• 대기
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• 제28권2호
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• pp.211-222
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• 2018

Cloud droplet activation process is well described by $K{\ddot{o}}hler$ theory and several parameterizations based on $K{\ddot{o}}hler$ theory are used in a wide range of models to represent this process. Here, we test the two different method of calculating the solute effect in the $K{\ddot{o}}hler$ equation, i.e., osmotic coefficient method (OSM) and ${\kappa}-K{\ddot{o}}hler$ method (KK). To do that, each method is implemented in the cloud droplet activation parameterization module of WRF-CHEM (Weather Research and Forecasting model coupled with Chemistry) model. It is assumed that aerosols are composed of five major components (i.e., sulfate, organic matter, black carbon, mineral dust, and sea salt). Both methods calculate similar representative hygroscopicity parameter values of 0.2~0.3 over the land, and 0.6~0.7 over the ocean, which are close to estimated values in previous studies. Simulated precipitation, and meteorological variables (i.e., specific heat and temperature) show good agreement with reanalysis. Spatial patterns of precipitation and liquid water path from model results and satellite data show similarity in general, but on regional scale spatial patterns and intensity show some discrepancy. However, meteorological variables, precipitation, and liquid water path do not show significant differences between OSM and KK simulations. So we suggest that the relatively simple KK method can be a good alternative to the OSM method that requires various information of density, molecular weight and dissociation number of each individual species in calculating the solute effect.

• 한국환경과학회지
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• 제29권11호
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• pp.1065-1078
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• 2020

The statistical characteristics of aerosol-cloud interactions over East Asia were investigated using Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer satellite data. The long-term relationship between various aerosol and cloud parameters was estimated using correlation analysis, principle component analysis, and Aerosol Indirect Effect (AIE) estimation. In correlation analysis, Aerosol Optical Depth (AOD) was positively Correlated with Cloud Condensation Nuclei (CCN) and Cloud Fraction (CF), but negatively correlated with Cloud Top Temperature (CTT) and Cloud Top Pressure (CTP). Fine Mode Fraction (FMF) and CCN were positively correlated over the ocean because of sea spray. In principle component analysis, AOD and FMF were influenced by water vapor. In particular, AOD was positively influenced by CF, and negatively by CTT and CTP over the ocean. In AIE estimation, the AIE value in each cloud layer and type was mostly negative (Twomey effect) but sometimes positive (anti-Twomey effect). This is related to regional, environmental, seasonal, and meteorological effects. Rigorous and extensive studies on aerosol-cloud interactions over East Asia should be conducted via micro- and macro-scale investigations, to determine chemical characteristics using various meteorological instruments.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권2호
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• pp.81-91
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• 2021

Synthetic Aperture Radar (SAR)를 활용하여 토양수분을 산출 할 시 기존의 위성기반 자료에 비해 고해상도의 공간 자료를 생산할 수 있다. 고해상도의 광역 토양수분 자료는 기존의 위성 기반 토양수분 대비 보다 세밀한 지표면 토양수분 변동 관측이 가능하게 하므로, 산사태, 산불 및 홍수와 같은 자연재해 연구에 활용성이 뛰어나다. 하지만 SAR 신호인 후방산란계수는 토양수분 뿐만 아니라, 식생에 의한 영향도 포함하기 때문에 정확한 토양수분을 산정하기 위해서는 이러한 영향을 고려하는 단계가 요구된다. 본 연구에서는 한반도 중부의 농지, 산지, 및 초지의 식생조건 하에서 Sentinel-1 위성 SAR 자료를 활용하여 토양수분을 산정하기 위한 연구를 수행하였다. 식생의 영향을 고려하기 위해 대표적인 지표면 레이더 신호 산란 모형인 Water Cloud Model (WCM)을 사용하였으며, 식생 인자로 Radar Vegetation Index (RVI)를 활용하였다. 연구 지역으로는 토지피복도에 따라 농지와 초지, 산지 각각 2개 지역, 총 6개 대상 지역을 선정하였다. WCM의 매개변수 모의를 위해 지상 관측 토양수분 자료를 활용하였다. 관측 토양수분과의 검증 결과 초지, 산지, 농지 순으로 높은 정확도가 나타났으며, 특히 산지에서는 짙은 식생에도 불구하고 상관계수 값이 0.5 이상으로 나타난 반면 농지에서는 0.3 미만의 매우 낮은 값이 관측되었다. 연구 결과를 통해 다양한 식생 피복에서 SAR 기반 토양수분 산정에 적합한 관측 토양수분 조건을 제시 하였다. 향후 식생 높이, 식생 종류 등 과 융합한 연구가 수행된다면 보다 정확한 토양수분을 산정 할 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제36권4호
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• pp.225-234
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• 2019

We explore the associations between the total sunspot area, solar north-south asymmetry, and Southern Oscillation Index and the physical characteristics of clouds by calculating normalized cross-correlations, motivated by the idea that the galactic cosmic ray influx modulated by solar activity may cause changes in cloud coverage, and in turn the Earth's climate. Unlike previous studies based on the relative difference, we have employed cloud data as a whole time-series without detrending. We found that the coverage of high-level and low-level cloud is at a maximum when the solar north-south asymmetry is close to the minimum, and one or two years after the solar north-south asymmetry is at a maximum, respectively. The global surface air temperature is at a maximum five years after the solar north-south asymmetry is at a maximum, and the optical depth is at a minimum when the solar north-south asymmetry is at a maximum. We also found that during the descending period of solar activity, the coverage of low-level cloud is at a maximum, and global surface air temperature and cloud optical depth are at a minimum, and that the total column water vapor is at a maximum one or two years after the solar maximum.

• 한국환경과학회지
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• 제33권1호
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• pp.43-57
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• 2024

The possible experimental time for cloud seeding was analyzed in South Korea. Rain gauge and radar precipitation data collected from September 2017 to August 2022 in from the three main target stations of cloud seeding experimentation (Daegwallyeong, Seoul, and Boryeong) were analyzed. In this study, the assumption that rainfall and cloud enhancement originating from the atmospheric updraft is a necessary condition for the cloud seeding experiment was applied. First, monthly and seasonal means of the precipitation duration and frequency were analyzed and cloud seeding experiments performed in the past were also reanalyzed. Results of analysis indicated that the experiments were possible during a monthly average of 7,025 minutes (117 times) in Daegwallyeong, 4,849 minutes (81 times) in Seoul, and 5,558 minutes (93 times) in Boryeong, if experimental limitations such as the insufficient availability of aircraft is not considered. The seasonal average results showed that the possible experimental time is the highest in summer at all three stations, which seems to be owing to the highest precipitable water in this period. Using the radar-converted precipitation data, the cloud seeding experiments were shown to be possible for 970-1,406 hours (11-16%) per year in these three regions in South Korea. This long possible experimental time suggests that longer duration, more than the previous period of 1 hour, cloud seeding experiments are available, and can contribute to achieving a large accumulated amount of enhanced rainfall.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권11호
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• pp.49-60
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• 2015

개방수역 퇴적물 처리는 해안공사에서 다양한 목적으로 수행되고 있다. 매립토의 거동은 수중 침강단계와 하상 퇴적단계로 구분하여 해석을 수행하였으며, 이를 이용하여 매립토의 수중 투기에 의한 유보율을 평가하였다. 매립토 입자의 침강단계는 thermal 단계와 swarm 단계로 구분하여 입자구름의 침강속도와 환산 반경에 대한 일반화된 방정식을 제시하였다. 하상 퇴적단계는 개발된 프로그램을 이용하여 매립토의 마찰각과 유속의 변화에 따른 퇴적형상의 성장계수를 평가하였다. 유보율은 매립토의 해수면 위의 투기지점을 원의 중심으로 하고 원의 유효 반경내에 잔류하는 매립토의 질량비로 정의하였다. 싱가포르 현장을 기준으로 수심을 20m, 유속은 0.0-1.5m/s 구간에서 유효반경 5m에 대한 유보율도를 제시하였다. 이는 해안 매립공사에서 매립토의 유실율을 저감하여 시공성을 개선하고 주변환경오염을 최소화하는 자료로 활용될 수 있다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제14권2호
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• pp.165-174
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• 1998

구름 속의 수액량 분포와 인공강우에 의한 잠재적 증우 가능성을 조사하기 위해 1797년 7월부터 1998년 2월가지 이중채널 마이크로웨이브 레디오메타를 사용하여 안동 지방에서 관측을 실시하였다. 안동 지방의 수액량은 대부분의 시간대에서 0.1mm 이하로 매우 작은 값을 보였다. 계절적 특성을 살펴보면 여름철에 수액량이 가장 풍부하였으며, 봄, 가을, 겨을 순이었다. 수액량의 일변화 양상은 여름철을 제외한 계절에서 12시부터 17시까지 비교적 높은 수액량을 보였으며, 강수량이 많은 여름철에는 수액량의 시간 변동이 심한 것으로 조사되었다 풍향에 따른 수액량의 분포는 소백산맥을 넘어오는 기류인 서풍과 남서풍 계열의 바람에서 수액이 풍부하게 존재하는 것으로 조사되었다. 수평 수액량 플럭스와 연직 강수량의 비인 잠재적 증우 가능량(P$_{en}$)은 대부분 0.5 이하였으며, 계절적으로는 봄철에 0.5, 여름과 가을철에 0.2, 그리고 겨울철에 0.1 이었다. 결과적으로 안동지역에서 인공강우에 의한 최대 증우 가능성은 봄철 서풍계열의 바람에서 높은 것으로 조사되었다. .

• 대한원격탐사학회지
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• 제15권1호
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• pp.21-30
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• 1999

구름 수액량은 일기예보나 수치예보 모델링 분야에 매우 중요하다. 그리고 중간규모의 기상현상에서 잠열의 크기를 좌우하며, 여러 규모의 기상 관련 모델 시스템을 개발 할 때에도 중요한 요소로 작용한다. 본 연구에서는 GMS-5 자료를 이용하여 구름 수액량을 추정하고, SSM/I 자료와 지상 마이크로복사계에 의한 구름 수액량과 비교하였다. 먼저, 본 연구는 구름알베도와 구름 두께와의 관계를 찾아내고 이 관계를 이용하여 구름 수액량을 계산하였다. 그리고 여기서 구해진 결과를 SSM/I 자료와 지상 마이크로파복사계에 의한 구름 수액량과 비교하였다. GMS-5 자료와 지상 마이크로파복사계에 의한 구름 수액량값의 상관계수는 0.86, RMSE 는 9.23 mg/$cm^2$로 나타났고, SSM/I 자료와의 상관계수는 0.84, RMSE = 14.02 mg/$cm^2$ 이였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.102-102
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• 2019

토양수분은 수문 및 기상 현상의 주요 요인으로 가뭄, 홍수 및 범람과 같은 자연 재해와 관련이 깊은 인자이다. 이러한 토양수분의 관측 기술 중 위성 데이터를 활용한 원격탐사 기술은 광범위한 지역의 관측이 용이하고 지점이 아닌 공간 데이터를 제공하는 장점을 지니고 있어 토양수분의 관측에 유리하다. 특히 높은 해상도의 위성기반 토양수분 데이터는 토양수분의 변동성이 큰 지역의 수문, 기상학적 현상을 보다 자세히 분석할 수 있게 해주며 가뭄 및 범람과 같은 수자원 관련 재해를 정확하게 분석하는데 요구된다. 이로 인해 최근 Sentinel-1 위성에서 운용중인 Synthetic Aperture Radar(SAR) 데이터를 이용한 매우 높은 공간해상도(10m~1km)를 지니고 있는 토양수분데이터 생산에 관한 연구가 세계적으로 활발히 진행되고 있다. 그러나 국내에서는 Sentinel-1 위성을 이용한 토양수분 데이터 복원에 관한 연구가 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 파주 감악산 설마천 유역에서의 Sentinel-1 위성의 SAR 데이터를 이용한 고해상도 토양수분 데이터를 복원하고자 한다. 파주 설마천 유역은 감악산 일대로 경사가 심하고 식생이 두터운 산악지형이다. SAR를 이용하여 산지에서 신뢰성 있는 토양수분 자료를 복원하기 위해서는 가장 큰 오차의 원인으로 작용하는 경사와 식생을 고려하여야 한다. 먼저 표면 경사의 영향의 경우 SAR 센서의 레이더 입사각과 수치 표고 모델을 이용하여 고려하고자 한다. 다음 과정으로 표면 경사가 고려된 Sentinel-1 데이터의 후방산란계수와 Landsat-8 데이터 및 지점 토양수분 데이터를 이용하여 식생에 따른 후방산란계수의 거동을 Water Cloud Model을 이용하여 분석하였다. Water Cloud Model은 토양위의 식생의 수분이 후방산란계수에 혼동을 주는 구름과 같이 작용한다고 가정하고 식생수분을 후방산란계수와 레이더 입사각 및 식생지수를 통해 계산하는 모델이며 이를 이용하여 토양수분 복원에 있어 식생의 영향을 제거하고자 하였다. 이를 통해 식생과 표면 경사를 고려하여 복원된 토양수분 데이터를 설마천 유역의 지점 데이터와 비교 분석하고 다른 위성기반 토양수분 데이터 및 강우 데이터를 이용하여 평가하였다. 본 연구결과를 통해 한반도 산지에서의 SAR 데이터를 이용한 토양수분 복원 기술의 기초가 마련될 것이며 이를 통해 산지가 대부분인 한반도의 토양수분 거동을 이해하는데 유용한 자료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구 이후에는 연구결과분석을 통한 산지에서의 고해상도 토양수분 복원 알고리즘을 분석, 보완하고 한반도에서의 SAR 기반 토양수분 데이터의 정확도를 높이는 연구가 진행되어야 할 것이다.

• 대기
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• 제17권1호
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• pp.101-108
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• 2007

To observe and analyze the cloud and fog characteristics, the METeorological Research Institute (METRI) has established the Cloud Physics Observation System (CPOS) by implementing the cloud observation instruments: Forward Scattering Spectrometer Probe (FSSP), PARticle SIze and VELocity (PARSIVEL), Microwave Radiometer (MWR), Micro Rain Radar (MRR), and 3D-AWS at the Daegwallyeong Enhanced Mountain Weather Observation Center. The cloud-related products of CPOS and the validation status for the size distribution of FSSP, the precipitable water of MWR, and the rainfall rate of MRR and PARSIVEL are described.