• Title/Summary/Keyword: 기상타워

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Development and validation of daily evapotranspiration based on COMS satellite and surface energy budget equation (천리안 위성 자료와 지표 에너지 수지식을 이용한 위성 일 증발산량 알고리즘 개발 및 검증)

  • Park, Na-Yeon;Kim, Youngmi;Shin, Jinho;Lyu, Sang Jin
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.10-14
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    • 2016
  • 육상의 증발산량(evapotranspiration, ET)은 대기 중 수증기의 상변화를 통해 대기와 지표 사이의 물과 에너지 순환에 영향을 미치며, 강수량, 유출량과 함께 수자원에 영향을 미치는 주요 인자이다. 강수량과 유출량은 직접 관측이 가능한 반면, 증발산량은 숨어있는 잠열로서 관측하기 어렵다. 플럭스 타워나 라이지메타(Lysimeter) 등을 이용하여 증발산량을 직접 관측하고 있으나 이들 지상관측은 일부 지점(point)에서 제한적으로 이루어지고 있으며, 관측 지점의 수를 확대하게되면 관측 기기의 유지 보수 등의 많은 시간과 비용이 든다는 한계가 있다. 이러한 지상관측의 한계를 극복하고 넓은 영역의 증발산량 변화를 관측하기 위해 위성을 이용한 증발산량을 추정하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 기상청 국가기상위성센터(National Meteorological Satellite Center, NMSC)에서는 우리나라 최초의 정지 기상 위성인 천리안 위성(Communication, Ocean and Meteorological Satellite, COMS) 자료를 지표 에너지 수지식(Surface Energy Budget Equation)에 적용하여 동아시아 지역의 지면과 식생 특성을 반영한 '일(daily) 증발산량 산출 알고리즘'을 개발하였다. 현열을 계산하기 위해 다양한 입력 변수가 사용되어지고 계산 과정이 복잡하기 때문에, 본 연구에서는 '반 경험적인 계수인 B 계수 모델'을 사용하여 현열 산출 기법을 단순화하였다. 본 알고리즘을 이용하여 2011년 4월부터 현재까지 동아시아(위도 $20{\sim}50^{\circ}N$, 경도 $100{\sim}145^{\circ}E$)의 해상도 1km의 일 증발산량을 산출하였고, 위성 증발산량의 검증을 위해 지면 특성이 다른 청미천(농경지), 설마천(혼효림) 지역의 플럭스 타워 증발산량 자료(유량조사사업단 제공)와 비교 분석하였다. 2011년 4월부터 2014년 12월까지 청미천 지역에서의 플럭스 타워 관측과 비교한 결과, 총 665개 자료에 대하여 RMSE는 2.82 mm/day, Bias는 2.56 mm/day의 결과를 보였다. 동일한 기간에 대하여 설마천 지역에서의 플럭스 타워 관측과 비교한 결과, 총 582개 자료에 대하여 RMSE는 1.92 mm/day, Bias는 1.45 mm/day의 결과를 보였다. 기상청 국가기상위성센터의 위성증발산량이 봄과 가을철에 다소 높게 산출되는 경향이 있었으나, 증발산량의 변화경향은 유사하게 나타났다. 이러한 결과를 바탕으로 동아시아 지역 위성 증발산량 변화를 감시하고 있으며 향후, 수문 및 기후 분야에서 가뭄 모니터링 등의 연구에도 활용할 수 있을 것이다.

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Net Radiation Estimation Using Flux Tower Data and Integrated Hydrological Model: For the Seolmacheon and Chungmichen Watersheds (플럭스 타워 관측 자료 및 통합수문모형을 이용한 순복사량 산정: 설마천, 청미천 유역을 대상으로)

  • Kim, Daeun;Baek, JongJin;Jung, Sung-Won;Choi, Minha
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.46 no.3
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    • pp.301-314
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    • 2013
  • Spatial heterogeneous characteristics of solar radiation energy from Climate Change gives rise to energy imbalance in the general ecological system including water resources. To understand energy flow, flux towers are up and running throughout the world. In step with, in domestic major areas, there have been observed using several flux towers. In this study, downward shortwave radiation, downward long wave radiation, and net radiation that take important part in hydro-meteorology and ecology were calculated by proposed physical equations using flux data of the Seolmacheon and Choengmicheon, then, the calculated net radiation and observed net radiation were individually compared and validated. The results confirmed applicability of physical methods for insufficient hydro-meteorological data and possibility for observed data of hydro-meteorological variables.

Models for Predicting Hoisting Times of Tower Crane in the High-rise Building Construction (고층건축공사 타워크레인 양중시간 예측모델)

  • Lee Jong-Ryou;Jeon Yong-Seok;Park Chan-Sik
    • Proceedings of the Korean Institute Of Construction Engineering and Management
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    • 2004.11a
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    • pp.472-475
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    • 2004
  • The objective of this study is to develope reasonably accurate prediction models to assess hoisting times of tower cranes in the high-rise building construction. The efficient use of the tower crane is critical to achieving the Planned floor cycle time. This research describes the derivation of mathematical models to predict the hoisting times in using a tower crane. 28 factors such as nature of load, characteristics of tower cranes, hoisting movements, operation of cranes, weather conditions and so on is considered to influence hoisting times. In order to develop the predicting hoisting times Correctly, it is divided hoisting upward and downward. Then multiple regression models for predicting supply and return hoisting times have been built up separately.

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산림화재 예방을 위한 타워 방수총에 관한 연구

  • Kim, Yu-Sik;Nam, Taek-Seon;Jeong, Jae-Gyu
    • Proceedings of the Korea Institute of Fire Science and Engineering Conference
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    • 2013.11a
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    • pp.40-41
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    • 2013
  • 21세기 들어 범 세계적인 환경변화로 인하여 지구촌 곳곳에서 대형산불들이 끈이지 않고 있으며 그 피해 역시 적지 않다. 따라서 이러한 대형 산불 발생시 신속한 진압과 확산방지를 위하여 다양한 소화설비을 활용하고 있으나 최근 기상 이변으로 강풍을 동반한 비화에는 어려움이 적지않았으며 이러한 문제점들을 개선하기 위한 방안으로 타워방수총을 활용함으로 산림화재 대응에 융복합적인 측면에서 많은 도움이 되리라 사료되어 연구가 필요하다고 사료된다.

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Dynamic Behavior Analysis of Floating Offshore Wind Turbine Including Flexible Effects of Tower and Blade (타워와 블레이드의 탄성효과를 고려한 부유식 해상풍력발전기의 동적거동해석)

  • Jung, Hye-Young;Sohn, Jeong-Hyun
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.36 no.8
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    • pp.905-911
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    • 2012
  • To establish a floating offshore wind turbine simulation model, a tension leg platform is added to an onshore wind turbine. The wind load is calculated by using meteorological administration data and a power law that defines the wind velocity according to the height from the sea surface. The wind load is applied to the blade and wind tower at a regular distance. The relative Morison equation is employed to generate the wave load. The rated rotor speed (18 rpm) is applied to the hub as a motion. The dynamic behavior of a 2-MW floating offshore wind turbine subjected to the wave excitation and wind load is analyzed. The flexible effects of the wind tower and the blade are analyzed. The flexible model of the wind tower and blade is established to examine the natural frequency of the TLP-type offshore wind turbine. To study the effect of the flexible tower and blade on the floating offshore wind turbine, we modeled the flexible tower model and flexible tower-blade model and compared it with a rigid model.

Estimation of evapotranspiration in South Korea using Terra MODIS images and METRIC model (Terra MODIS 위성영상과 METRIC 모형을 이용한 전국 증발산량 산정)

  • Kim, Jin Uk;Lee, Yong Gwan;Chung, Jee Hun;Kim, Seong Joon
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2019.05a
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    • pp.103-103
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    • 2019
  • 본 연구에서는 Terra MODIS 위성영상과 Mapping Evapotranspiration at high Resolution with Internalized Calibration (METRIC) 모형을 이용하여 2012년부터 2017년까지 한반도 전국의 증발산량을 산정하고 플럭스 타워 실측 증발산량과 비교하였다. METRIC은 전 세계에 널리 적용된 바 있는 에너지 수지 기반의 Surface Energy Balance Algorithm for Land (SEBAL) 모형의 개념과 기술을 기반으로 현열(Sensible Heat Flux) 추정 모듈을 개선한 모형이다. 본 연구에서 METRIC 모형은 기존 C#으로 개발되어 있던 SEBAL 코드에서 현열 추정 모듈을 수정하였고 연산 속도 개선을 위해 Python으로 재작성하였다. METRIC 모형의 위성 자료로 Terra MODIS 위성의 MOD13A2(16day, 1km) NDVI, MOD11A1(Daily, 1km) Land Surface Temperature (LST) 및 MCD43A3(Daily, 500m) Albedo를 구축하였으며 500m 공간해상도의 Albedo는 1000m 해상도로 resample하여 활용하였다. 기상자료는 기상청 기상관측소의 풍속, 풍속측정높이, 습도, 10분 간격 이슬점 온도, 일사량 자료를 위성 자료와 같은 공간해상도로 내삽(Interpolation)하여 구축하였다. 모형결과 검증을 위해 국내 플럭스 타워 (설마천, 청미천, 덕유산) 증발산량 관측 자료와의 결정계수(Coefficient of determination, $R^2$), RMSE(Root mean square error) relative RMSE (RMSE%), Nash-Sutcliffe efficiency (NSE) 및 IOA(Index of Agreement)를 산정하고, 기존 SEBAL 모형 결과와의 비교를 통해 본 모형의 개선점을 보이고자 한다.

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Estimation of spatial evapotranspiration using Terra MODIS satellite image and SEBAL model in mixed forest and rice paddy area (SEBAL 모형과 Terra MODIS 영상을 이용한 혼효림, 논 지역에서의 공간증발산량 산정 연구)

  • Lee, Yong Gwan;Jung, Chung Gil;Ahn, So Ra;Kim, Seong Joon
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.49 no.3
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    • pp.227-239
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    • 2016
  • This study is to estimate Surface Energy Balance Algorithm for Land (SEBAL) daily spatial evapotranspiration (ET) comparing with eddy covariance flux tower ET in Seolmacheon mixed forest (SMK) and Cheongmicheon rice paddy (CFK). The SEBAL input data of Albedo, Land Surface Temperature (LST), Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) from Terra MODIS products and the meteorological data of wind speed, and solar radiation were prepared for 2 years (2012-2013). For the annual average flux tower ET of 302.8 mm in SMK and 482.0 mm in CFK, the SEBAL ETs were 183.3 mm and 371.5 mm respectively. The determination coefficients ($R^2$) of SEBAL ET versus flux tower ET for total periods were 0.54 in SMK and 0.79 in CFK respectively. The main reason of SEBAL ET underestimation for both sites was from the determination of hot pixel and cold pixel of the day and affected to the overestimation of sensible heat flux.

Comparison Study of Hydrometeorological Components Estimated by Land Surface Models Near the Andong Dam (지면모델 특성에 따른 안동댐 유역 수문기상요소 분석)

  • Bae, Hyedeuk;Ji, Heesook;Ryu, Young;lim, Yoon-Jin;Kim, Baek-Jo;Kim, Gwang-Seob
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.7-7
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    • 2015
  • 가뭄 및 홍수 등 재해를 방지하고 효율적인 물 관리를 위해서는 지표와 대기 사이에 이루어지는 수문기상 요소의 정량화가 필요하다. 수문기상요소는 관측을 통해 파악하는 것이 가장 정확하지만 광범위한 지역에 대한 관측은 한계가 있으므로 일반적으로 지면모델(Land Surface Model)을 많이 이용한다. 본 연구에서 Noah LSM(Noah Land Surface Model)과 TOPLATS(TOPmodel based Land-Atmosphere Transfer Scheme) 및 DHSVM(Distributed Hydrology Soil Vegetation Model)의 세 모델을 활용하여 안동댐 유역의 수문기상정보를 산출하고 관측자료와 검증함으로 각 모델의 특성을 분석하자 한다. 본 연구에서 사용된 관측자료는 국립기상과학원에서 운영중인 안동댐 유역 플럭스타워의(A6, A7) 지표근처 기상장과 에너지 요소이다. '13년 10월부터 '14년 11월까지 기간에 대해 각 지점에서 관측된 현열 및 잠열 플럭스의 품질관리를 수행하였으며, 이 자료를 본 연구의 검증자료로 활용하였다. 각 모델을 강제하기 위한 지표근처 기상자료는 두 지점에서 관측된 기온, 풍향 풍속, 상대습도, 강수, 지중온도 및 장 단파 복사량이며, 각 모델에서 산출된 잠열 및 현열 플럭스, 토양수분과 증발산량을 관측값과 비교 검증하였다. 본 연구결과는 한국수자원학회 학술발표회를 통하여 소개될 예정이며, 향후 멀티모델 앙상블 시스템 구축에 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

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