• 제목/요약/키워드: Solar radiation pressure

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FAO Penman-Monteith 기준증발산식 민감도 분석 (Sensitivity analysis of the FAO Penman-Monteith reference evapotranspiration model)

  • 임창수
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제56권4호
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    • pp.285-299
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    • 2023
  • 증발산량을 산정하는 것은 수자원 관리에서 매우 중요한 요소이고, 많은 연구자들에 의해서 FAO Penman-Monteith (FAO P-M) 식이 기준증발산량을 산정을 위해 적용되고 있다. 하지만 FAO P-M 식에는 다양한 입력 변수들이 적용되어서, 이들 입력변수들의 영향력을 파악하는 것은 필요하다. 따라서 본 연구에서는 우리나라 56개 연구지역을 대상으로 8개의 기상요소들(최고기온, 최저기온, 풍속, 상대습도, 일사량, 증기압부족, 순복사량, 지중열유동)과 FAO Penman-Monteith (FAO P-M) 기준증발산식의 에너지항과 공기동력항, 그리고 고도의 변화에 따른 FAO P-M 기준증발산량 산정에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위해 다른 변량들은 고정한 상황에서 각 특정 변량을 10% 증가시킴에 따른 기준증발산량의 변화를 평가하기 위해 상대 민감도분석을 실시하였다. 또한 5개 대표 지역을 선정하여 그 지역들에 대해서 월별 민감도분석을 실시하고자 군집분석을 이용하여 56개 연구지역을 5개로 분류하였다. 분석결과에 의하면 56개 연구지역에서 8개의 기상요소 중에서 순복사량이 가장 민감한 것으로 나타났고, 다음으로 상대습도, 일사량, 최고기온, 증기압부족, 풍속, 최저기온 순으로 나타났다. 지중열유동은 가장 덜 민감한 요소인 것으로 나타났다. 지표면 특성의 경우, 고도는 매우 낮은 양의 상대 민감도를 보였다. FAO P-M 기준증발산식의 에너지항과 공기동력항의 상대적 민감도는 에너지항이 0.707, 공기동력항이 0.293을 보여서 에너지항이 공기동력항보다 기준증발산량 산정에 기여도가 더 큰 것으로 나타났다. 월별 민감도분석에 의하면 기상 요소별 민감도는 계절적인 영향을 보이는 것으로 나타났고, 고도의 상대민감도는 지역 간 서로 다른 양상을 보였다. 따라서 FAO P-M 식 적용을 위해서는 입력변수의 지역적, 계절적 민감도 차이를 고려해야할 것으로 판단된다.

포장(圃場)에서 벼 군락(群落)의 미기상(微氣象) 요소(要素)들이 증발산량(蒸發散量)에 미치는 영향(影響) (Influence of Micrometeorological Elements on Evapotranspiration in Rice (Oryza sativa L.) Crop Canopy)

  • 김종욱;강병화;이정택;윤성호;임정남
    • 한국토양비료학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.231-241
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    • 1992
  • 벼 군락(群落)의 미기상요소(微氣象要素)들이 증발산(蒸發散)에 미치는 영향(影響)과 그들의 상호관련(相互關聯)을 구명(究明)하고자 1989년(年)에 기상청(氣象廳) 수원기상대(水原氣象臺) 포장(圃場)에서 대청벼와 삼강벼를 공시(供試)하여 종관기상(綜觀氣象), 군락(群落)의 미기상(微氣象)과 증발산량(蒸發散量), 작물(作物)의 건물생산량(乾物生産量) 등을 측정(測定) 조사(調査)하고, 증발산량(蒸發散量)의 생육시기별(生育時期別) 변화(變化)와 기상요소(氣象要素)의 영향(影響)을 검토(檢討)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 벼 군락(群落)의 증발산량(蒸發散量)은 증발계(蒸發計)의 증발량(蒸發量), 기온(氣溫), 일사량(日射量), 일조시수(日照時數), 초관부(草冠部) 상단(上端)의 공기(空氣)와의 포차(飽差), 수온(水溫) 등의 순(順)으로 상관계수(相關係數)가 높았다. 2. 벼 군락(群落)의 증발산량(蒸發散量)과 측정증발량(測定蒸發量)과의 관계(關係)는 소형증발계(小型蒸發計)의 증발량(蒸發量)에 비하여 Class A 증발계(蒸發計)의 증발량(蒸發量)이 더욱 밀접한 상관관계(相關關係)를 보였다. 3. 벼 군락(群落)의 증발산량(蒸發散量)과 증발량(蒸發量)과의 관계(關係)에서 대청벼 보다 삼강벼의 상관계수(相關係數)가 더욱 높은 품종간차이(品種間差異)를 보였다. 4. Class A 증발계(蒸發計)로 측정(測定)된 증발량(蒸發量)에 대한 벼 군락(群落)의 증발산량(蒸發散量)의 비(比)는 전생육기간(全生育期間)을 통(通)하여 1.0이상이었으며, 8월(月) 하순(下旬)에는 1.9로서 최고(最高)에 달하였다. 5. Class A 증발계(蒸發計)의 증발량(蒸發量)은 소형증발계(小型蒸發計)에 의한 측정치(測定値)의 0.719배(倍)이었다. 6. 증발산량(蒸發散量)은 순복사량(純輻射量)보다는 태양(太陽)에너지 복사량(輻射量)과의 상관(相關)이 높았으며, 순복사량(純輻射量)은 태양(太陽)에너지 복사량(輻射量)의 0.66배(倍)이었다. 7. 최고기온(最高氣溫)은 평균기온(平均氣溫)보다 작물(作物)의 증발산량(蒸發散量)과의 상관(相關)이 높았고, 6m 높이의 풍속(風速)과는 정(正)의 상관(相關)을 보였지만, 강우일(降雨日)을 제외한 경우 상대습도(相對濕度)와의 상관계수(相關係數)는 매우 낮았다. 8. 기상요소(氣象要素)를 자료(資料)로 증발산량(蒸發散量)을 추정(推定)하기위하여 작성된 회귀(回歸)모델은 $ET=-5.3594+0.7005_{pan}A+0.1926T_{mean}+0.0878_{sol}+0.025RH$이었고, 이 모델에 의한 추정치(推定値)는 실측치(實測値)와 거의 일치(一致)($R^2=0.607$)하였다.

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공기주입 및 관행 이중피복온실의 재배환경 및 단열성능 비교 (Comparison of Environmental Conditions and Insulation Effect between Air Inflated and Conventional Double Layer Greenhouse)

  • 메쓰캄카남즈사니카닐란가니자야세카라;나욱호;오우라비압둘하메드바바툰데;이종원;라쉬드아드난;김현태;이현우
    • 생물환경조절학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.46-53
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    • 2018
  • 본 연구는 공기주입 이중피복온실과 관행 이중피복온실의 생육환경과 단열성능을 비교하기 위하여 수행하였다. 두 온실의 온도, 상대습도, 포차, 이산화탄소농도, 일사량, 딸기 생산량 및 난방연료소비량을 비교하였다. 공기주입온실이 관행온실보다 야간에 상대습도가 더 높고 포차는 더 낮게 나타나 딸기의 생육에 좋지 않은 환경을 보여주었다. 이산화탄소농도는 공기주입온실이 관행온실보다 더 높게 나타났으며, 이는 공기주입온실이 더 밀폐되어 있어 환기량이 적기 때문인 것으로 판단된다. 관행온실의 광투과율이 77%로 공기주입온실의 72%보다 더 높아 관행온실의 광환경이 더 우수한 것으로 나타났다. 관행온실의 딸기 생산량이 더 높게 나타났으며, 이는 관행온실의 생육환경이 공기주입온실보다 더 우수한 결과로 판단된다. 난방연료는 공기주입온실에서 더 적게 소모되어 공기주입온실의 단열성능이 더 우수한 것으로 나타났다.

중개궤도를 이용한 지구-달 천이궤적의 설계 및 분석 (The Earth-Moon Transfer Trajectory Design and Analysis using Intermediate Loop Orbits)

  • 송영주;우진;박상영;최규홍;심은섭
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제26권2호
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    • pp.171-186
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    • 2009
  • 이 연구에서는 미래 한국의 달 탐사에 대비, 지구-달 천이궤적을 설계하고 분석하였다. 궤적 설계는 최소연료로 지구 주차궤도에서부터 달 임무궤도까지 도달하는 모든 단계에 대해서 실시하였으며 미래 한국의 달 탐사 개발 계획에 실질적인 도움이 되기 위해 2017년, 2020년, 2022년으로 각각 나누어 설계를 하였다. 탐사선의 운동방정식의 구현을 위하여 태양, 지구, 달의 중력에 의한 섭동력이 포함된 N체 운동 방정식을 사용하였으며 보다 실질적인 우주환경의 모사를 위하여 지구의 비대칭 중력장(Geopotential), 태양 복사압(Solar radiation pressure) 그리고 달의 J2 섭동에 의한 영향도 고려하였다. 임무 설계를 위해 가정된 추력은 순간 추력(Impulsive thrust)으로 가정하였으며 발사체의 성능은 현재 개발 예정인 KSLV-2로 가정하였다. 미래 한국의 가상 달 탐사선이 지구-달 천이 궤적(Trans Lunar trajectory)에 진입하는 방법으로는 지구 주차 궤도에서 직접 진입 하는 방법과 여러번의 타원 중개 궤도를 거친 후 지구-달 천이 궤적으로 진입하는 방법을 모두 이용하였다. 아울러 TLI(Trans Lunar Injection) 기동시 탐사선의 대전 지상국에서의 가시성에 따른 기동의 크기에 대한 영향이 분석되었다. 이 연구를 통한 임무 설계 결과는 달 탐사 임무 설계를 위한 발사 가능 시기(launch opportunity), 성공적인 임무 수행을 위한 임무 단계별 최적의 기동량 및 해당 궤도의 특성 그리고 다양한 임무 파라미터등의 해석을 포함하고 있다. 임무 설계 결과, 미래 한국이 쏘아 올릴 수 있는 달 탐사선의 전체 질량은 해당 임무의 수행시기 보다는 초기 지구 출발 궤도의 초기 고도와 발사제의 초기 궤도 투입 성능에 따라 더욱 크게 좌우됨을 확인하였다.

작물 생식 모니터링을 위한 온실환경 모니터링 시스템 구축연구 (Study on Establishment of the Greenhouse Environment Monitoring System for Crop Growth Monitoring)

  • 김원경;조병효;홍영기;최원식;김경철
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제25권3호
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    • pp.349-356
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    • 2022
  • Currently, the agricultural population in Korea indicates a decreasing and aging orientation. As the population of farm labor continues to decline, so farmers are feeling the pressure to be stable crop production. To solve the problem caused by the decreasing of farm labor, it is necessary to change over to "Digital agriculture". Digital agriculture is tools that digitally collect, store, analyze, and share electronic data and/or information in agriculture, and aims to integrate the several digital technologies into crop and livestock management and other processes in agriculture fields. In addition, digital agriculture can offer the opportunity to increase crop production, save costs for farmer. Therefore, in this study, for data-based Digital Agriculture, a greenhouse environment monitoring system for crop growth monitoring based on Node-RED, which even beginners can use easily, was developed, and the implemented system was verified in a hydroponic greenhouse. Several sensors, such as temperature, humidity, atmospheric pressure, CO2, solar radiation, were used to obtain the environmental data of the greenhouse. And the environmental data were processed and visualized using Node-RED and MariaDB installed in rule.box digital. The environment monitoring system proposed in this study was installed in a hydroponic greenhouse and obtained the environmental data for almost two weeks. As a result, it was confirmed that all environmental data were obtained without data loss from sensors. In addition, the dashboard provides the names of installed sensors, real time environmental data, and changes in the last three days for each environmental data. Therefore, it is considered that farmers will be able to easily monitor the greenhouse environment using the developed system in this study.

생육 및 경제성 분석을 통한 약광기 고추의 온실재배를 위한 적정 보광 광원 선정 (Selection of Supplemental Light Source for Greenhouse Cultivation of Pepper during Low Radiation Period through Growth and Economic Analysis)

  • 황희성;이광휘;정현우;황승재
    • 생물환경조절학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.204-211
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    • 2022
  • 고품질의 작물을 재배하기 위해 광은 필수적인 환경조건이다. 겨울철에는 다른 계절에 비해 일사량이 저조하므로 보광처리를 이용해 작물의 생육과 수확량을 증대시킬 수 있다. 본 연구는 약광기 동안 고추 온실재배를 위한 경제적인 보광 광원을 선발하기 위해 수행되었다. 풋고추(Capsicum annuum 'Super Cheongyang')는 2019년 9월 5일에 정식하였다. 보광처리는 2020년 1월 1일부터 2020년 3월 31일까지 수행되었다. White LED(R:G:B = 5:3:2, W LED), RB LED(red:blue = 7:3, RB LED), 고압나트륨등(high pressure sodium lamp, HPS)을 광원으로 사용하였다. 무처리를 대조구로 사용하였다. 고추의 초장, SPAD, 마디 수는 보광 광원에 따른 유의적인 차이가 없었다. 그러나 분지 수는 RB LED 광원에서 가장 많았다. 또한 보광은 고추의 광합성을 증가시켰으며, 특히 RB LED에서 보광기간 동안 가장 높은 광합성률을 보였다. 또한 고추의 수확량은 보광처리에서 증가하였고, RB LED는 다른 광원에 비해 가장 높은 수확량을 보였다. 소비전력은 W LED가 가장 높았고 HPS 조명이 가장 낮았다. 경제적인 측면에서 RB LED를 이용한 보광처리는 다른 광원에 비해 높은 경제성을 가졌다. 결론적으로 이러한 결과는 고추 온실에서 약광기 동안 보광 광원으로 RB LED를 사용하는 것이 수확량과 경제성을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

Primary Energy Conversion in a Direct Drive Turbine for Wave Power Generation

  • Prasad, Deepak Divashkar;Zullah, Mohammed Asid;Kim, You-Taek;Lee, Young-Ho
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.237.1-237.1
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    • 2010
  • Recent developments such as concern over global warming, depletion of fossil fuels and increase in energy demands by the increasing world population has eventually lead to mass production of electricity using renewable sources. Ocean contains energy in form of thermal energy and mechanical energy: thermal energy from solar radiation and mechanical energy from the waves and tides. The current paper looks at generating power using waves. The primary objective of the present study is to maximize the primary energy conversion (first stage conversion) of the base model by making some design changes. The model entire consisted of a numerical wave tank and the turbine section. The turbine section had three components; front guide nozzle, augmentation channel and the rear chamber. The augmentation channel further consisted of a front nozzle, rear nozzle and an internal fluid region representing the turbine housing. Different front guide nozzle configuration and rear chamber design were studied. As mentioned, a numerical wave tank was utilized to generate waves of desired properties and later the turbine section was integrated. The waves in the numerical wave tank were generated by a piston type wave maker which was located at the wave tank inlet. The inlet which was modeled as a plate wall which moved sinusoidally with the general function, $x=asin{\omega}t$. In addition to primary energy conversion, observation of flow characteristics, pressure and the velocity in the augmentation channel, rear chamber as well as the front guide nozzle are presented in the paper. The analysis was performed using the commercial code of the ANSYS-CFX. The base model recorded water power of 29.9 W. After making the changes, the best model obtained water power of 37.1 W which represents an increase of approximately 24% in water power and primary energy conversion.

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Potential Influence of Climate Change on Shellfish Aquaculture System in the Temperate Region

  • Jo, Qtae;Hur, Young Baek;Cho, Kee Chae;Jeon, Chang Young;Lee, Deok Chan
    • 한국패류학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.277-291
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    • 2012
  • Aquaculture is challenged by a number of constraints with future efforts towards sustainable production. Global climate change has a potential damage to the sustainability by changing environmental surroundings unfavorably. The damaging parameters identified are water temperature, sea level, surface physical energy, precipitation, solar radiation, ocean acidification, and so on. Of them, temperature, mostly temperature elevation, occupies significant concern among marine ecologists and aquaculturists. Ocean acidification particularly draws shellfish aquaculturists' attention as it alters the marine chemistry, shifting the equilibrium towards more dissolved CO2 and hydrogen ions ($H^+$) and thus influencing signaling pathways on shell formation, immune system, and other biological processes. Temperature elevation by climate change is of double-sidedness: it can be an opportunistic parameter besides being a generally known damaging parameter in aquaculture. It can provide better environments for faster and longer growth for aquaculture species. It is also somehow advantageous for alleviation of aquaculture expansion pressure in a given location by opening a gate for new species and aquaculture zone expansion northward in the northern hemisphere, otherwise unavailable due to temperature limit. But in the science of climate change, the ways of influence on aquaculture are complex and ambiguous, and hence are still hard to identify and quantify. At the same time considerable parts of our knowledge on climate change effects on aquaculture are from the estimates from data of fisheries and agriculture. The consequences may be different from what they really are, particularly in the temperature region. In reality, bivalves and tunicates hung or caged in the longline system are often exposed to temperatures higher than those they encounter in nature, locally driving the farmed shellfish into an upper tolerable temperature extreme. We review recent climate change and following environment changes which can be factors or potential factors affecting shellfish aquaculture production in the temperate region.

Measurement of EUV Emission and its Plasma Parameters Generated from the Coaxial Plasma Focus of Mather and Hypocycloidal Pinched Electrodes

  • Lee, Sung-Hee;Lee, Kyung-Ae;Hong, Young-June;Uhm, Han-Sup;Choi, Eun-Ha
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.332-332
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    • 2011
  • The extreme ultraviolet (EUV) radiation, whose wavelength is from 120 nm down to 10 nm, and the energy from 10 eV up to 124 eV, is widely utilized such as in photoelectron spectroscopy, solar imaging, especially in lithography and soft x-ray microscopy. In this study, we have investigated the plasma diagnostics as well as the debris characteristics between the two types of dense plasma focusing devices with coaxial electrodes of Mather and hypocycloidal pinch (HCP), respectively. The EUV emission intensity, electron temperature and plasma density have been investigated in these cylindrical focused plasma along with the debris characteristics. An input voltage of 5 kV has been applied to the capacitor bank of 1.53 uF and the diode chamber has been filled with Ar gas at pressure ranged from 1 mTorr and 180 mTorr. The inner surface of the cathode was covered by polyacetal insulator. The central anode electrode has been made of tin. The wavelength of the EUV emission has been measured to be in the range of 6~16 nm by a photo-detector (AXUV-100 Zr/C, IRD). The visible emission has also been measured by the spectrometer with the wavelength range of 200~1,100 nm. The electron temperature and plasma density have been measured by the Boltzmann plot and Stark broadening methods, respectively, under the assumption of local thermodynamic equilibrium (LTE).

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AN ANALYSIS OF INFRARED IMAGES OF JUPITER IMPACTED BY P/SHOEMAKER-LEVY 9

  • KIM YONG HA;SUNG KIYUN;KIM SANG JOON;COCHRAN W. D.;LESTER D. F.;TRAFTON L.;CLARK B. E.
    • 천문학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.245-253
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    • 1996
  • We have analyzed infrared (IR) images of Jupiter which was observed at the McDonald Observatory, Texas, U.S.A., during the P/SHoemaker-LEvy 9 (SL9) impact period and about one week after the last impact. The IR images were obtained on the 2.7m telescope using a NICMOS array with filters to isolate the $1.5{\mu}m\;NH_3\; band,\;the\;2.3{\mu}m\;CH_4\;band,\;the\;2.12{\mu}m\;H_2\;S(0)$ pressure-induced absorption, and the continua at $1.58{\mu}m\;and\;2.0{\mu}m$ (short K-band). All images except those with the $1.58{\mu}m$ continuum filter show bright impact sites against the relatively dark Jovian disk near the impact latitude of about $45^{\circ}$ S. This implies that dusts originated from the impacts reflect the solar radiation at high altitudes before absorbed by stratospheric $CH_4,\;NH_3 \;or\;H_2$. The impact sites observed with the $2.3{\mu}m$ filter are conspicuously bright against a very dark background. The morphology of impact sites, G, L, and H at 2.3 and $2.12{\mu}m$ filters shows clearly an asymmetric structure toward the incident direction of the comet fragments, in agreement with the studies of visible impact images obtained with the Hubble Space Telescope. Comparisons of reflectances of G, L, and H sites with simple radiative transfer models suggest that optically thick dust layers were formed at high altitudes at which methane absorption attenuates incoming sunlight only by about $1\%$. The dust layers in these sites seem to form at about the same altitude regardless of the magnitude of the impacts, but they appear to descend gradually after the impacts. The dust layers have optical depths of 2-5, according to the models.

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