• 한국수자원학회논문집
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• 제51권1호
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• pp.11-18
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• 2018

본 연구에서는 다중 기후모델에 의한 미래 기후자료를 기반으로 SWAT-K 유역모형을 적용하여, 제주도 지역의 미래 기후변화에 따른 수자원 영향을 평가하였다. 기후모델에 따른 미래 전망자료의 불확실성을 고려하여 9개의 GCM 모델의 기후자료를 미래기간(2010~2099년)에 대한 SWAT-K 모형의 기상자료로 적용하였다. 과거(1992~2013년) 및 미래기간에 대한 연도별 수문변화를 분석한 결과 강수량, 유출량, 증발산량, 함양량 모두 증가하는 추세로 나타났다. 과거기간에 비해 유출량의 변화가 가장 크게 나타났으며(최대 50% 증가), 증발산량은 상대적으로 작게 나타났다(최대 11% 증가). 월별로는 8월과 9월의 강수량 증가에 따라 유출량과 함양량도 크게 증가하는 반면, 동일기간에 대한 증발산량은 감소하는 것으로 분석되었다. 1월과 12월은 반대의 경향이 나타났다. 미래의 물수지 변화를 분석한 결과 강수량 대비 유출량, 증발산량, 함양량의 비율은 변화가 크지 않으나, 과거와 비교했을 때 RCP 8.5 시나리오에서 유출량 비율은 최대 4.3% 증가하는 반면, 증발산량 비율은 최대 3.5% 감소하는 것으로 나타났다. 기존의 타 연구와 본 연구에서 도출한 결과를 종합해 볼 때, 현재 제시되고 있는 기후변화 시나리오 가정 하에서는 미래로 갈수록 점차 강수량과 유출량이 증가할 것이고 특히 여름철 강수량 및 유출량의 증가가 예상된다. 이로 인해 제주도 지역의 함양량도 함께 증가할 것으로 판단할 수 있다. 다만, 본 연구는 장기적인 측면에서 자연적인 기후변화로 인한 영향을 분석한 것이며, 추가적으로 단기적인 수재해 대응을 위한 홍수와 가뭄관리, 인위적인 용수 수급 관리 등에 대한 종합적인 분석을 통해 제주도 수자원의 지속가능한 이용을 위한 대응방안이 필요하다고 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제54권2호
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• pp.161-176
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• 2021

본 연구는 과거와 미래의 연 단위보다 상세한 일단위 지하수 함양량을 평가하기 위해, 분포형 수문모형중의 하나인 VELAS를 이용하여 물수지에 근거한 수문요소별 변동을 분석하고자 하였다. 가뭄에 매우 취약한 충남 홍성군 서부면 양곡리 일대 소유역을 대상으로, VELAS의 입력자료인 수치표고모델, 식생도, 경사도 등의 공간특성자료를 구축하였고, 기후자료는 기상청의 일별 대기온도, 강수, 평균풍속, 상대습도 등의 자료를 공간적으로 보간하였다. 연구지역의 과거 2001년부터 2018년까지 18년 동안 일단위 물수지 분석결과, 연간 강수량은 799.1~1750.8 mm로 평균 1210.7 mm이고, 지하수 함양량은 28.8~492.9 mm로 평균 196.9 mm로 분석되었다. 연 강수량 대비 지하수 함양률은 최소 3.6%에서 최대 28.2%로 변동폭이 매우 크고, 평균 함양률은 14.9%였다. 미래 기후변화 RCP 8.5시나리오에 의한 2019년부터 2100년까지의 일단위 물수지 분석결과, 연간 강수량은 572.8~1996.5 mm(평균 1078.4 mm)이고, 지하수함양량은 26.7~432.5 mm, 평균 174.6 mm(평균 강수량의 16.2%)로서 과거보다 다소 증가하였다. 미래 연간 지하수 함양률은 최소 2.8%, 최대 45.1%, 평균 18.2%로 분석되었다. 물수지를 구성하는 요소들은 강수량과의 상관성이 잘 나타나며, 일단위보다는 연단위로 갈수록 그러한 상관성이 뚜렷했다. 다만, 증발산량은 강수량보다는 기온 등 다른 기후요소에 더 영향을 받는 것으로 보인다. 본 연구를 통해 산정된 연단위 보다 상세 시간 단위에서의 지하수함양량은 가뭄 또는 홍수 등 시기별로 강수량 변동이 심한 경우 지하수개발과 관리에 활용될 수 있는 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국기후변화학회지
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• 제1권2호
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• pp.121-131
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• 2010

본 연구에서는 미국에서 개발되어 IBSNAT(International Benchmark Site Network for Agrotechnology Transfer) 사업에 의해 국제적으로 널리 보급된 DSSAT 패키지(CERES-Rice 모형)의 최근 윈도우 버전(DSSAT v4)을 국내에 도입하여, 우리나라 벼 품종과 기상요소, 그리고 국립농업과학원의 정밀농업토양자료 등을 적용하여, 출수생태형별 품종유전모수를 추정한 후, GCM 기후시나리오에 따른 벼 생육 및 생산량의 변동을 시뮬레이션 방법으로 평가하였다. 온도가 상승함에 따라 출수 기간은 단축하는 것으로 조사되었다. 온도가 $2^{\circ}C$ 상승하였을 때는 7~8일 단축되는 것으로 모의되었고, $5.2^{\circ}C$ 상승하는 UKMO 기후시나리오를 적용하면 최대 16~18일 단축되는 것으로 추정되었다. 출수 기간은 출수생태형의 구분 없이 온도 상승에 따라 비슷하게 단축되는 것으로 분석되었지만, 벼 등숙 기간의 변화는 출수생태형에 따라 다른 경향을 나타내었다. 즉, 생육 기간이 길은 중만생종의 출수 기간은 온도 상승 정도에 따라 14~18일 짧아졌는데 반하여, 생육 기간이 짧은 조생종의 경우에는 1~3일 짧아져, 단축 정도가 상대적으로 적은 것으로 조사되었다. 온도가 30년 평년 기후(1971~2000년)보다 $2^{\circ}C$와 $3^{\circ}C$ 상승하는 조건에서, 전국적인 평균 벼 수량은 평년 기후에 의해 추정된 것보다 각각 4.5%와 8.2% 감소하는 것으로 전망되었고, $CO_2$ 배증에 따라 온도 상승을 가장 높게 예측하는 UKMO 전지구 기후변화모델을 적용하여, 전국적으로 벼 수량을 모의하였을 때는 평년기후에 적용하여 추정한 수량보다 전국 평균 14.9% 감소하는 것으로 분석되었다. 이는 온난화로 인한 등숙 기간의 단축뿐 아니라 고온에서의 임실율 저하, 그리고 야간고온에 의한 호흡손실 때문인 것으로 판단된다. 따라서 지역별 정밀농업기후 추정과 이에 근거한 최적 품종의 선택, 이앙기 및 수확기 등 생육 기간의 조절 등 온난화 대응기술의 개발이 필요하다.

• 한국농림기상학회지
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• 제18권3호
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• pp.99-108
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• 2016

최근 겨울 기온이 상승하면서 밀의 파종시기가 변화되고 있다. 겨울 밀의 경우, 파성 소거에 필요한 저온 노출지속기간이 충족되지 않으면 출수뿐만 아니라 생육이 불안정해질 수 있다. 한국의 농촌진흥청 국립식량과학원은 국제옥수수밀 연구소의 멕시코 톨루카에서 한국의 기후에 맞는 밀 육종을 위해 1996년 이후 지속적으로 밀 적응시험을 수행해 왔다. 그러나 톨루카의 최근 겨울기후가 상승하는 등 이상기후 발생에 의해 밀 파종시기 및 생육에 변화가 발생하였고 이에 따라 우리나라 겨울 밀의 육종 및 적응시험 전략의 변화가 필요하여 이를 위한 기초자료를 제공하고자 본 연구를 수행하였다. 2013년과 2014년에 파종된 CIMMYT 교배 품종과 우리나라 겨울 밀 교배 품종의 출수생태를 그룹별(II and III) 저온 노출지속기간의 변화와 결합하여 파종시기의 변화에 따른 저온 노출지속기간과 출수율에 미치는 영향을 분석하였다. 2013년 11월 6일, 22일, 12월 6일로 3회 파종시기에서 11월 6일에 파종한 것은 저온 노출지속기간은 충분히 충족되지 않았고, 14일 이후인 11월 22일과 12월 6일에는 저온 노출지속기간이 충족되었다. 그러나 2014년 11월 5일과 20일에 파종한 경우는 저온 노출지속기간이 충족되었고, 오히려 12월 5일에 파종한 것에서 저온 노출지속기간이 충족되지 않았다. 이것은 2012년 이후 11월에 빈번한 고온 발생에 의해 11월 파종 후 저온 노출지속기간을 충족시키지 못했던 반면, 2014년 11월 일별 최저기온은 $3.0^{\circ}C$ 미만으로, 11월 파종 후에도 저온 노출지속기간을 충족할 수 있는 기후환경이 유지되었기 때문인 것으로 판단된다. 또한, 우리나라 겨울 밀의 품종 개량 및 적응시험에서 춘파성인 그룹 II는 3회 파종시기 변경에 따라 출수율의 증감 차이가 확실하지 않았는데, 추파성인 그룹 III는 파종시기별 출수율이 뚜렷하게 나타나서 추파성인 그룹 III가 파종시기 이동에 더 민감할 것으로 판단되어 shuttle breeding의 효과가 더 클 것으로 보인다. 또한, 가까운 미래 기후변화 시나리오 전망에 적용한 결과, 톨루카에서 그룹 II의 미래 적정 파종시기는 예측되었지만, 그룹 III에서는 미래 적정 파종시기를 아예 예측할 수 없었기 때문에 추파성인 그룹 III에 대한 shuttle breeding 에는 이러한 점이 고려되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제20권2호
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• pp.149-158
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• 2018

본 연구는 지구온난화에 따른 봄 감자에 대한 상승된 $CO_2$농도, 온도 그리고 한발에 미치는 영향을 평가를 위해 국립식량과학원 옥외환경시설에서 수행을 하였다. 감자는 C3식물로 상승된 $CO_2$농도와 적정 온도에 효과적인 생육 반응을 하지만, 괴경비대기의 한발은 수량 증가를 억제 시킨다. 괴경 수량은 상승된 $CO_2$농도와 온도 그리고 한발 처리에 따라 상당히 유의한 차이를 보여 주었다. SAPR 2는 SPAR 1에 비하여 수량이 28% 증가 되었는데, 생육기간 동안 SPAR 2는 $CO_2$ 효과와 적정온도로 주당 괴경수의 증가보다는 개체당 괴경의 크기에 의해 수량이 결정 된 것으로 판단된다. 한편 SPAR 3은 SPAR 2에 비하여 약 56% 수량 감소를 하였다. 괴경비대기의 한발은 형태적으로 간장과 측지수의 감소와 건물중 생산에 저해를 주었다. 생리적으로 엽록소와 질소 양분흡수을 감소시켜 결국 광합성률 감소와 괴경으로 전류 되는 동화산물이 낮아지면서 수량 감소 원인이 된 것으로 판단되었다. 따라서 향후 이상 기후 대응을 위해, 다양한 기후 조건에서 재배되는 감자의 생육을 파악하기 위한 기후변화 시나리오 및 봄 감자의 작부체계 개선이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제11권2호
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• pp.61-71
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• 2009

최근 우리나라의 춥지 않은 겨울은 온대낙엽과수의 휴면타파에 필요한 저온기간을 충분히 갖지 못하게 함으로서 개화시기를 앞당기거나 불균일하게 함으로써 수확량을 감소시키는 원인이 되고 있다. 기후변화시나리오에 의하면 이러한 피해가 앞으로 더욱 심해질 것으로 전망되므로 과수산업의 대응전략마련을 위해 정확한 개화기 예측이 필수적이다. 기존의 개화기 예측은 이른 봄부터 나타나는 기온의 영향만을 적용한 것으로써 겨울 동안 눈의 휴면상태와 봄철 발아로 인한 개화시기의 변동은 반영할 수가 없었다. 본 연구는 휴면기간 동안 시간과 기온의 조합인 온도시간에 근거하여 내생휴면해제일, 발아, 개화를 예측할 수 있는 휴면시계모형을 배 품종 '신고'에 맞게 조정하고자 수행하였다. 매일의 기온 자료만으로 내생휴면해제일을 찾아내기 위해 수확이 끝난 포장에서 매주 신고 가지를 채취하여 발아실험을 수행하였으며 포장에서 관측된 일 최고 및 최저기온을 이용하여 내생휴면해제일까지 온도시간을 계산하고 적산하였다. 기준온도를 $4^{\circ}C$에서 $10^{\circ}C$ 범위로 설정하고 $0.1^{\circ}C$ 단위까지 세분화하여 휴면시계모형을 반복 구동함으로써 출력된 예상 발아기와 실측 발아기가 일치하는 조건에 해당하는 기준온도와 저온요구도를 도출하였다. 장기 생물계절 관측자료에 근거하여 발아 이후 개화에 이르는 기간의 온도시간을 계산하여 휴면시계모형에 추가함으로써 배 품종 신고의 만개기를 예측할 수 있도록 수정하였다. 이 모형에 의해 최근 9년간 개화기를 추정한 결과 RMSE가 1.9일로서 신고의 만개기 예측에 실용화 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제17권3호
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• pp.254-260
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• 2015

본 연구는 미래 기후변화 시나리오에 근거한 5가지 온도처리가 '춘광' 배추의 생육, 품질 및 생리반응에 미치는 영향을 구명하기 위해 수행하였다. 처리구는 $-2.0^{\circ}C$(I), 평년온도(II), $+2.0^{\circ}C$(III), $+4.0^{\circ}C$(IV), $+6.0^{\circ}C$(V) 등 5 수준으로 설정하였다. 생체중, 엽수 및 엽면적의 경시적 변화를 조사한 결과, 결구 이전에는 고온처리구인 IV, V처리구가 높은 수치를 보였으나, 결구기 이후 현저히 감소하여 정식 후 70일에는 고온처리구일수록 감소하는 경향을 보였다. 배추 내부의 무름 증상은 V처리구가 85.7%로 가장 높았으며, IV (64.3%), III (28.6%), II (14.3%), I (7.1%)순으로 감소하였다. 광합성률을 측정한 결과, 정식 후 30일전에는 III, IV, V처리구의 광합성률이 높은 수치를 보였으나, 생육후반에는 크게 감소한 반면, I, II처리구는 크게 증산량과 기공전도도 역시 비슷한 경향을 보였다. 정식 후 50일의 엽록소 형광반응을 비교한 결과, Fv/Fm은 I처리구가 8.04로 처리구 중 가장 높았으며 IV처리구가 7.15로 가장 낮았다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권9호
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• pp.701-715
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• 2020

본 연구에서는 FAO-56 Penman-Monteith (FAO PM)를 비롯하여 Hamon, Hansen, Hargreaves-Samani, Jensen-Haise, Makkink, Priestley-Taylor, Thornthwaite 등 총 8가지 기준증발산량 산정방법을 이용하여 전국 기상청 ASOS 지점을 대상으로 각 방법에 따른 기준증발산량을 산정하여 비교하였다. 또한 가장 신뢰성이 높은 것으로 알려진 FAO PM값을 기준으로 나머지 7가지 방법에 의한 월별 편차를 분석하여 지점별 월별 보정계수를 도출하고, 보정에 따른 개선효과를 평가하였다. 먼저 각 방법의 기본계수를 적용하여 기준증발산량을 산정한 결과, 방법에 따라 큰 편차를 나타내었으며 Hansen 방법이 상대적으로 FAO PM과 유사한 것으로 나타났다. 반면, Hamon과 Jensen-Haise 방법은 여름철을 중심으로 타 방법대비 매우 큰 값을 보였으며, FAO PM과의 편차도 크게 나타났다. 지역별로는 동해안 일부지역을 제외하고 대부분의 지역에서 FAO PM과 비교하여 기준증발산량을 과다하게 산정하는 것으로 분석되었다. FAO PM 결과와의 편차를 기반으로 지점별 월별 최적화된 보정계수를 도출하고 기준증발산량을 다시 비교한 결과, 지점에 따라 보정 전에 -46 mm~+88 mm의 범위를 보였던 월 평균값은 보정 후 -11 mm~+1 mm로 나타났으며, 연 평균값도 -393 mm~+354 mm (보정 전)에서 -33 mm~+9 mm (보정 후)로 보정을 통하여 편차가 크게 감소되었다. 또한, 기온자료만을 이용하는 Hamon, Hargreave-Samani, Thornthwaite 방법들도 보정을 통하여 FAO PM과 큰 차이없는 결과를 도출하였다. 특히 기온기반의 방법들은 기후변화 시나리오 중 상대적으로 불확실성이 낮은 기온자료만을 이용하여 미래의 장기간의 기준증발산량을 전망하거나, 월 또는 계절예측 기온정보를 이용하여 수개월간의 기준증발산량을 예측하는 경우에 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

• 한국농림기상학회지
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• 제19권4호
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• pp.223-231
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• 2017

본 연구는 미래 기후변화 시나리오에 근거하여 예측되는 온도 상승조건에서 노지 월동채소인 극조생 양파 '싱싱볼'의 생육 및 구 비대에 미치는 영향을 확인하고자 온도구배터널에서 수행하였다. 처리구는 대조구인 대기온도(일평균 $9.8^{\circ}C$) 조건, 온도상승구인 대기온도 $+2^{\circ}C$(일평균 $12.0^{\circ}C$)와 대기온도 $+5^{\circ}C$(일평균 $14.3^{\circ}C$) 조건 등 3수준으로 설정하였다. 생육기 온도 상승에 따른 양파의 생육을 조사한 결과, 대조구인 대기온도 조건에 비해 대기온도 $+2^{\circ}C$ 고온조건에서 자라는 양파가 초장도 길었고, 엽초경도 두꺼워졌으며, 총엽면적, 지상부 생체중 및 지상부 건물중이 증가되었다. 양파의 구 특성을 조사한 결과, 구경이나 구중은 생육후기로 갈수록 커지는 경향을 보였고, 대조구에 비해 대기온도 $+2^{\circ}C$ 고온조건에서 구 크기가 더 커지는 경향을 보였다. 구 비대 개시점인 구 비대지수도 대기온도 $+2^{\circ}C$ 고온조건에서는 타 조건에 비해 가장 빠른 경향을 보였다. 이상의 결과로 보아 대기온도보다 $2^{\circ}C$ 상승하였을 때 극조생 양파의 생육이 원활히 진행되고 수량이 증가되고 품질도 유지되겠으나, 대기 온도보다 $5^{\circ}C$ 이상 고온조건에서는 수량이 감소될 것으로 예측된다.

• 한국기후변화학회지
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• 제3권1호
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• pp.71-88
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• 2012

지구온난화는 전 세계적으로 21세기 최대 관심사이며, IPCC 보고서에 의하면 지구의 평균온도와 범위가 점점 증가하며, 이에 따른 불확실성도 증가하고 있다. 이러한 지구온난화의 영향은 인간 삶의 기반과 관련된 여러 부문에 광범위하게 영향을 미치고 있으며, 수자원 분야도 예외가 아니다. 기후변화에 따른 수자원 영향평가는 다른 분야의 기초 자료로도 사용될 만큼 중요한 부분이다. 본 연구에서는 과거 우리나라에서 수행되었던 수자원과 관련한 기후변화 연구에 대하여 총 논문 124편과 보고서 57편을 살펴보았다. 국내 기후변화 연구(보고서 및 연구논문 포함)는 현재 전망이나 영향평가에 매우 편향되어 진행되어 왔다. 수문기상인자의 경향성과 전망 분야에서는 수문변수로 지표수, 홍수 등이, 기상변수로 강수, 온도 등에 집중되어 분석되었다. 이는 우리나라가 계절적 강우 발생의 편차가 크고 수자원 관리가 매우 힘들기 때문에, 강수, 온도, 지표수, 홍수 등 수자원과 직접적 관련이 있는 변수에 초점이 맞추어져 수행이 되어 왔다. 우리나라 미래 수자원 전망에서는 지역적으로 다르겠지만, 과거 강수, 온도, 지표수 등이 대체적으로 증가하는 경향을 나타내었으며, 특히 홍수나 가뭄에서 인명 피해는 줄어드는 반면, 재산 피해는 증가하는 경향을 보였다. 하지만 미래 전망에서 강우 강도, 온도, 유출량 등이 증가하는 경향을 나타내었으나, 아직 이를 이용한 수자원 취약성이나 미래 수자원 유역 관리까지는 수행되지 못하였다. 특히, 우리나라에서 수행된 기후변화 연구 결과들이 상이하여 기후변화 연구 단계별로 많은 불확실성이 발생하고 있음을 파악하였다. 기후변화에 대한 적응전략의 경우, 기후변화 대응에 대한 대국민 인식 및 사회적 기반이 취약하며, 개인 및 기업의 자발적인 대응이 부족하였다. 또한, 정부 차원에서의 기후변화 관련 대국민 홍보와 기업의 자발적인 온실가스 등의 감축에 상응하는 인센티브 제공 등의 법적 또는 제도적인 장치가 부족하였다. 마지막으로 기후변화에 대한 국내 경제성 분석에 대한 연구 사례는 전무하며, 진행 중에 있는 극소수 의 연구 사례가 있었다. 하지만 기후변화에 따른 수자원 부족에 대한 대비 또는 적응전략을 세우기 위해서는 정형화된 경제성 분석이 마련되어야 함을 파악하였다.