• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2012년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.274-279
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• 2012

Daegu Solar Power Tower Plant of 200 kW thermal capacity was developed for the first time in Korea, 2011. Measurement of the heat flux distribution is essential to evaluate the solar energy concentrated by reflectors and to design a suitable receiver. The flux mapping technique, which uses a radiometer and a diffuse plate, is common for measurement of the heat flux distribution. Because the solar power tower plant has a wide concentration area, the flux mapping technique using a fixed diffuse plate is difficult to apply. Therefore, the flux distribution in the solar power tower plant should be measured by the flux mapping technique using a small moving bar. In this study, we measured flux distributions with the moving-bar system developed at the KIER solar furnace and evaluated its applicability for the solar power tower plant.

• 한국농림기상학회지
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• 제5권2호
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• pp.138-149
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• 2003

KoFlux는 생태계와 대기 사이에 교환되는 이산화탄소, 수증기 및 에너지에 대한 우리의 이해를 높이고, FLUXNET과 CEOP등의 지역, 대륙 및 전구 규모의 관측망에 기여하기 위해서 시작되었다. 그거나 한반도의 지형적 특성 때문에 KoFlux의 대부분의 플럭스 타워는 관측에 이상적이지 못한 장소에 위치하고 있다. 탄소 및 에너지 교환의 정량화를 위해서 뿐만 아니라 군락 규모에서 지역 규모로 확장하기 위해서는 관측과 모델링을 병용한 다양한 접근 방법의 적용이 필요하다. 본 연구에서는 지역 규모의 현열 플럭스를 추정하기 위해 타워 플럭스 관측, 대류 경계층(CBL) 수지 방법, MM5 중규모 모형, 그리고 NCAR/NCEP 재분석 자료의 네 가지의 방법을 사용하여 다양한 면적을 대표하는 현열 플럭스를 산출하여 비교하였다. 비록 제한된 짧은 기간의 자료를 사용하였으나, 예비 분석을 통하여 (1) 해남 농경지 플럭스 타워에서 관측된 현열 플럭스가 지표의 불균질성을 보였고, (2) CBL 수지 방법으로 얻어진 지역 규모의 현열 플럭스는 수평 이류 효과의 계산 방법에 따라 다른 결과를 보였으며, (3) MM5 중규모 모형은 타워 플럭스 관측 값과 아주 유사한 현열 값을 수치 모사하였다. 그러나 관측지의 불균질성과 두 방법이 대표하는 면적의 근본적인 차이를 고려할 때, 플럭스 발자국 분석, 지리정보 시스템 및 관측지의 위성 영상 분석에 근거한 타워 플럭스의 공간 대표성을 정량화하는 것이 시급한 것으로 나타났다.

• 한국농공학회논문집
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• 제57권3호
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• pp.109-120
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• 2015

Spatial heterogeneous characteristics of solar radiation energy from Climate Change gives rise to energy imbalance in the general ecological system including water resources. This study is to estimate the $CO_2$ flux of South Korea using Terra MODIS image and to assess the reliability of MODIS data from the ground measured $CO_2$ flux by eddy covariance flux tower data at 3 locations (two at mixed forest area and one at rice paddy area). The MODIS Gross Primary Productivity (GPP) product (MOD17A2), 8-day composite at 1-km spatial resolution was adopted for the spatial $CO_2$ flux generation. The MOD17A2 data by noise like cloud and snow in a day were tried to fill by Inverse Distance Weighted (IDW) method from valid pixels and the damping effect of MOD17A2 data were corrected by Quality Control (QC) flag. The MODIS $CO_2$ flux was estimated as the sum of GPP and Re (ecosystem respiration) by Lloyd and Taylor method (1994). The determination coefficient ($R^2$) between MODIS $CO_2$ and flux tower $CO_2$ for 3 years (2011~2013) showed 0.55 and 0.60 in 2 mixed forests and 0.56 in rice paddy respectively. The $CO_2$ flux generally fluctuated showing minus values during summer rainy season (from July to August) and maintaining plus values for other periods. The MODIS $CO_2$ flux can be a useful information for extensive area, for example, as a reliable indicator on ecological circulation system.

• 대기
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• 제34권1호
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• pp.69-81
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• 2024

In this paper, Annual flux variations in the Boseong Tall Tower (BTT) from 2016 to 2020 were analyzed using data from three levels (2.5 m, 60 m, and 300 m). BTT was installed in Boseong-gun, Jeollanam-do in February 2014 and continued to conduct energy exchange observations such as CO2, sensible heat, and latent heat using the eddy covariance method until March 2023. The BTT was located in a very flat and uniform paddy field, and flux observations were conducted at four levels: 2.5 m, 60 m, 140 m, and 300 m above ground. Surface energy balance was confirmed from observed data of net radiation flux, soil heat flux, sensible heat flux, and latent heat flux. Additionally, 2.5 m height surface fluxes, which are most influenced by agricultural land, were compared with data from Local Data Assimilation and Prediction System (LDAPS) of the Korea Meteorological Administration to evaluate the accuracy of LDAPS flux data. The correlation coefficient between LDAPS flux data and observed values was 0.95 or higher. Excluding summer latent heat flux data, there was a general tendency for LDAPS data to be higher than observed values. The footprint areas estimated below 60 m height mainly covered agricultural land, and flux observations at 2.5 m and 60 m heights showed typical agricultural characteristics. In contrast, the footprint estimated at 300 m height did not show agricultural characteristics, indicating that observations at this height encompassed a wide range, including mountains, sea, and roads. The analysis results of long-term flux observations can contribute to understanding the energy and carbon dioxide fluxes in agricultural fields. Furthermore, these results can be utilized as essential data for validating and improving numerical models related to such fluxes.

• 대기
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• 제26권3호
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• pp.483-492
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• 2016

We have examined the random error of eddy covariance (EC) measurements on the basis of two-tower approach during daytime. Two EC towers were placed on the grassland with different vegetation density near Gumi-weir. We calculated the random error using three different methods. The first method (M1) is two-tower method suggested by Hollinger and Richardson (2005) where random error is based on differences between simultaneous flux measurements from two towers in very similar environmental conditions. The second one (M2) is suggested by Kessomkiat et al. (2013), which is extended procedure to estimate random error of EC data for two towers in more heterogeneous environmental conditions. They removed systematic flux difference due to the energy balance deficit and evaporative fraction difference between two sites before determining the random error of fluxes using M1 method. Here, we introduce the third method (M3) where we additionally removed systematic flux difference due to available energy difference between two sites. Compared to M1 and M2 methods, application of M3 method results in more symmetric random error distribution. The magnitude of estimated random error is smallest when using M3 method because application of M3 method results in the least systematic flux difference between two sites among three methods. An empirical formula of random error is developed as a function of flux magnitude, wind speed and measurement height for use in single tower sites near Nakdong River. This study suggests that correcting available energy difference between two sites is also required for calculating the random error of EC data from two towers at heterogeneous site where vegetation density is low.

• 한국농림기상학회지
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• 제1권1호
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• pp.60-71
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• 1999

The micrometeorological tower flux network is the cornerstone of the global terrestrial vegetation monitoring. The eddy covariance technique used for tower fluxes is derived from the conservation of mass and is most applicable for steady-state conditions over flat, extended, and uniform vegetation. This technique allows us to obtain surface fluxes of energy budget components, greenhouse and trace gases, and other pollutants. The quality-controlled flux data are invaluable to validate various models with temporal scales ranging from minutes to years and spatial scales ranging from a few meters to hundreds of kilometers. In this paper, we review the theoretical background of this important eddy covariance technique, examine the measurement criteria and corrections, and finally suggest some measurement strategies that may facilitate coordinated flux measurements among different disciplines and provide a strong infrastructure for the global flux network.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권3B호
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• pp.285-291
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• 2011

물과 에너지의 순환에 대한 정확한 해석은 수문학, 기후학, 생태학적인 과정을 이해하는데 있어 매우 중요하다. 수문 순환 환경변화의 정확한 예측을 위해 사용되고 있는 모형들 중 Common Land Model(CLM)은 물과 에너지수지 방정식을 기반으로 한 최신 Soil-Vegetation-Atmosphere Transfer(SVAT) 모형 중 하나로써, 비교적 간단한 매개변수를 이용하여 현실적이고 신뢰할 만한 결과를 산출해낼 수 있다. CLM 모형은 전 세계적으로 널리 이용되고 있으나, 국내에서는 정보의 부재와 입력자료의 미흡으로 인하여 실제적인 적용사례가 부족한 실정이다. 본 연구에서는 CLM의 국내 적용성 검증을 위하여 해남 Korea Flux Network(KoFlux)의 자료와 Korea Land Data Assimilation System(KLDAS)의 자료를 이용하여 수문순환 환경인자들의 모형 결과를 산출하였다. 모형의 결과와 관측자료의 비교에서 KoFlux와 KLDAS의 두 입력 자료를 사용한 결과 모두 회귀분석에서의 결정계수 값이 0.73~1.00의 신뢰할 만한 수준으로 나타났다. 본 연구에서 CLM의 국내 적용 가능성을 확인하였고 지점자료가 존재하지 않는 지역에 대한 KLDAS의 이용가능성을 또한 확인하였다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제31권3호
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• pp.80-88
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• 2011

Heliostat in the tower type solar thermal power plant is a sun tracking mirror system to reflect the solar energy to the receiver and the optical performance of it affects to the efficiency of whole power plant most significantly. Thus a solid understanding of heliostat's energy concentration characteristics is the most important step in designing of the heliostat field and the whole power plant. The work presented here is the analysis of energy concentration characteristics of heliostat used in 200kW solar thermal power plant, where the receiver located at 43m high in tower has $2{\times}2$m rectangular shape. The heliostat reflective surface is formed by 4 of $1{\times}1$m flat plate mirror facet and the mirror facet is mounted on the spherical frame. The direct normal incident radiation models in vernal equinox, summer solstice, autumnal equinox and winter solstice are first derived from the actually measured data. Then the intercept ratio, heat flux distribution and total energy collected at the receiver for the heliostats located in the various places of the heliostat field are investigated. Finally the effect of mirror facet installation error on the optical performance of the heliostat is analyzed.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권2호
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• pp.111-122
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• 2013

최근 들어 기후변화로 인해 물과 에너지 순환에 관한 정확한 이해가 요구되고 있다. 현재 미기상학적 플럭스 타워 네트워크는 수문학적, 생태학적 분석에 있어서 주춧돌역할을 하고 있다. 하지만 플럭스 타워의 에디공분산 방법을 활용한 잠열 플럭스 측정은 여러 가정사항에 따른 시스템적 오류를 내포하고 있고 이에 따라 과소평가된 잠열 플럭스 원시자료의 보정이 필요하다. 몇몇의 보정방법 중 보엔비를 활용한 방법이 가장 유용한 방법 중 하나로서 여기에는 플럭스타워에서 측정한 순 복사에너지 및 기타 플럭스(현열, 지열) 등이 요구되며 이러한 자료에 대한 정확한 측정 및 검증이 필요하다. 본 연구에서는 설마천, 청미천 유역의 플럭스타워에서 측정된 순 복사에너지를 검증하기 위해 두 가지 형태의 이론적으로 계산된 순 복사에너지와의 비교검증을 실시하였다-(1) FAO 56 기반의 일평균 순 복사에너지 (2) Bastiaansen (1995)가 제안한 순간 순 복사에너지. 본 연구의 결과는 플럭스타워에서 측정된 순 복사에너지는 이론적으로 계산된 순 복사에너지와 상당히 비슷한 경향성을 보인다는 것을 제시했다. 또한, 측정된 순 복사에너지를 이용하여 관측된 잠열플럭스를 보엔비 보정방법에 적용시킨 결과 에너지수지에 더욱 부합하는 것을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권3호
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• pp.301-314
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• 2013

기후변화로 야기될 수 있는 태양복사에너지의 공간적인 불균형은 수자원을 포함한 전반적인 생태 시스템에서의 에너지 불균형을 초래한다. 따라서 정확한 에너지의 흐름을 이해하기 위하여 정량적인 관측을 목적으로 하는 플럭스 타워가 세계 곳곳에 설치되어 운영되고 있다. 국내의 주역에서도 플럭스 타워를 통안 관측이 실시되고 있는 데, 본 연구에서는 이 중 설마천과 청미천 유역의 플럭스 타워의 자료를 대상으로 수문기상 및 생태학적으로 중요한 역할을 하는 에너지원인 하향 단파 및 장파 복사량과 순복사량을 기존의 연구에서 제안된 물리식을 기반으로 계산하고, 산정된 순복사량과 관측 자료를 비교 검증하였다. 이를 통하여 관측이 미흡한 수문기상인자에 대해 기존의 물리적인 방법의 사용 가능성 및 관측 자료의 활용 가능성을 확인하였다.