실험조건을 재분석한 결과, 반응촉진과 회귀억제가 자극제시시차에 따라 교차하여 나타나는 단순탐지과제의 전형적인 결과를 얻을 수 있었다. 실험 2에서는 실험 1에서 재정향이 초기에 발생하는 조건에 대한 추가 실험을 실시하였다. 실험 결과, 자극제시시차가 짧을 때는 반응촉진이 발생하였으며 자극제시시차가 길때는 회귀억제가 발생하였다. 이 결과는 단서자극이 표적에 대한 예측력을 가질 때 자극제시시차가 긴 조건에서 회귀억제가 사라진다는 기존의 보고(Wright & Richard, 2000)와 반대되는 결과이다. 이 결과는 최초 단서가 제시된 후 회귀억제의 효과가 소멸되기 전에 매우 빠르게 제시되는 재정향단서는 이중 회귀억제를 가져온다는 것을 제안한다. 본 연구는 내현적 주의에 의해 특정한 위치에 주의를 할당할 때에도 반복적으로 빠르게 제시되는 단서자극은 회귀억제를 극대화함으로써 내현적 주의를 상쇄할 수 있음을 시사한다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제24권6호
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• pp.535-549
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• 2008

위성 센서의 대리 검정은 다양한 표적을 이용하여 모의된 대기 상단의 복사휘도를 이용하여 수행된다. 본 연구에서는 인도양과 태평양상에 있는 다섯 개의 해양 표적을 통해 대기상단 가시영역에서의 복사휘도를 계산하고, 위성 센서 검보정에의 활용 가능성에 대해서 알아보았다. 복사전달모델인 65를 통해 계산된 대기상단의 복사휘도를 MODIS/Terra와 SeaWiFS 관측 값과 비교하였으며, 모의를 위하여 이들 위성의 기하정보와 복사계의 특징들이 사용되었다. MODIS/Terra의 에어로솔 광학적 두께 (AOT: Aeroso) Optical Thickness)와 SeaWiFS의 pigment concentrations, OMI의 오존 자료가 모델 입력 값으로 사용되었고 NCEP/NCAR 재분석 자료로부터 바람과 총가강수량에 대한 정보를 얻었다. 전 표적 지역에 대해서 5일 평균한 결과, 2005년 한 해 동안 계산된 복사휘도와 관측된 복사휘도와의 백분율 차이는 약 ${\pm}5%$의 수준으로 나타났고 이것은 계산된 복사휘도가 위성에서의 관측 값과 잘 일치함을 의미한다. 또한 동일 알고리즘으로 약 ${\pm}5%$의 오차수준 이내의 결과를 SeaWiFS를 통해 얻을 수 있었다. 이러한 결과는 위성의 가시채널 검보정이 본 연구의 복사휘도 모의 방법을 통해서 ${\pm}5%$의 오차범위 안에서 이루어질 수 있음을 보여준다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제24권1호
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• pp.79-91
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• 2019

동해 남서부 해역의 해양생태계에 큰 영향을 미치는 연안용승의 변화를 파악하기 위해 1948년 1월부터 2018년 9월까지의 NCEP/NCAR 재분석자료를 이용하여 용승지수를 계산하였다. 평균 용승지수는 4월부터 8월까지 용승이 발생하는 양의 값이 보이며 7월에 최대 값이 나타났다. 용승지수의 장기 변화는 6월과 7월에 통계적으로 유의미한 감소추세가 나타났으며, 5, 6, 7월 용승지수의 합도 통계적으로 유의미한 감소 경향을 보였다. 한반도 주변의 대기압 분석을 통하여 용승지수의 변화 추세는 동해남부해역을 기준으로 북서쪽 영역($35-50^{\circ}N$, $114-129^{\circ}E$)의 기압 변화 추세의 영향이라는 것을 밝혔다. 최근 7년간(2012년-2018년)의 용승지수 분석결과 2017년 7월에 용승지수가 표준편차의 3배 이상 높은 것을 발견하였다. 이것은 중국 북동쪽 지방에 평년과 다르게 저기압이 발달하였고 북태평양고기압이 일본과 대만 사이까지 영향을 주어 동해 남부에 큰 기압 차이가 발생했기 때문이었다. 반면에 평년에 비하여 북쪽의 저기압과 남쪽의 고기압의 영향이 적었던 2018년 7월은 용승지수가 음의 값이었다. 동해남부 연안용승지수는 기후변화에 따라 감소하는 경향을 보이고 경년변동이 커서 생태환경에 대한 영향을 파악하기 위해서는 지속적인 모니터링이 필요하다.

• 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.

• 한국지구과학회지
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• 제40권6호
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• pp.584-598
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• 2019

본 연구에서는 지역 기상-해양 접합모델을 이용하여 2018년 8월 28일부터 30일까지 한반도 서울-경기지역에 내린 강수에 대해 대기-해양 상호작용의 효과를 분석하였다. 지역 기상-해양 접합모델에서 기상모델은 WRF (Weather Research Forecasts)가 사용되었으며, 해양모델은 ROMS (Regional Oceanic Modeling System)가 사용되었다. 단일 기상 모델은 WRF모델만 이용되었으며, ECMWF Re-Analysis Interim 의 해수면온도자료가 바닥경계자료로 사용되었다. 관측자료와 비교하여, 대기-해양 상호작용의 효과가 고려된 접합모델은 서울-경기지역의 강수 및 황해 해수면온도에 대해 공간상관계수가 각각 0.6과 0.84로 이는 지역 기상모델보다 높게 나타났다. 또한, 평균편향오차(MBE, Mean Bias Error)은 각각 -2.32와 -0.62로 지역 기상모델 보다 낮은 오차율을 보였다. 상당온위와 해수면온도 및 역학적 수렴장으로 분석한 대기-해양 상호작용의 효과는 황해 해수면온도의 변화를 유도하였고, 그 변화는 하층대기에서 열적 불안정과 운동학적 수렴대의 차이를 발생시켰다. 열적 불안정과 수렴대는 결과적으로 서울-경기 지역에서 상승운동을 유도하였고, 결과적으로 기상-해양 접합모델에서 모의된 강수가 관측과 더 유사한 공간분포를 나타냈다. 그러나 복잡한 관계에 있는 대기-해양 상호작용의 효과를 더 명확히 파악하기 위해서는 다양한 사례연구와 장기적인 분석이 필요하지만, 본 연구는 기상-해양 상호작용이 강수 예보에 중요성에 대한 또 다른 증거를 제시한다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제36권5_1호
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• pp.763-774
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• 2020

수치예보모델의 예측 바람장은 대기운동벡터 알고리즘의 표적 추적 과정에서 추적 정확도 향상이나 계산 시간 단축을 위해 초기 추정치로 사용된다. 대기운동벡터는 수치예보모델의 자료동화 시 활용가치가 높다고 알려졌으나, 초기 추정치로 사용된 수치예보모델 바람장이 대기운동벡터의 검증 과정에 참 값으로 사용된다는 모순이 있다. 이를 해결하기 위해서는 수치예보모델로부터 독립적인 초기 추정치가 필요하다. 본 연구에서는 Lucas and Kanade 옵티컬 플로우 방법을 적용하여 바람장을 도출한 후 이를 초기 추정치로 사용함으로써 표적 추적과정에서의 모델 의존성을 제거하고 계산 속도를 향상시키고자 하였다. 대기운동벡터 산출에는 2015년 8월 18일 ~ 9월 5일 00, 06, 12, 18시 동안의 정지궤도 위성 Himawari-8/AHI의 14번 채널 Level 1B 자료를 사용하였다. 옵티컬 플로우 방법이 대기운동벡터 산출에 미치는 영향을 평가하기 위하여 다음과 같은 세가지 방법으로 교차 검증을 수행 하였다. (1) 초기 추정치 없이, (2) KMA/UM 예보바람장을 초기 추정치로 사용하여, 그리고 (3) 옵티컬 플로우 방법으로 계산된 바람장을 초기 추정치로 사용하여 대기운동벡터를 산출하고 ECMWF ERA-Interim 재분석장과 비교 검증한 결과, 옵티컬 플로우 기반 바람장을 초기 추정치로 사용한 경우에 가장 높은 정밀도를 보였다(RMSVD: 5.296-5.804 ms^-1). 계산 속도는 초기 추정치를 사용하지 않은 경우에 가장 느렸고, 나머지 테스트는 유사한 속도를 보였다. 그러므로 대기운동벡터 알고리즘의 표적 추적 과정에 옵티컬 플로우 방법을 적용하면, 모델 의존성 없는 고품질 바람벡터의 산출이 가능할 것으로 사료된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제19권3호
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• pp.169-179
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• 2014

황해 남동부 해역에 설치한 해양부이(YSROB)에서 약 27개월간 관측된 장파, 단파 복사량을 포함한 대기, 해양 변수와 COARE 3.0 알고리즘을 이용하여 월평균 해양-대기간 열속을 산출하고 기존 연구결과와 비교하였다. YSROB 위치에서 열속은 순 단파복사(Qi)에 의해 해양은 대기로부터 열을 얻고 순 장파복사($Q_b$), 현열($Q_h$), 잠열($Q_e$)에 의해서 열손실이 일어난다. 전체 열손실 중 $Q_e$에 의한 손실이 51%로 가장 크게 나타났으며 $Q_b$와 $Q_h$에 의한 손실은 각각 34%, 15% 이다. 순열속($Q_n$)은 $Q_i$가 최대인 5월에 최대($191.4W/m^2$)이며 모든 열속 성분이 최소인 12월에 최소($-264.9W/m^2$)이다. 연평균 $Q_n$은 $1.9W/m^2$ 이지만 관측기기의 정확도에 의한 오차산정 결과(최대 ${\pm}19.7W/m^2$)를 고려하면 무시할 정도로 작다. YSROB과 동일한 위치에서의 기존 월별 열속 산출 결과는 YSROB에서 실측값에 기반한 열속에 비해 여름철 $Q_i$가 약 $10{\sim}40W/m^2$ 과소 평가된 반면에 겨울철에는 $Q_e$와 $Q_h$에 의한 열 손실이 각각 약 $50W/m^2$, $30{\sim}70W/m^2$ 과다하게 산출되었다. 이로 인하여 해양이 열을 얻는 4월~8월에는 기존 연구에서의 열 획득량이 본 연구 결과보다 적게 나타나며, 해양이 열을 잃는 겨울철에는 기존 연구에서의 해양으로부터의 열 손실이 본 연구 결과에 비해 크게 나타난다. 특히, 12월과 1월의 $Q_n$ 차이는 약 $70{\sim}130W/m^2$에 달한다. 장기적인 재분석장(MERRA) 분석 결과에 의하면 이와 같은 월평균 열속의 차이는 연변동 등 시간 변동에 의한 것이 아니라 열속 산출 시 사용된 자료의 부정확성에 기인하는 것으로 판단된다. 본 연구 결과로부터 기존의 기후적인 열속을 연구에 활용하거나 수치모델에 사용함에 있어 주의가 요망된다.