• Title/Summary/Keyword: 기상통계분석

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Application of Meteorological Drought Index in East Asia using Satellite-Based Rainfall Products (위성영상 기반 강수량을 활용한 동아시아 지역의 기상학적 가뭄지수 적용)

  • Mun, Young-Sik;Nam, Won-Ho;Kim, Taegon;Svoboda, Mark D.;Hayes, Michael J.
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2019.05a
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    • pp.123-123
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    • 2019
  • 최근 기후변화로 인해 중국, 한국, 일본, 몽골 등을 포함한 동아시아 지역은 태풍, 가뭄, 홍수와 같은 자연재해의 발생 빈도가 증가하고 있는 추세이다. 중국의 경우 2017년 극심한 가뭄으로 1,850만 (ha)의 농작물 피해가 발생하였으며, 몽골 또한 2017년 4월 이후 극심한 가뭄으로 사막화가 급속도로 진행되고 있다. 위성 기반의 강우 자료는 공간과 시간 해상도가 높아짐에 따라 지상관측소 강수량 자료의 대체 수단으로 이용되고 있다. 본 연구에서는 Climate Hazards Groups InfraRed Precipitation with Station (CHIRPS), Precipitation Estimation From Remotely Sensed Information Using Artificial Neural Networks-Climate Data Record (PERSIANN-CDR), Global Precipitation Climatology Centre (GPCC) 강우 위성 자료를 활용하여 기상학적 가뭄지수인 표준강수지수 (Standardized Precipitation Index, SPI)를 산정하였다. 시간 해상도는 월별 영상을 기준으로 2008년부터 2017년까지 지난 10년간의 데이터를 이용하였으며, 각각 격자가 다른 위성영상을 기존 기상관측소와 비교하였다. 피어슨 상관계수 (Pearson Correlation Coefficient, R)를 활용하여 강우 위성 영상과 지상관측소의 상관관계를 분석하고, 평균절대오차 (Mean Absolute Error, MAE), 평균제곱근오차 (Root Mean Square Error, RMSE)를 통해 통계적으로 정확도를 분석하였다. 인공위성 강수량 자료는 미계측 지역이 많은 곳이나 측정이 불가능한 지역에 효율성 측면에서 중요한 이점을 제공할 것으로 판단된다.

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Analysis of public library book loan demand according to weather conditions using machine learning (머신러닝을 활용한 기상조건에 따른 공공도서관 도서대출 수요분석)

  • Oh, Min-Ki;Kim, Keun-Wook;Shin, Se-Young;Lee, Jin-Myeong;Jang, Won-Jun
    • Journal of Digital Convergence
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    • v.20 no.3
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    • pp.41-52
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    • 2022
  • Although domestic public libraries achieved quantitative growth based on the 1st and 2nd comprehensive library development plans, there were some qualitative shortcomings, and various studies have been conducted to improve them. Most of the preceding studies have limitations in that they are limited to social and economic factors and statistical analysis. Therefore, in this study, by applying the spatiotemporal concept to quantitatively calculate the decrease in public library loan demand due to rainfall and heatwave, by clustering areas with high demand for book loan due to weather changes and areas where it is not, factors inside and outside public libraries and After the combination, changes in public library loan demand according to weather changes were analyzed. As a result of the analysis, there was a difference in the decrease due to the weather for each public library, and it was found that there were some differences depending on the characteristics and spatial location of the public library. Also, when the temperature was over 35℃, the decrease in book loan demand increased significantly. As internal factors, the number of seats, the number of books, and area were derived. As external factors, the public library access ramp, cafe, reading room, floating population in their teens, and floating population of women in their 30s/40s were analyzed as important variables. The results of this analysis are judged to contribute to the establishment of policies to promote the use of public libraries in consideration of the weather in a specific season, and also suggested limitations of the study.

Detrending Crop Yield Data for Improving MODIS NDVI and Meteorological Data Based Rice Yield Estimation Model (벼 수량 자료의 추세분석을 통한 MODIS NDVI 및 기상자료 기반의 벼 수량 추정 모형 개선)

  • Na, Sang-il;Hong, Suk-young;Ahn, Ho-yong;Park, Chan-won;So, Kyu-ho;Lee, Kyung-do
    • Korean Journal of Remote Sensing
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    • v.37 no.2
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    • pp.199-209
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    • 2021
  • By removing the increasing trend that long-term time series average of rice yield due to technological advancement of rice variety and cultivation management, we tried to improve the rice yield estimation model which developed earlier using MODIS NDVI and meteorological data. A multiple linear regression analysis was carried out by using the NDVI derived from MYD13Q1 and weather data from 2002 to 2019. The model was improved by analyzing the increasing trend of rime-series rice yield and removing it. After detrending, the accuracy of the model was evaluated through the correlation analysis between the estimated rice yield and the yield statistics using the improved model. It was found that the rice yield predicted by the improved model from which the trend was removed showed good agreement with the annual change of yield statistics. Compared with the model before the trend removal, the correlation coefficient and the coefficient of determination were also higher. It was indicated that the trend removal method effectively corrects the rice yield estimation model.

Hydrological variability in the Han River basin during different phases of El Ni$\tilde{n}$o (서로 다른 엘니뇨 형태에 따른 한강유역의 수문학적 변동성 분석)

  • Kim, Jong-Suk;Yoon, Sun-Kwon;Lee, Joo-Heon;Moon, Young-Il
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.197-197
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    • 2012
  • 본 연구에서는 대기 순환패턴 및 수문 환경변화에 영향을 미치는 주요인자인 El Ni$\tilde{n}$o-Southern Oscillation (ENSO)의 서로 다른 형태인 Warm-pool (WP) El Ni$\tilde{n}$o, Cold-tongue (CT) El Ni$\tilde{n}$o에 따른 한강유역의 봄철 (March~May)과 여름철 (June~August) 강수 및 유출의 특성을 분석하였다. 봄철 강수량의 경우, WP El Ni$\tilde{n}$o 시기에 증가추세를 보이며, 강수의 변동특성 또한 크게 나타났다. 여름철 강수량의 경우, CT El Ni$\tilde{n}$o 시기에는 평년보다 대체로 건조한 경향을 보이나, WP El Ni$\tilde{n}$o 시기에는 유역 전체에서 습한 경향을 보였으며 강수의 변동성은 매우 작은 것으로 분석되었다. 봄철 유출량의 경우, CT El Ni$\tilde{n}$o 시기와 WP El Ni$\tilde{n}$o 시기에 모두 평년치보다 크게 나타났으며, WP El Ni$\tilde{n}$o 시기에 한강 남부 대부분 유역에서 유출량이 통계적으로 유의한 증가 경향을 보였다. 여름철 유출량의 경우, CT El Ni$\tilde{n}$o 시기에는 대부분 유역에서 평년치보다 감소하나 수문 변량의 변동성은 큰 것으로 분석되었다. WP El Ni$\tilde{n}$o 시기에는 거의 모든 유역에서 유출이 증가하는 것으로 나타났으며, 특히 13개 중권역에서는 유출의 변동성이 작고 통계적으로 유의한 증가패턴이 분석되었다. 따라서 본 연구는 서로 다른 두가지 형태의 El Ni$\tilde{n}$o패턴에 대하여 한강유역의 봄철과 여름철 수자원 변동성에 민감하게 영향을 미치고 있음을 확인하였으며 수자원의 효율적인 예측 및 관리와 안정적인 용수공급을 위한 수문기상인자와 수문자료간의 관계 규명에 유용하게 활용될 것으로 기대한다.

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A trend analysis of seasonal average temperatures over 40 years in South Korea using Mann-Kendall test and sen's slope (Mann-Kendall 비모수 검정과 Sen's slope를 이용한 최근 40년 남한지역 계절별 평균기온의 경향성 분석)

  • Jin, Dae-Hyun;Jang, Sung-Hwan;Kim, Hee-Kyung;Lee, Yung-Seop
    • The Korean Journal of Applied Statistics
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    • v.34 no.3
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    • pp.439-447
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    • 2021
  • Due to the frequent emergence of global abnormal climates, related studies on meteorological change is being actively proceed. However, the research on trend analysis using weather data accumulated over a long period of time was insufficient. In this study, the trend of temperature time series data accumulated from automated surface observing system (ASOS) for 40 years was analyzed by using a non-parametric analysis method. As a result of the Mann-Kendall test on the annual average temperature and seasonal average temperature time series data in South Korea, it has shown that an upward trend exists. In addition, the result of calculating the Sen's slope, which can determine the degree of tendency before and after the searched change point by applying the Pettitt test, recent data after the fluctuation point confirmed that the tendency of temperature rise was even greater.

Development of Integrated Drought Information Dashboard for Efficient Drought Management (효율적인 가뭄관리를 위한 통합 가뭄의사결정 종합상황판 개발)

  • Lee, Ho Sun;Lee, Yong Shin;Han, Eun Seok;Yeo, Yoo Jin
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2021.06a
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    • pp.81-81
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    • 2021
  • 가뭄관련 의사결정 시 필요한 정보는 기상 현황 및 전망, 수원현황, 생공·농업 수요현황, 공급계통 등으로서 지자체담당자가 일일이 취득하기에는 번거롭고 어려운 업무라고 할 수 있다. K-water 국가가뭄정보분석센터에서는 이러한 지자체의 업무지원을 위하여 통합 가뭄의사결정 종합상황판을 개발하고 2021년 3월부터 정식오픈하였다. 2019년부터 서비스했던 이전 상황판에서 제공하지 못했던 정보들을 보다 상세하게 제공함으로써 지자체 담당자가 지역에서 발생되는 가뭄을 보다 효율적으로 파악하고 적절한 대응을 하는데 도움이 될 수 있도록 구성하였다. 통합 가뭄의사결정 종합상황판은 국가가뭄정보포털(https://www.drought.go.kr)에 접속하고 GPKI 인증서로 로그인을 하면 접근할 수 있다. 접속한 인증서의 지역을 기준으로 초기 정보가 제공되고 사용자가 선택한 지역을 기준으로 제공되는 정보가 동시에 변경되도록 되어 있어 원하는 지역의 가뭄 관련 정보를 획득하는데 매우 편리하다. 상황판은 다양한 분야의 정보를 요약해서 제공하는 메인화면과 각 분야의 상세 정보를 차트와 통계 형태로 제공하는 3개의 상세화면으로 구성되어 있다. 메인화면에서는 기상현황, 생활 및 공업 현황, 가뭄현황 및 전망, 가뭄대응과 관련된 통계정보와 현황정보를 제공하여 사용자는 해당지역의 가뭄현황을 통합적으로 판단할 수 있다. 특히, 중앙화면에 수원현황, 용수공급체계, 시설현황, 가뭄119정보를 GIS 인터페이스로 제공하여 사용자가 편리하게 속성정보를 획득할 수 있도록 되어 있다. 또한, 4개의 화면에서 제공하는 모든 정보는 Excel 파일로 다운로드하여 활용할 수 있도록 구성하여 담당자가 보고서 등 작성 시 매우 유용하게 활용할 수 있도록 개발하였다. 지자체담당자는 개선된 상황판을 활용함으로써 가뭄관련 업무 시 보다 손쉽게 관련 정보를 획득하고 대응할 수 있을 것으로 예상되며, 이는 가뭄을 실제 담당하는 지자체의 가뭄 대응능력 향상으로 귀결되어 국가적인 가뭄정책 추진 시 많은 도움이 될 것으로 기대된다.

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A Study of Characteristic for Urban Small River Using the GIS and Multivariate Statistical Analysis (GIS와 다변량통계분석을 활용한 도시소하천 특성 연구)

  • Ahn, Jae Hwang;Choi, Young Je;Yi, Jae Eung
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.34-34
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    • 2016
  • 강우는 우리의 일상생활뿐만 아니라 각종 산업 활동 및 레저스포츠 등 많은 분야에 영향을 주는 중요한 기상 현상이다. 최근 들어 우리나라는 기후변화로 인해 과거 장마기간에 발생하였던 강우집중 현상이 장마기간 전후되어 발생하는 게릴라성 집중호우나 급작스런 이상강우의 형태를 보이고 있으며 그로 인해 홍수 예 경보체계 구축에 대한 중요성이 높아지고 있다. 하지만 우리나라의 경우 홍수 예 경보 체계 및 수공구조물 건설 등이 국가하천 위주로 운영되어 소하천에 대한 연구와 대책이 부족한 실정이다. 최근 이상호우에 의한 홍수피해 사례를 보면 지방하천 혹은 소하천으로부터 발생한 재산 및 인명피해가 크다는 것을 알 수 있으며 이를 관리하기 위한 시스템 구축이 절실한 상황이다. 특히 도시하천의 홍수방재를 위해서는 안정적이고 체계적인 도시하천관리가 필요한데 이를 위해서는 도시하천의 특성을 정확히 파악하는 것이 매우 중요하다. 국내에서 하천의 특성에 관한 연구동향을 살펴보면 대부분의 연구가 하천수질 관점에서 하천특성을 규명하는 목적으로 수행 되었고 홍수 방재를 위한 수문학적인 관점에서의 하천 특성을 도출하는 연구는 미비한 실정이다. 수문학적 관점에서의 하천특성은 유역면적, 도달시간, 형상계수 등 유역특성인자를 말하며 국내 하천에 적용 할 수 있는 대표 유역특성인자를 도출을 위해서는 통계학적인 방법이 필수적이다. 그 중에서도 요인분석, 주성분분석, 군집분석 등 다변량 통계기법을 이용한 분석 필요하다. 본 연구에서는 GIS분석과 지자체에서 제공하는 소하천정비기본계획을 통해 도시하천의 유역특성인자를 선정하고, 수문분야에서의 적용성이 높은 다변량 통계분석기법을 이용하여 우리나라를 대표할 수 있는 도시하천의 특성 및 권역별 도시하천의 특성을 도출하였다. 또한 대조군에 적용하여 도출된 특성의 적정성을 평가하였고 이를 통해 도시하천 관리에 이용될 수 있는 도시하천의 특성을 제시하고자 한다.

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Development Plan of Accident Scenario Modeling Based on Seasonal Weather Conditions - Focus on Chlorine Leakage Accident - (계절별 기상조건에 따른 사고시나리오 모델링 발전방안 - 염소 누출사고를 중심으로 -)

  • Kim, Hyun-Sub;Jeon, Byeong-Han
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.18 no.10
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    • pp.733-738
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    • 2017
  • In this study, we selected chlorine, a typical toxic material used in many workplaces, as the leakage material, and through the analysis of alternative scenarios based on the meteorological conditions in the summer frequently encountered in accidents, we suggest ways to improve the (method of analysis/accident scenario modeling). The analysis of 296 chemical accidents from January 2014 to December 2016 found that the highest rate of occurrence was in summer, accounting for 35.81% of the total. According to the risk assessment, the influence range and number of inhabitants in the influence area were 712.4 m and 20,090 under the annual mean weather conditions and 796.2 m and 27,143 people under the summer mean weather conditions, respectively. This result implies that, under certain conditions, the range of impacts in the current alternative scenario is incomplete. Therefore, risk assessment systems need to be improved in order to take into consideration the characteristics of each chemical substance.

Characteristics of the Monthly Mean Sea Surface Winds and Wind Waves near the Korean Marginal Seas in the 2002 Year Computed Using MM5/KMA and WAVEWATHC-III model (중규모 기상모델(MM5/KMA)과 3세대 파랑모델(WAVEWATCH-III)로 계산된 한반도 주변해역의 2002년 월평균 해상풍과 파랑 분포 특성)

  • 서장원;장유순
    • The Sea:JOURNAL OF THE KOREAN SOCIETY OF OCEANOGRAPHY
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    • v.8 no.3
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    • pp.262-273
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    • 2003
  • We have analyzed the characteristics of the monthly mean sea surface winds and wind waves near the Korean marginal seas in the 2002 year on the basis of prediction results of the sea surface winds from MM5/KMA model, which is being used for the operation system at the Korea Meteorological Administration and the third generation wave model, WAVEWATCH-III. which takes the sea surface winds derived from MM5/KMA model as the initial data. Statistical comparisons have been applied with both the marine meteorological observation buoy and the TOPEX/POSEIDON satellite wave heights data to verify the model results. The correlation coefficients between the models and observation data reach up to about 60-80%, supporting that these models satisfactorily simulate the sea surface winds and wave heights even at the coastal regions except for Chilbal-Do located very close to the land. Based on these verification results, the distributions of monthly mean sea surface winds, significant wave heights, wave lengths and wave periods around the Korean marginal seas during 2002 year have been represented.

A Statistical model to Predict soil Temperature by Combining the Yearly Oscillation Fourier Expansion and Meteorological Factors (연주기(年週期) Fourier 함수(函數)와 기상요소(氣象要素)에 의(依)한 지온예측(地溫豫測) 통계(統計) 모형(模型))

  • Jung, Yeong-Sang;Lee, Byun-Woo;Kim, Byung-Chang;Lee, Yang-Soo;Um, Ki-Tae
    • Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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    • v.23 no.2
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    • pp.87-93
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    • 1990
  • A statistical model to predict soil temperature from the ambient meteorological factors including mean, maximum and minimum air temperatures, precipitation, wind speed and snow depth combined with Fourier time series expansion was developed with the data measured at the Suwon Meteorolical Service from 1979 to 1988. The stepwise elimination technique was used for statistical analysis. For the yearly oscillation model for soil temperature with 8 terms of Fourier expansion, the mean square error was decreased with soil depth showing 2.30 for the surface temperature, and 1.34-0.42 for 5 to 500-cm soil temperatures. The $r^2$ ranged from 0.913 to 0.988. The number of lag days of air temperature by remainder analysis was 0 day for the soil surface temperature, -1 day for 5 to 30-cm soil temperature, and -2 days for 50-cm soil temperature. The number of lag days for precipitaion, snow depth and wind speed was -1 day for the 0 to 10-cm soil temperatures, and -2 to -3 days for the 30 to 50-cm soil teperatures. For the statistical soil temperature prediction model combined with the yearly oscillation terms and meteorological factors as remainder terms considering the lag days obtained above, the mean square error was 1.64 for the soil surfac temperature, and ranged 1.34-0.42 for 5 to 500cm soil temperatures. The model test with 1978 data independent to model development resulted in good agreement with $r^2$ ranged 0.976 to 0.996. The magnitudes of coeffcicients implied that the soil depth where daily meteorological variables night affect soil temperature was 30 to 50 cm. In the models, solar radiation was not included as a independent variable ; however, in a seperated analysis on relationship between the difference(${\Delta}Tmxs$) of the maximum soil temperature and the maximum air temperature and solar radiation(Rs ; $J\;m^{-2}$) under a corn canopy showed linear relationship as $${\Delta}Tmxs=0.902+1.924{\times}10^{-3}$$ Rs for leaf area index lower than 2 $${\Delta}Tmxs=0.274+8.881{\times}10^{-4}$$ Rs for leaf area index higher than 2.

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