• 한국농공학회논문집
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• 제63권6호
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• pp.1-16
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• 2021

Global warming due to climate change is expected to significantly affect the hydrological cycle of agriculture. Therefore, in order to predict the magnitude of climate impact on agricultural water resources in the future, it is necessary to estimate the water demand for irrigation as the climate change. This study aimed at evaluating the future changes in water demand for irrigation under two Shared Socioeconomic Pathways (SSPs) (SSP2-4.5 and SSP5-8.5) scenarios for paddy rice in Gimje, South Korea. The APEX-Paddy model developed for the simulation of paddy environment was used. The model was calibrated and validated using the H₂O flux observation data by the eddy covariance system installed at the field. Sixteen General Circulation Models (GCMs) collected from the Climate Model Intercomparison Project phase 6 (CMIP6) and downscaled using Simple Quantile Mapping (SQM) were used. The future climate data obtained were subjected to APEX-Paddy model simulation to evaluate the future water demand for irrigation at the paddy field. Changes in water demand for irrigation were evaluated for Near-future-NF (2011-2040), Mid-future-MF (2041-2070), and Far-future-FF (2071-2100) by comparing with historical data (1981-2010). The result revealed that, water demand for irrigation would increase by 2.3%, 4.8%, and 7.5% for NF, MF and FF respectively under SSP2-4.5 as compared to the historical demand. Under SSP5-8.5, the water demand for irrigation will worsen by 1.6%, 5.7%, 9.7%, for NF, MF and FF respectively. The increasing water demand for irrigating paddy field into the future is due to increasing evapotranspiration resulting from rising daily mean temperatures and solar radiation under the changing climate.

• 한국측량학회지
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• 제37권3호
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• pp.167-175
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• 2019

물의 색깔 즉, 수색(水色)을 분석하면 그 물이 함유하고 있는 유색 구성물질의 분포 및 농도를 비파괴적으로 추정할 수 있다. 이러한 분석을 위해 분광복사계를 사용하는데, 최근 드론, 자율운행차, 헬리카이트 등의 저고도 무인 플랫폼에 장착하기 위한 경량 다분광 카메라에 대한 수요가 높아지고 있다. 본 연구에서는 최근 활용 용이성으로 인해 지역적 환경 변화를 모니터링함에 있어 그 활용도가 높아진 Micasense사의 Rededge-M 다분광 카메라의 전처리를 수행하고, 수색관측에의 활용성을 검증하기 위한 분석을 수행하였다. 우선, 영상 형태로 생성되는 자료에서의 Vignette 보정 및 밴드 정렬을 수행하였고, 수색관측을 위해 필요한 하늘, 물, 태양광을 측정한 복사량 그리고 그로부터 최종적으로 도출되는 원격탐사 반사도 관측치를 독립적인 초분광 센서의 관측값과 비교하여 분석하였다. 실험 결과, 전처리 과정을 수행하였을 시, 청색밴드(475 nm)와 근적외선 밴드(840 nm)에서 주목할 만한 차이가 있었지만, Rededge-M은 전반적으로 수색 분석을 위한 기본적인 광학적 성능을 가지고 있음을 확인하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제41권6호
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• pp.575-587
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• 2020

기상현상관측은 기상청에서 다양한 방법(지상, 고층, 해양, 항공, 등)으로 관측되고 있다. 하지만, 인간생활에 많은 영향을 미치는 대기경계층 관측에는 한계가 있다. 특히, 존데 또는 항공기를 이용한 기상관측은 경제적인 측면에서 상당한 비용이 필요하다. 따라서 본 연구의 목적은 기상드론을 이용하여 국지기상현상 중 해륙풍 연직분포에 대한 기상 인자들을 측정하고 분석하는 것이다. 해륙풍의 공간적 분포를 연구하기 위해 보성지역 표준기상관측소의 보성종합기상탑을 포함한 다른 세 지점(해안가, 산기슭, 산중턱)에 동일한 통합기상센서를 각 드론에 탑재하였다. 2018년 8월 4일 1100 LST부터 1800 LST까지 30분 간격으로 최대 400 m 고도까지 기온, 상대 습도, 풍향, 풍속, 기압의 연직 프로파일 관측이 수행되었다. 기온, 상대 습도, 기압에 대한 기상현상의 공간적 특성은 네 지점에서 보이지 않았다. 강한 일사량 시간대에 중간지점(~100 m)에서 강한 바람(~8 m s-1)이 관측되었고, 오후에는 풍향이 내륙지역의 상층부터 서풍으로 바뀌었다. 기상드론을 이용하여 관측한 하부 대기층의 분석결과는 보다 정확한 기상예보 향상에 도움이 될 것으로 기대된다.

• 한국작물학회지
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• 제27권4호
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• pp.385-397
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• 1982

The climatic impacts have been the environmental constraints with soil characteristics to achieve self sufficiency of food production in Korea. In this paper, the distribution and appearance of impacts and the changes in climatological status due to recent trend of early transplanting of rice are widely discussed to derive some countermeasures against the impacts, being focussed on cultural A long term analysis of the climatic impact appearances of the last 74 years showed that drought, strong wind, flood, cold spell and frost were the major impacts. Before 1970's, the drought damage was the greatest among the climatic impacts; however, the expansion and improvement of irrigation and drainage system markedly decreased the damage of drought and heavy rain. The appearance of cold damage became more frequent than before due to introduction of early transplanting for more thermophilic new varieties. Tongillines which were from Indica and Japonica crosses throw more attention to cold damage for high yields to secure high temperature in heading and ripening stages and lead weakness to cold and drought damage in early growth stage after transplanting. The plants became subject to heavy rain in ripening stage also. For the countermeasures against cold damage, the rational distribution of adequate varieties according to the regional climatic conditions and planting schedule should be imposed on the cultivation. A detoured water way to increase water temperature might be suggestable in the early growth stage. Heavy application of phosphate to boost rooting and tillering also would be a nutritional control method. In the heading and ripening stages, foliar application of phosphate and additional fertilization of silicate might be considerable way of nutritional control. Since the amount of solar radiation and air temperature in dry years were high, healthy plants for high yield could be obtained; therefere, the expansion of irrigation system and development of subsurface water should be performed as one of the national development projects. To minimize the damage of strong wind and rainfall, the rational distribution of varieties with different growing periods in the area where the damage occurred habitualy should be considered with installation of wind breaks. Not only vertical windbreaks but also a horizontal wind break using a net might be a possible way to decrease the white heads in rice field by dry wind. Finally, to establish the integrated countermeasures against the climatic impacts, the detailed interpretation on the regional climatic conditions should be conducted to understand distribution and frequency of the impacts. The expansion of observation net work for agricultural meteorology and development of analysis techniques for meteorological data must be conducted in future together with the development of the new cultural techniques.

• 생물환경조절학회지
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• 제30권4호
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• pp.429-440
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• 2021

본 연구는 고온기 원예작물의 안정 생산을 위해 대형 단동하우스 '사계절하우스'를 파프리카 재배에 활용 시 시설 내부 기상환경 및 파프리카 품종별 생육, 수량, 품질 등을 분석하고 근권냉방 효과 등을 구명하여 파프리카 재배환경 조건을 최적화 하기 위한 기초자료로 사용하고자 수행하였다. 정식 후부터 재배 종료 시점(2020년 5-11월)까지 시설내 평균 적산광량은 12.7MJ·m^-2d^-1로, 온실외부의 평균 광량인 14.1MJ·m^-2d^-1의 90% 수준으로 나타났다. 일 년중 가장 기온이 높은 7-8월의 온실내 24시간 평균온도는 외기보다 3.04℃ 낮았고, 장마가 끝난 8월 12일 이후에는 평균 4.07℃ 낮게 나타났다. 시설 내 포그 냉방 가동(6월 13일) 이전 일평균 상대습도는 최저 40%(주간 20%) 수준까지 떨어져 작물재배에 적합하지 않은 상태였으나 포그를 가동한 이후 주간 상대습도는 70-85% 수준으로 증가된 것으로 나타났다. 평균 수분부족분(humidity deficit)은 포그 공급전에는 최고 12.7g/m³ 까지 상승하여 매우 건조한 조건이었으나, 포그 공급 후 고온기(7-8월)에 평균 3.7g/m³으로 감소하였고, 저온기(10-11월)로 갈수록 다시 증가되는 경향이었다. 주간 잔존 CO₂ 농도는 전체 재배기간동안 평균 707ppm으로 나타났다. '20년 7월 27일부터 11월 23일까지 수확한 파프리카의 품종별 상품수량(kg/10a)은 주황색 품종 'DSP-7054'과 황색 품종 'Allrounder'이 각각 14,255kg/10a와 14,161kg/10a로 다른 품종에 비해 높았고, 다음으로 주황색 'K-Gloria orange', 황색 'Volante', 적색 'Nagano' 품종 순으로 나타났다. 사계절하우스에서 고온기(8월)에 생산된 대과종 파프리카의 품종별 과실품질 특성을 조사한 결과, 과고, 과폭, 과실당도, 과육두께에서 품종 간 유의성이 인정되었다. 당도는 주황색 품종인 'DSP-7054'와 'Naarangi'에서 높게 나타났고, 과육두께는 황색과 주황색 품종인 'K-Gloria orange'와 'Allrounder'에서 높게 나타났다. 근권 냉방처리 기간 동안 배지내 일평균 온도는 20.7℃로 나타났고, 근권 난방처리 기간 동안 배지내 일평균 온도는 23.4℃로 나타났다. 근권부 냉난방 처리를 통해 상품수량은 무처리구에 비해 비해 'Nagano' 16.5%, 'Allrounder' 1.3%, 'Naarangi' 20.2%, 및 'Raon red' 17.3% 증가하였고, 품종 전체로는 16.1% 증가하였다. 근권 냉난방처리에 의해 과실의 경도는 4개 품종 평균 5.7% 증가하였으나 다른 품질 지표에서는 유의성있는 차이가 나타나지 않았다.

• 한국농림기상학회지
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• 제26권1호
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• pp.1-30
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• 2024

국제사회는 IPCC를 중심으로 SSP (Shared Socioeconomic Pathways) 기후변화 시나리오를 새로운 온실가스 변화 경로로 채택하고, 신기후변화 시나리오 기반으로 다양한 규모와 형태로 기후변화를 전망하고 분석하고 있다. 국립농업과학원은 이러한 국제적 동향을 반영하고 농업부문 기후변화 적응대책 지원을 위한 노력의 일환으로 신규 온실가스 경로에 기반한 한반도 상세(1km) 기후변화 시나리오를 산출하였다. 본 논문은 2022년 "국가 기후변화 표준 시나리오" 로 인증받은 국립농업과학원의 SSP 기후변화 시나리오 자료를 소개하고, 기후변화 전망 결과를 보여주고자 한다. 한반도의 미래 기후 변화에 대한 전망 정보를 생산하기 위해 CMIP6에 참여한 18개의 GCM 모형에서 생산된 전지구 규모의 기후 자료를 과거기간(1985-2014)과 미래기간(2015-2100)에 대해 수집하고, 1km 격자형 한반도 전자기후도와 SQM 방법을 이용하여 한반도 영역에 대해 통계적 상세화를 수행하였다. 21세기 후반기(2071~2100년), 한반도의 연평균 최고, 최저기온은 온실가스 배출 정도에 따라 각각 2.6~6.1 ℃, 2.5~6.3 ℃ 상승하고, 연강수량은 21.5~38.7 % 상승하는 것으로 전망되었다. 저탄소 시나리오(SSP1-2.6)의 경우 기온과 강수량 상승이 적게 나타나, 탄소 배출을 감축하는 경우에 상승 폭을 억제할 수 있을 것으로 전망되었다. 21세기 후반기의 우리나라 평균 풍속과 일사량은 상대적으로 현재 대비 미래에 큰 변화가 없을 것으로 전망하고 있다. 이 자료는 기후변화에 따를 미래의 불확실성을 이해하고 기후변화 적응을 위한 합리적인 의사결정에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제32권4호
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• pp.416-422
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• 2023

본 연구는 겨울과 봄철의 CO₂ 시비 토마토 온실에서 낮과 밤의 온도 변화에 따른 CO₂ 농도 변화를 구명하고 계산된 CO₂ 공급량을 비교하고자 수행하였다. 온실 내 CO₂ 농도는 2022년과 2023년의 겨울철 실험 온실에서 생육단계가 LAI 2.0인 대표적인 날들 중 누적광량 차이로 인한 평균 온도가 다른 날을 선정하여 분석하였다. 평균 온도 18℃ 이상의 경우(고온, HT), CO₂ 공급 시간대(10:00-13:00) 이후 13, 14, 15, 16시에 각각 31.7, 26.8, 23.8, 22.4℃일 때 CO₂ 농도는 459, 299, 275, 239µmol·mol^-1이었고 평균 온도 18℃ 이하의 경우(저온, LT), 22.0, 18.9, 15.0, 13.7℃일 때 각각 500, 368, 366, 364µmol·mol^-1으로 HT에서 CO₂ 감소량이 LT보다 유의적으로 높았다. 야간 CO₂ 농도는 HT의 경우 오후 6시(346µmol·mol^-1) 부터 서서히 증가되어 오전 3시(454µmol·mol^-1)에 가장 높았으며 9시간 동안 약 100µmol·mol^-1이 증가되어 시간당 약 11µmol·mol^-1이 증가되었고(토마토 240개체, 엽면적 330m²), LT에서는 그 증가폭이 낮았다. 봄철 CO₂ 시비 온실에서 CO₂ 시비 개시 직전(오전 7:30)에 측정된 CO₂ 농도는 야간온도가 15℃ 이상의 경우(HT)는 15℃ 이하의 경우(LT)보다 3-4배 높은 것으로 나타났으며 그날의 계산된 공급 CO₂ 시비량도 HT에서 적었다. 본 연구결과에서 야간 CO₂ 농도는 재배 시기에 따른 온도의 영향을 받으며, 야간에 증가된 CO₂는 광합성 작용의 주요 공급원이 된다는 것을 알 수 있었다. 이를 고려한 CO₂ 공급 모델식 개발이 필요한 것으로 판단된다.

• 한국육종학회지
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• 제43권1호
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• pp.68-80
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• 2011

열대지역에 적응하는 온대 자포니카 벼 품종 개발을 위한 이삭형질 개선의 육종 방향을 제시하고자 한국과 필리핀 우기재배에서의 이삭형질 변이 및 특성에 대해서 조사하였다. 이삭형질의 변이는 2차 지경 착생립수가 차이가 가장 많이 나는 형질이었고 1차 지경 평균립수가 가장 적게 나는 형질이었다. 2차 지경 관련 형질이 1차 지경 관련 형질보다 수당립수와의 상관관계가 높았다. 지역간 차이가 많이 난 형질은 2차 지경 립수, 2차 지경수, 수당립수, 총지경수 순이며, 1차 지경 평균립수와 2차 지경 평균립수는 지역간 차이가 별로 나지 않는 형질이었고 2차 지경 관련 형질이 1차 지경 관련 형질보다 수당립수의 감소와 관련성이 높았다. 경로계수 분석에서 한국, 필리핀 및 지역간 비율에 있어서 2차 지경 립수가 1차 지경 립수보다 수당립수에 미치는 영향이 컸다. 지역간 비율에 대한 환경조건과 수당립수의 상관분석에서 생육일수, 누적평균온도 및 누적일사량이 수당립수와 높은 정의 상관관계를 나타냈다. 환경조건이 우리나라와 다른 열대지역에 적응하는 온대 자포니카 벼 품종을 개발하기 위해 이삭특성을 고려할 경우 먼저 고온과 단일 조건에서도 적정 생육일수를 확보하는 것이 중요하고, 2차 지경 립의 감소가 수당립수의 감소로 연결되기 때문에 수량성 측면에서는 2차 지경 립이 확보된 계통을 개발 대상지역에서 선발해 나가는 것이 효율적일 것으로 생각되었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제32권4호
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• pp.366-376
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• 2023

본 연구는 영상데이터와 환경데이터를 활용하여 배추의 생육을 예측할 수 있는 모형을 개발하기 위하여 수행되었다. 강원도 평창군에 소재한 시험포에 '청명가을' 배추를 7월 11일, 7월 19일, 7월 27일 3차례 정식하여 9월 12일까지 생육, 영상, 환경데이터를 수집하였다. 배추 생육예측 모형에 활용할 핵심인자를 선발하기 위하여 수집한 생육데이터와 기상데이터를 활용해 요소간 상관분석을 수행한 결과 생체중과 GDD, 생체중과 누적일사량의 상관계수가 0.88로 높은 상관계수를 보였으며, 생체중과 초장, 생체중과 피복면적이 각각0.78, 0.79로 유의미한 상관 관계를 보였다. 높은 상관관계를 보인 요소들 중에서 선행문헌을 참고하여 모형개발에 활용할 핵심요소로 영상에서는 피복면적을 환경데이터에서는 생육도일(GDD)을 선정하였다. GDD, 피복면적, 생육데이터를 조합하여 배추의 생체중, 엽수, 엽면적 예측 모형을 개발하였다. 단 요인 모형으로 2차함수, 시그모이드, 로지스틱 모형을 제작하였으며 평가 결과 시그모이드 형태의 예측 모형이 가장 설명력이 좋았다. GDD와 피복면적을 조합한 다요인 생육예측 모형을 개발한 결과 생체중, 엽수, 엽면적의 결정계수가 0.9, 0.95, 0.89으로 단요인 예측모형보다 예측정확도가 개선된것을 확인할 수 있었다. 개발한 모형을 검증하기 위하여 검증시험포의 조사결과로 검증한 결과 관측 값과 예측 값의 결정계수는 0.91이며 RMSE가 134.2g으로 높은 예측 정확도를 보였다. 기존의 생육 관측의 경우 기상데이터로만 예측을 하거나 영상데이터로만 예측하는 경우가 많았는데 이는 현장의 상태를 반영하지 못하거나 배추가 결구 되는 특성을 반영하지 못해 예측 정확도가 낮았다. 두 예측방법을 혼합해 각 관측방법의 약점을 보완해 줌으로써 대한민국에서 수행되고 있는 기간채소 작황예측의 정확도를 높일 수 있을 것으로 기대된다.