• 제목/요약/키워드: vapor pressure deficit

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해남 농경지에서의 자유 수면 증발 관측과 해석 (Measurement and Analysis of Free Water Evaporation at HaeNam Paddy Field)

  • 한진수;이부용
    • 한국농림기상학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.91-97
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    • 2005
  • BYL-EV250 증발기록계를 이용하여 해남 농경지역의 자유 수면 증발량을 관측하였고, 그 자료를 분석하여, 기상 요소와 증발량과의 관계를 분석하였다. 자연상태에서 증발량을 결정하는 기상요소의 관계를 살펴보고, 그 결과를 바람과 포차의 경험식으로 나타내었다. 이 식을 이용하여 자유 수면으로부터의 시간당 증발량을 구할 수 있었으며 수온, 기온, 습도, 풍속 같은 기상요소만으로 증발량 추정이 가능했다. 증발량 산출에 대한 신뢰성을 높이기 위해 지속적으로 수면에서의 물수지에 대한 연구가 수행되어야 할 것으로 사료된다. 증발량 관측도 다른 기상요소와 같이 매시간 관측 자료 생산 가능성을 시사했다. 부력을 이용한 측정방법은 미소 수위 변화(0.1mm 이하)를 측정 할 수 있어 대형증발계를 활용한 자동관측에 대한 신뢰성을 확보할 수 있었다. 이 결과를 바탕으로 장기간 관측된 자유수면 증발자료와 플럭스 타워에서 동시에 관측된 실제 증발산 자료의 비교분석이 현재진행 중에 있다.

Environmental controls on growing-season sap flow density of Quercus serrata Thunb in a temperate deciduous forest of Korea

  • Laiju, Nahida;Otieno, Dennis;Jung, Eun-Young;Lee, Bo-Ra;Tenhunen, John;Lim, Jong-Hwan;Sung, Joo-Han;Kang, Sin-Kyu
    • Journal of Ecology and Environment
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    • 제35권3호
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    • pp.213-225
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    • 2012
  • Sap flux density (SFD) measurements were used, in combination with morphological characteristics of trees and forest structure, to calculate whole-tree transpiration, stand transpiration (St) and mean canopy stomatal conductance (Gs). Analysis based on the relationships between the morphological characteristics of trees and whole tree water use, and on the responses of SFD and Gs to short wave radiation (RR), vapor pressure deficit (VPD) and soil water content (SWC) during drought and non-drought periods were conducted. The results showed a strong positive correlation between whole tree transpiration and both tree diameter at breast height (DBH) ($r^2$ = 0.95, P < 0.05) and sapwood area (SA) ($r^2$ = 0.98, P < 0.05). Relationships between SFD and DBH ($r^2$ = 0.25), as well as SA ($r^2$ = 0.17) were weak. Daily SFD of Quercus serrata Thunb was closely related to VPD and RR. Although operating at different time scales, RR and VPD were important interacting environmental controls of tree water use. SFD increased with increasing VPD (<1 kPa) and RR. SWC had a considerable effect on stand transpiration during the drought period. The relationships between SFD, VPD and RR were distorted when SWC dropped below 35%.

An Intelligent Wireless Sensor and Actuator Network System for Greenhouse Microenvironment Control and Assessment

  • Pahuja, Roop;Verma, Harish Kumar;Uddin, Moin
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제42권1호
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    • pp.23-43
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    • 2017
  • Purpose: As application-specific wireless sensor networks are gaining popularity, this paper discusses the development and field performance of the GHAN, a greenhouse area network system to monitor, control, and access greenhouse microenvironments. GHAN, which is an upgraded system, has many new functions. It is an intelligent wireless sensor and actuator network (WSAN) system for next-generation greenhouses, which enhances the state of the art of greenhouse automation systems and helps growers by providing them valuable information not available otherwise. Apart from providing online spatial and temporal monitoring of the greenhouse microclimate, GHAN has a modified vapor pressure deficit (VPD) fuzzy controller with an adaptive-selective mechanism that provides better control of the greenhouse crop VPD with energy optimization. Using the latest soil-matrix potential sensors, the GHAN system also ascertains when, where, and how much to irrigate and spatially manages the irrigation schedule within the greenhouse grids. Further, given the need to understand the microclimate control dynamics of a greenhouse during the crop season or a specific time, a statistical assessment tool to estimate the degree of optimality and spatial variability is proposed and implemented. Methods: Apart from the development work, the system was field-tested in a commercial greenhouse situated in the region of Punjab, India, under different outside weather conditions for a long period of time. Conclusions: Day results of the greenhouse microclimate control dynamics were recorded and analyzed, and they proved the successful operation of the system in keeping the greenhouse climate optimal and uniform most of the time, with high control performance.

다층베드시설을 이용한 묘삼 생산 시 미기상 환경과 생육특성 (Characterizing the Effects of Microclimate on the Growth of Ginseng Seedlings using Multi-layer Bed Production Facilities)

  • 장명환;김승한;최양애;원도연;김임수
    • 한국약용작물학회지
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    • 제26권6호
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    • pp.490-497
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    • 2018
  • Background: The growth process of ginseng seedlings is very important in producing good quality ginseng. This study was carried out to investigate the effects of different microclimates on the growth characteristics of ginseng seedlings in a multi-layer bed facility. Methods and Results: Ginseng seedlings were cultivated in a three-layer bed facility. The air temperatures on the first and second floors were similar, while that on the third floor was about $1-4^{\circ}C$ higher than that on the other floors. The vapor pressure deficit (VPD) was higher inside than on the outside of the facility, and that on third floor was the highest in the multi-layer bed system. The photosynthetic rate, chlorophyll fluorescence, and growth characteristics of ginseng seedlings did not significantly differ among the three floors. The yield of ginseng seedlings was the highest at $721g/1.62m^2$ on the first floor. Conclusions: It was found that microclimate plays an important role in growing ginseng seedlings in multi-layer bed facilities, and therefore proper environmental control is important. In addition, producing ginseng seedlings using multi-layer bed facilities is a technology that is expected to provide a way to overcome climate change and stabilize ginseng production.

여름철 시설 토마토 재배 시 Carbon Dioxide 처리가 Water Stress에 미치는 영향 (The Effect of Water Stress on Carbon Dioxide Treatment during Protected of Tomato (Solanum lycopersicum) Cultivation at Summer)

  • 우영회;이관호;강인철;김동억
    • 현장농수산연구지
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    • 제17권1호
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    • pp.93-100
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    • 2015
  • 여름철 토마토 시설 재비시 CO2 시용에 의한 고온적응성 향상을 구명하고 그 가능성을 검토하고자 실시하였다. CO2 처리 농도를 달리한 온실들(무처리, 500ppm, 1,000ppm)의 기온환경은 유사하였으며, 최고기온은 약 44℃ 수준이었다. CO2 농도에 따른 VPD와 엽기온차에 의한 CWSI(Crop water stress index)변화를 보면 1000ppm처리가 무처리, 500ppm처리보다 수분장해를 받지 않았으며, 수분장해 정도는 1000ppm<500ppm<무처리 순으로 무처리가 수분장해 수준이 가장 높았다.

수목(樹木)의 수분특성(水分特性)에 관(關)한 생리(生理)·생태학적(生態學的) 해석(解析)(IX) - Heat pulse법(法)을 이용(利用)한 신갈나무임분(林分)의 증산속도(蒸散速度) 측정(測定) - (Ecophysiological Interpretations on the Water Relations Parameters of Trees(IX) - Measurement of the Transpiration Rate by the Heat Pulse Method in a Quercus mongolica Stand -)

  • 한상섭;김선희
    • 한국산림과학회지
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    • 제85권2호
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    • pp.288-299
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    • 1996
  • 본 연구는 heat pulse법을 이용하여 신갈나무 장령림 임분(林分)의 증산량(蒸散量)을 알기 위한 기초연구로서, 신갈나무 입목에 있어서 일사량(日射量), 온도(溫度), 습도(濕度)(대기포차(大氣飽差)) 등의 변화(變化)에 따른 heat pulse 속도(速度)의 일변화와 계절변화, 방위별 heat pulse 속도(速度)의 차이, 변재부에 있어 깊이별 heat pulse 속도(速度)의 차이, 우세목(優勢木), 준우세목(準優勢木), 열세목(劣勢木)의 heat pulse 속도(速度)의 차이, 엽(葉)의 수분포텐셜과 heat pulse 속도(速度)와의 관계, 줄기에 있어 수분상승의 방향, 그리고, heat pulse법으로 측정한 단목(單木)과 임분(林分)의 일일(一日), 월별(月別), 년간(年間) 증산량(蒸散量) 등을 측정고찰하였다. 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 신갈나무의 heat pulse 속도(速度)(V)와 수액유속(樹液流速)(SFR)과의 관계는 SFR=1.37V였다. 2. 우세목(優勢木), 준우세목(準優勢木), 열세목(劣勢木)의 heat pulse 속도(速度)를 비교하면, 수액유속(樹液流速)은 우세목(優勢木)이 가장 높고, 준우세목(準優勢木), 열세목(劣勢木) 순위였다. Heat pulse 속도(速度)는 일사량(日射量), 온도(溫度), 대기포차(大氣飽差) 등의 크기에 따라 일변화하였다. 3. Heat pulse 속도(速度)와 엽(葉)의 수분포텐셜은 거의 비슷한 일변화를 나타냈다. 4. Heat pulse 속도(速度)의 계절변화는 7월에 평균 2.9cm/hr로 가장 낮았고, 5월이 평균 4.0cm/hr로 가장 높게 나타났다. 5. 줄기에 있어서 heat pulse 속도(速度)의 차이는 북측이 가장 높았고, 서측이 그 다음 순이었으며, 남측과 동측은 큰 차이없이 가장 낮은 값을 나타냈다. 6. 변재부에 있어서 깊이별 heat pulse 속도(速度)의 차이는 수피로부터 0.5cm 깊이에서 가장 높고, 다음 1.0cm, 1.5cm 순으로 나타났다. 7. 줄기에 있어 수분이동방향(水分移動方向)은 4본 모두 부분적(部分的) 수직상승(垂直上昇)(sectorial straight ascent)을 나타내고 있었다. 8. 수액유량(樹液流量)(SF)은 SF=1.37AV식으로 나타났고, 이 식으로 구한 수액유량(樹液流量)은 우세목(優勢木)이 준우세목(準優勢木)과 열세목(劣勢木)보다 현저히 높았다. 9. 1ha의 임분(林分)에 대한 1일의 증산량(蒸散量)의 구성비율(構成比率)은 낮이 72%, 밤이 28%였고, 증산량(蒸散量)은 약 5.6ton/ha/day이었다. 10. 1ha의 월별(月別) 증산량(蒸散量)은 5월이 168ton/ha/month으로 가장 많았고, 7월이 125ton/ha/month로 가장 낮았다. 또 1 ha의 년간(年間) 증산량(蒸散量)은 839ton/ha/yr이었다.

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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.

이류체 포그 냉방시스템의 제어알고리즘 개발 (Development of Control Algorithm for Greenhouse Cooling Using Two-fluid Fogging System)

  • 남상운;김영식;성인모
    • 생물환경조절학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.138-145
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    • 2013
  • 최근 국내에 많이 보급되고 있는 이류체 포그 냉방시스템의 효율적인 제어알고리즘을 개발하기 위하여 다양한 조건의 분무사이클을 설정하여 토마토재배 온실에서 냉방실험을 실시하였다. 냉방효과는 평균 $1.2{\sim}4.0^{\circ}C$를 보였고, 냉방효율은 평균 8.2~32.9%로 나타났다. 분무간격에 따른 실험에서 90초 분무사이클의 냉방효율이 가장 높았고, 대체로 분무시간이 길수록, 정지시간이 짧을수록 냉방효율이 높게 나타났다. 이류체 포그시스템의 분무량이 증가할수록 냉방효율이 높아지는 경향을 찾을 수 있었다. 그러나 분무량을 증가시키더라도 내부공기가 포화상태에 가까워지면 더 이상 증발이 일어나지 않으므로 내부공기가 포화상태에 도달하기 전까지 분무량을 증대시키는 방법으로 냉방효율을 높일 수 있을 것으로 판단된다. 냉방효율이 증가함에 따라 실내공기의 포차는 감소하였고 실내외 절대습도 차이는 증가하는 경향을 보였다. 포그의 증발량이 증가할수록 실내와 실외의 절대습도 차이는 커지고, 이에 따라 환기에 의한 수증기 배출이 잘 되어 다시 증발효율을 상승시키므로 냉방효율이 높아지는 순환구조를 갖게 되는 것으로 판단된다. 분무시간과 정지시간에 따른 실내공기의 포차변화를 회귀분석한 결과 $10g{\cdot}kg^{-1}$의 포차 변화에 필요한 분무시간은 120초, 정지시간은 60초로 나타났다. 그러나 온도의 진동폭을 줄이고 냉방효율을 높이기 위해서는 포차의 변동범위를 $5g{\cdot}kg^{-1}$으로 설정하여 60초 분무, 30초 정지가 더 적당할 것으로 판단된다. 이류체 포그시스템의 제어방식을 컴퓨터 제어시스템과 현재 보급되고 있는 간편제어시스템으로 분류하여 제어알고리즘을 유도하였다. 자연환기 온실에서 간편 제어시스템을 사용한다면 분무사이클을 60초 on, 30초 off로 설정하고 온도하한은 30~$30{\sim}32^{\circ}C$, 습도상한은 85~90%로 설정할 것을 제안한다.

염료 흡수기간 및 환경조건이 유칼립투스의 보존엽 품질에 미치는 영향 (Effect of Dye-absorbing Duration and Environmental Conditions on Quality of Preserved Leaves in Eucalyptus cinerea)

  • 임영희;김소은;오욱
    • 원예과학기술지
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    • 제32권3호
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    • pp.390-399
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    • 2014
  • 본 연구는 절엽의 보존엽 가공기술을 개발하기 위해서 화훼장식용으로 많이 사용하는 유칼립투스(Eucalyptus cinerea F. Mull. ex Benth.)의 보존엽 제작을 위한 보존염료 처리시 온도, 증기압차(VPD), 광주기 등 환경조건과 침지처리기간이 엽색에 미치는 영향을 구명하고자 수행되었다. 균일한 성숙도의 잎을 가진 유칼립투스 절엽(줄기 포함)을 20cm로 절취한 후 온도(10, 20, 30, $40^{\circ}C$), VPD(0.23, 0.70, 1.16, and 1.61kPa), 광주기(0, 6, 12, 24 h)가 다른 생장상에서 보존염료에 3, 6, 9, 12일간 줄기 하단부를 침지하여 흡수시켰고, 이후 $20^{\circ}C$의 실험실에서 3일간 건조시켰다. 그 결과, 보존염료 처리 시 온도가 낮을수록 신선엽과 비교하여 엽색의 차이가 줄어들어 ${\Delta}E$값이 감소하였다. 특히 고온구에서 갈변현상에 의해 적색도(a)의 증가와 황색도(b)의 감소가 나타났다. VPD는 낮을수록 대조구와의 엽색 차이가 적어 ${\Delta}E$값이 감소하였다. 광주기는 짧을수록 엽색의 변화가 적어 ${\Delta}E$값이 감소하였다. 또한 환경조건에 관계없이 흡수기간이 길어질수록 엽색의 변화가 커져 ${\Delta}E$값이 증가하였다. 보존염료 흡수 후 건조 3일째 줄기와 잎의 유연성은 온도, VPD 및 침지기간이 감소할수록 증가하였다. 따라서, 보존염료 흡수 시 $10-20^{\circ}C$의 암 상태에서 0.23-0.70kPa VPD가 최적 환경조건이라 판단되며, 보존염료 처리기간은 보존엽의 품질 및 경제성 면에서 3일이 적당하다고 판단되었다. 이들 환경조건의 공통점은 증산에 의한 수분 손실 속도를 줄인다는 것으로, 이 범위를 많이 벗어나면 급격한 수분 손실에 의해 황변이나 갈변으로 품질이 떨어지게 된다.

온실재배 토마토의 증산모델 개발 및 검증 (Transpiration Modelling and Verification in Greenhouse Tomato)

  • 이변우
    • 생물환경조절학회지
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    • 제6권3호
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    • pp.205-215
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    • 1997
  • 본 연구에서는 온실 재배 토마토 군락의 열수지에 근거한 증산모델을 구성하고 실험을 통하여 모텔에 필요한 계수의 추정과 모질의 검증을 수행하였다. 온실의 일사략과 엽-대기수증기압차(LVPD)를 매개변수로 하는 기공확산저항 추정식을 구성하여 기공작산저항 실측 자료를 이용하여 추정식의 계수를 추정하였다. 이 추정식으로 기공확산저항 변이의 80% 이상을 설명할 수 있었으며 추정식에 이용하지 않았던 독립 자료를 이용하여 검정한 결과 추정정도가 높아 증산예측 모델의 구성식으로 이용될 수 있는 것으로 판단되었다. 반투과성 매질의 복사 흡수이론을 적용한 Stanghellini의 식을 다소 변형하여 모델의 군락 순복사 추정식으로 사용하였으며 이 추정식에 의하여 계산된 순복사량은 실측치와 잘 일치하였다. 계수 추정에 사용하지 않았던 독립 자료를 이용하여 순복사 및 기공확산저항 추정식으로 구성된 증산예측 모델의 군락온도 및 증산예측 정도를 검증하였다. 모델에 의하여 계산된 군락 온도, 순간 증산속도 및 일 총 증산량은 실측치와 잘 일치하여 본 연구에서 작성된 증산 예측 모델은 온실 재배 토마토의 환경제어, 관개제어 등에 실용적으로 활용될 수 있을 것으로 판단되었다.

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