• 대한토목학회논문집
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• 제30권3B호
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• pp.285-293
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• 2010

지표에서의 토양수분은 수문학적, 생태학적 과정에서 지표면과 대기 사이의 물과 에너지의 교환을 조절하는 매우 중요한 인자로써 최근 이의 시공간적 변동성에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 2004년 6~9월에 걸쳐 추진되었던 Soil Moisture Experiment 2004(SMEX04) 프로젝트를 통하여 측정된 미국 Arizona 주의 Walnut Gulch Experimental Watershed 유역에 대한 토양수분 데이터를 이용하여 건조 지역에서의 토양수분의 시공간적 변동성을 통계적 방법으로 해석하였다. 시간 안정도를 분석하여 각 지점의 강우사상에 대한 민감도를 분석하였고 공간 변동성 분석을 통해 유역 내 강우관측소 주변 5개 지점을 대상으로 각 지점의 평균토양수분과 이의 표준편차 및 변동계수와의 관계를 파악하였다. 연구 결과, 대상지역에서 토양수분의 공간적인 분포는 대수정규분포가 적합하다는 것과 건조지역에서 보이는 공통된 특징인 높은 공간적 변동성을 확인할 수 있었다. 또한 시간 안정도 분석을 통해 지점별로 시간과 강우 발생에 대해 민감한 정도를 분석하였으며, 강우사상이 토양수분에 큰 영향을 주는 인자인 것을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 도출된 토양수분의 시공간적 변동 특성은 차후 인공위성 토양수분 데이터의 retrieval algorithm을 개선하는데 도움이 될 것이다.

• 한국농공학회논문집
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• 제58권5호
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• pp.81-90
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• 2016

Due to droughts and water shortages causing severe damage to crops and other vegetations, much attention has been given to efficient irrigation for upland farming. However, little information has been known to measure soil moisture levels in a field scale and apply their spatial variability for proper irrigation scheduling. This study aimed to characterize the spatial variability and temporal stability of soil water contents at depths of 10 cm, 20 cm and 30 cm on flat (loamy soil) and hill-slope fields (silt-loamy soil). Field monitoring of soil moisture contents was used for variogram analysis using GS+ software. Kriging produced from the structural parameters of variogram was applied for the means of spatial prediction. The overall results showed that the surface soil moisture presented a strong spatial dependence at the sampling time and space in the field scale. The coefficient variation (CV) of soil moisture was within 7.0~31.3 % in a flat field and 8.3~39.4 % in a hill-slope field, which was noticeable in the dry season rather than the rainy season. The drought assessment analysis showed that only one day (Dec. 21st) was determined as dry (20.4 % and 24.5 % for flat and hill-slope fields, respectively). In contrary to a hill-slope field where the full irrigation was necessary, the centralized irrigation scheme was appeared to be more effective for a flat field based on the spatial variability of soil moisture contents. The findings of this study clearly showed that the geostatistical analysis of soil moisture contents greatly contributes to proper irrigation scheduling for water-efficient irrigation with maximal crop productivity and environmental benefits.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권4B호
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• pp.329-334
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• 2006

Southern Great Plain 1999 실험을 통하여 획득된 L-band와 C-band 토양수분 측정치의 공간 변화 양상을 분석하였다. L-band 토양수분 측정치의 스펙트럼은 관측 스케일의 변화와 함께 토양수분의 공간 변화 양상이 변화됨을 보여주었고, 이러한 변화 양상은 모래함유비와 같은 토양 특성의 공간 변화 양상과 일치함을 보여주었다. 그리고 C-band 토양수분 측정치의 공간 변화 양상은 관측 스케일의 변화와 상관없이 일정한 변화도를 가지는 것으로 나타났다. 이는 식생피복의 공간 변화 양상과 동일함을 보여주는 것이다. 이러한 결과는 AMSR기기를 이용하여 현재 진행되고 있는 토양수분의 전 지구 관측치의 downscaling시 고려되어야 할 것이다.

• 한국지형학회지
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• 제24권3호
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• pp.61-81
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• 2017

Traditional approaches to surface moisture problems in the context of aeolian research have focused on the initiation of sand movement, developing various models for predicting threshold velocity on a wet surface. They have been unsatisfactory, however, in explaining field observations because they have not incorporated spatiotemporal variability of surface moisture, the interactions between transported sand grains and surface, and the role of aeolian transport in controlling surface moisture. As Nield (2011) showed, a simplified numerical model can be used to investigate this issue. This research aims to explore the feedback structures between aeolian transport and surface moisture using a modified sand slab model. Key modifications are the introduction of simultaneous updating scheme for all the slabs and moisture-assigning procedures with and without aeolian transport. The major findings are as follows. Moist surface conditions suppress sand slab movement, leading to the development of smaller-scale topography. Available sands for aeolian transport are determined by the vertical patterns of moisture content with its variations from groundwater to the surface. Sand patches on a wet surface act as a localized source area. Sand movement drives immediate changes in surface moisture rather than time-lag reponses, mostly when moist conditions are dominant.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.705-708
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• 2004

The spatial variability of the L- and C- band large scale remotely sensed soil moisture data, obtained during tire Southern Great Plain 1999 (SGP'99), was characterized. The results demonstrate that soil moisture data using L-band show the break in statistical symmetry (multiscaling behavior) with the variation of scale of observation, which is similar to that of the soil property such as sand content. Also, soil moisture data using C-band show single scaling behavior with the variation of scale of observation, which Is similar to that of the vegetation condition.

• 한국농공학회논문집
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• 제63권5호
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• pp.1-11
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• 2021

Soil moisture plays a critical role in hydrological processes, land-atmosphere interactions and climate variability. It can limit vegetation growth as well as infiltration of rainfall and therefore very important for agriculture sector and food protection. Recently, due to the increased damage from drought caused by climate change, there is a frequent occurrence of shortage of agricultural water, making it difficult to supply and manage stable agricultural water. Efficient water management is necessary to reduce drought damage, and soil moisture management is important in case of upland crops. In this study, soil moisture was calculated based on the water balance model, and the suitability of soil moisture data was verified through the application. The regional soil moisture was calculated based on the meteorological data collected by the meteorological station, and applied the Runs theory. We analyzed the spatiotemporal variability of soil moisture and drought impacts, and analyzed the correlation between actual drought impacts and drought damage through correlation analysis of Standardized Precipitation Index (SPI). The soil moisture steadily decreased and increased until the rainy season, while the drought size steadily increased and decreased until the rainy season. The regional magnitude of the drought was large in Gyeonggi-do and Gyeongsang-do, and in winter, severe drought occurred in areas of Gangwon-do. As a result of comparative analysis with actual drought events, it was confirmed that there is a high correlation with SPI by each time scale drought events with a correlation coefficient.

• 한국농림기상학회지
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• 제17권1호
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• pp.45-57
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• 2015

사면스케일에서 토양수분의 시공간적 분포를 이해하기 위해서는 사면의 단면선(Transect line)에 따른 토양수분 분포 및 변동에 대해 기본적인 해석과 이해가 선행되어야 한다. 이에 단면선에 따라 설계된 여러 토양수분 측정지점으로부터 토양수분 자료에 대해 토양수분 특성인자를 고려하여 토양수분의 특성변동에 대해 이해하고자 하였다. 또한 사면의 위치 및 지형 그리고 토성의 공간적 분포의 토양수분 특성에 대한 영향도 분석하였다. 연구 사면에서 깊은 토양 층에서 평균적 토양수분의 공간적 분포는 지표 층에서의 공간적 분포 경향과는 많이 달랐으며, 사면의 지형 및 위치 그리고 토성의 공간적 분포는 토양수분의 시공간적 분포특징에 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. 특히 상부흐름의 기여가 상당한 측정지점에서는 토양수분 변동의 안정화가 진행이 되는 것으로 나타나, 수문학적 경계(hydrologic Threshold)에 대한 추가 연구가 진행되어야 할 것으로 보인다. 또한 토양수분의 불균질한 공간적 경향은 우선적 흐름의 영향과 관련이 있다고 보여진다.

• Water Engineering Research
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• 제4권1호
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• pp.31-43
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• 2003

The impacts of climate change on soil moisture in sub - Arctic watershed simulated by using the hydrologic model. A range of arbitrary changes in temperature and precipitation are applied to the runoff model to study the sensitivity of soil moisture due to potential changes in precipitation and temperature. The sensitivity analysis indicates that changes in precipitation are always amplified in soil moisture with the amplification factor for flow. The change in precipitation has effect on the soil moisture in the catchment. The percentage change in soil moisture levels can be greater than the percentage change in precipitation. Compared to precipitation, temperature increases or decreases alone have impacts on the soil moisture. These results show the potential for climate change to bring about soil moisture that may require a significant planning response. They are also indicative of the fact that hydrological impacts affecting water supply may be important in consider-ing the cost and benefits of potential climate change.

• 한국지구과학회지
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• 제43권1호
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• pp.30-40
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• 2022

전 세계 곳곳에서 산발적이고 불규칙적으로 발생하는 산불은 가연성 식생 지역에서 주요한 자연 변동성의 일환이면서 전 지구 탄소 순환에 중요한 역할을 하고, 공공 비상사태를 야기하는 심각한 자연재해이다. 산불 배출량, 연소 면적 및 산불기상지수를 활용한 산불 발생 위험도의 변동성 및 변화에 대한 연구가 전 세계 많은 지역에서 활발히 진행되고 있지만 동아시아 지역에 대한 연구는 아직 제한적이다. 본 연구는 1981년부터 2020년까지 지난 40년 기간 동안 산불기상지수 자료를 분석해 동아시아 지역 산불 위험도의 변동성 및 장기 변화 특성을 조사하였다. 동아시아 지역 산불 위험도의 첫 번째 주요 변동 모드는 전체 변동성의 29%를 설명하며, 대부분 지역에서 산불 발생 위험이 증가하고 있음을 나타낸다. 지구온난화 및 해양의 수 십년 주기 변동성과 연계되어 지표 기온이 상승하고 있는 것이 주요 원인이며, 이는 토양 수분의 상승 경향에 의해 그 효과가 다소 상쇄되고 있다. 두 번째 변동 모드는 엘니뇨-남방진동과 연계된 경년 변동성을 반영하며 전체 변동성의 17%를 설명한다. 엘니뇨(라니냐) 시기 동아시아 지역 강수량의 증가(감소)는 토양 수분을 증가(감소)시키며, 이에 따라 산불 위험이 감소(증가)하게 된다. 이는 지표 기온 상승(하강)에 의해 그 효과가 다소 상쇄된다. 산불 발생 위험도의 변동성 및 변화에 대한 이해와 예측을 증진하는 것은 그에 따른 피해를 저감하고 대비책을 마련하는 데 기여할 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.795-806
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• 1998

토양수분은 기후, 토양 및 지표면의 조건 등에 의해 영향을 받는다. 특히, 급격한 도시화 및 산업화의 영향으로 다른 영향인 자들 보다 지표면 조건의 변화가 크게 바뀌고 있다고 할 수 있으며 본 연구에서는 이러한 지표면 조건의 변화가 토양수분에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지를 간단한 토양수분 동역학 모형을 이용하여 평가해 보았다. 먼저, 본 논문에서는 토양수분의 시간적 공간적 통계특성을 정량화 해보기 위해 논문의 전반부를 Washita ’92 자료 및 Monsoon ’90 자료의 1차원 및 2차원의 통계적 특성을 정리하는데 할해하였으며, 논문의 후반부에서 지표면 조건의 변화를 모형 매개변수의 통계적인 특성을 변화시킴으로서 고려하고 각각의 경우 토양수분이 어떻게 반응하는가를 살펴보았다. 사용된 모형은 선형저수지의 개념에 토양상층에서의 공간적 거동을 고려하기 위하여 확산의 개념을 도입하여 구성된 모형이다. 모형의 주요 매개변수는 손실률과 확산계수로 나타나고, 이들은 관측자료의 통계특성을 이용하여 추정될 수 있다. 지표면 조건의 변화는 모형의 매개변수에 다양한 통계특성을 적용하고 고려하게 된다. 특히, 본 연구에서는 지표면 조건의 평균적인 변화보다 이의 공간적인 분산도의 변화에 초점을 맞추어 분석하였다. 이는 평균적인 지표면 조건의 변화는 선형저수지의 이론에 근거하여 그 영향을 쉽게 판단할 수 있기 때문이다. 본 연구의 결과를 정리하면 다음과 같다. (1) 지표면 상태의 분산도가 커질 경우 토양수분은 더 쉽게 손실된다, (2) 토양수분의 분산도는 모의 초기에 강우의 영향으로 크게 나타나나 시간이 경과함에 따라 감소하고 점차 지표면 상태의 분산특성를 나타내게 된다, (3) 지표면 유출이나 토양상층에서의 토양수분 이동에 따른 확산의 영향은 지표면 유출이 존재하는 강우기간으로 제한되며 전체적으로 토양수분의 변화에 미미한 영향을 미친다.