• Title/Summary/Keyword: 기상 계측

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Assessing nutrient losses from paddy fields treated liquid manure (액비시용에 따른 논에서의 영양물질 부하량 평가)

  • Jang, Taeil;Son, Jae Jwon;Son, Jae Jwon
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.515-515
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    • 2016
  • 농경지에서의 액비 수요는 최근 증가하고 있으나 적정 액비시비량에 대한 기준과 사후 관리에 대한 명확한 기준이 없어 환경문제에 대한 고찰이 필요하다. 본 연구에서는 시험포장을 선정하고 논에서의 질소 및 인의 동태를 모니터링하고, 관개수, 침투수, 및 배출수 중 영양물질의 부하량을 평가하였다. 시험구는 대조구(화학비료 표준시비구, A)와 양돈분뇨액비 표준시비처리구(B)로 구성하였으며, 기상관측 측정을 위하여 자동기상관측기, 유입량, 유출량 측정을 위한 계측장비를 각 처리구별로 설치하였다. 담수의 경우 B 처리구에서 시비 시기별로 영양물질의 수질 농도가 첨둣값을 보여주었으며 평균적으로 높게 나타났다. 대표 이벤트 중 6월 25-26일 강우에 따른 유출수의 분석결과는 액비의 영향으로 T-N 및 T-P의 경우 초기 강우시 상대적으로 높게 나타났다. 7월 21-22일 강우 분석 결과는 T-N, T-P(50배)가 상대적으로 높은 분포를 보여주었다. 침투량은 많으나 수질변화는 처리구별로 유의한 차이는 나타나지 않았다. 부하량은 각 이벤트별 10분 간격의 유량 측정과 30분 및 1시간 간격(첨두 이후 탄력적 적용)으로 수질 모니터링을 실시하였다. B 처리구에서 부하량이 전체적으로 높게 나타났으며, T-N의 경우 2.2배, 그리고 T-P의 경우 6.6배 높게 나타났다. 2015년까지의 데이터는 평년대비 강수량의 부족으로 추가적인 데이터 축적을 통한 분석이 필요하며 이를 바탕으로 원단위 부하량을 평가할 계획이다. 또한 본 연구는 액비시용에 따른 농경지에서의 영양물질 유출에 따른 관리방안 개발을 위한 연구로 지속적인 모니터링을 통하여, 향후 새만금 유역내 축산밀집지역에서 나타날 수 있는 축산분뇨 관리정책 개발의 기초자료로 활용될 것으로 기대한다.

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Calibration of Pyranometer with Solar Radiation Intercomparison Observation at Research Institute for Radiation-Satellite, Gangneung-Wonju National University (강릉원주대학교 복사-위성연구소에서 실외 비교관측을 통한 전천일사계 교정)

  • Jee, Joon-Bum;Zo, Il-Sung;Kim, Bu-Yo;Lee, Kyu-Tae;Yoo, Myeong-Seon;Lee, Yong-Joo;Jang, Jeong-Pil
    • Journal of the Korean earth science society
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    • v.40 no.2
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    • pp.135-148
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    • 2019
  • Although the technology for the observation of solar radiation is rapidly developing worldwide, in Korea the guidelines for comparing observations of solar radiation are only now under preparation. In this study, a procedure for intercomparison observations of solar radiation was established which accounts for meteorological and geographical conditions. The intercomparisons among observations by national reference pyranometers were carried out at the Asia Regional Radiation Center, Japan, in 2017. Recently, the result of the calibration of the reference pyranometer of the Korean Meteorological Administration (KMA) has been reported. Using the KMA pyranometer as a reference, comparisons between observations and calibrations were carried out for the standard (B to J) pyranometers of the KMA, and for the reference (A) and the standard pyranometers of the Gangneung-Wonju National University. The intercomparisons were carried out between October 24 and October 25, 2018. The sensitivity constants were adjusted according to the results of the data analysis performed on October 24. On October 25, a post-comparison observation was also performed, and the data of the participating pyranometers were verified. The sensitivity constants were calculated using only data corresponding to a solar radiation of $450.0W\;m^{-2}$ or higher. The B and I pyranometers exhibited a small error (${\pm}0.50W\;m^{-2}$), and the applied sensitivity constants were in the range $0.08-0.16{\mu}V(W\;m^{-2})^{-1}$. For the C pyranometer, the adjustment of the sensitivity constant was the largest, i.e., $-0.16{\mu}V(W\;m^{-2})^{-1}$. As a result, the nine candidate pyranometers could be calibrated with an average error of $0.06W\;m^{-2}$ (0.08%) with respect to the KMA reference, which falls within the allowed tolerance of ${\pm}1.00%$ (or ${\pm}4.50W\;m^{-2}$).

Computing Procedure of Daily Average Air Temperature using Field Data and Frost Index Calibration for Anti-Frost Heave Layer Design (현장계측 데이터를 이용한 일평균 대기온도 산정방법과 동상방지층 설계를 위한 동결지수 보정)

  • Cho, Myung-Hwan;Kim, Nakseok;Shim, Jaepill
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.31 no.3D
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    • pp.433-439
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    • 2011
  • The frost depth(frost penetration) is used to install anti-frost heave layers in pavement designs. The freezing index is calculated by an annual accumulated value of multiplying the period of time with temperatures below zero, and the corresponding temperature. Therefore, the DAAT(daily average air temperature) calculation method may play an effect on the FI(freezing index). The Weather Observatory used to supply 4 average air temperatures per day, but currently supplies 8 per day. With this study, we divided the southern part(below FI=$350^{\circ}C{\cdot}day$) of the Korean peninsula into 6 areas according to site conditions(low embankment, embankment-cutting slope, and the cutting slope) and established a field measurement system for 15 positions to check the effects on the result of FI according to differing DAAT calculation methods. The air temperatures obtained by the field measurement system was used to calculate and compare the FI. As a result, the freezing index calculated based on the $DAAT_4(T_4)$ is normally greater by 3% than the one on $DAAT_8(T_8)$. In addition, the calibration equation for the freezing index using air temperatures was proposed through the research.

Parameter Regionalization of a Tank Model for Simulating Runoffs from Ungauged Watersheds (미계측 유역 유출 모의를 위한 Tank 모형의 매개변수 지역화)

  • Kang, Min Goo;Lee, Joo Heon;Park, Ki Wook
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.46 no.5
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    • pp.519-530
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    • 2013
  • To provide a reliable tool for runoff simulations of ungauged watersheds upstream of reservoirs, a daily runoff simulation model, Tank model, is restructured, the parameter regionalization of the model is conducted, and the model's applicability is evaluated. Taking into account the characteristics of runoffs from the watersheds, a three-tank model is employed. The percolation process of the model's third tank is eliminated, considering the water budgets of the watersheds, and its evapotranspiration component is improved, reflecting the conditions of meteorological observation in South Korea. The sensitivity analysis of the model shows that the model's behaviors, varying with a sensitive parameter, ${\alpha}$, are reasonable. The regional parameter estimation equations are determined, using the characteristics and land uses of the watersheds as variables. The model is applied for the runoff simulations of three watersheds and the water stage simulation of one reservoir, and the simulation results are then compared with the observed values, which prove to be in close agreement with the observations. In addition, the results from simulating inflows of twenty-four reservoirs using the model show that the averages of evapotranspiration rate and runoff rate are 42.8% and 56.6%, respectively, which are resonable. Consequently, it is concluded that the model is practically applicable to simulating runoffs from watersheds upstream of reservoirs, and simulated inflow data are useful for watershed management and reservoir planning, design, and operation.

Neural Networks-Genetic Algorithm Model for Modeling of Nonlinear Evaporation and Evapotranspiration Time Series 1. Theory and Application of the Model (비선형 증발량 및 증발산량 시계열의 모형화를 위한 신경망-유전자 알고리즘 모형 1. 모형의 이론과 적용)

  • Kim, Sung-Won;Kim, Hung-Soo
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.40 no.1 s.174
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    • pp.73-88
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    • 2007
  • The goal of this research is to develop and apply the generalized regression neural networks model(GRNNM) embedding genetic algorithm(GA) for the estimation and calculation of the pan evaporation(PE), which is missed or ungaged and of the alfalfa reference evapotranspiration ($ET_r$), which is not measured in South Korea. Since the observed data of the alfalfa 37. using Iysimeter have not been measured for a long time in South Korea, the Penman-Monteith(PM) method is used to estimate the observed alfalfa $ET_r$. In this research, we develop the COMBINE-GRNNM-GA(Type-1) model for the calculation of the optimal PE and the alfalfa $ET_r$. The suggested COMBINE-GRNNM-GA(Type-1) model is evaluated through training, testing, and reproduction processes. The COMBINE-GRNNM-GA(Type-1) model can evaluate the suggested climatic variables and also construct the reliable data for the PE and the alfalfa $ET_r$. We think that the constructive data could be used as the reference data for irrigation and drainage networks system in South Korea.

Estimation of Flood Discharge using Satellite-derived Rainfall in Abroad Watershed - A Case Study of Pasig-Marakina, Phillippines - (위성강우를 이용한 해외 유역 홍수량 추정 - 필리핀 파시그-마라키나강 유역을 대상으로 -)

  • Kim, Joo Hun;Choi, Yun Seok;Kim, Kyeong Tak
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2018.05a
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    • pp.398-398
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    • 2018
  • OECD 발표에 의하면 물산업 관련 인프라 투자 전망은 전세계 GDP 대비 2010~2020년 약 1.01%에서 2020~2030년 약 1.03%로 확대될 전망으로 다른 통신, 전력, 철도 인프라 투자수요보다 많을 것으로 전망하고 있다(파이넨셜 뉴스, 2013.3.21.). 우리나라는 2005년 베트남 홍강종합개발사업을 시작으로 2015년 기준으로 세계 35개국에 진출하고 있다. 그러나 대부분의 물 산업 진출 대상 국가는 미계측 유역이 많고 지상에서 계측된 수문 자료가 부족한 실정이다. Namgung and Lee(2014)에 의하면 네팔의 수력발전소 건설에 관측된 강우량 자료가 없어 발전소 하류 10km 지점의 유하량 자료를 이용하여 자료의 정확도 검증을 대신하여 적용한 바 있다. 이와 같이 계측자료가 없거나 부족한 지역에 대하여 기상 위성을 이용하여 추정된 강수량 자료가 해당 지역의 강수 특성을 파악하는데 중요한 자료로 이용될 수 있다. 글로벌 위성 기반의 강수량 관측에 대한 역사는 1979년에 IR방법에 의해 위성으로부터 강우자료를 유도하는 개념이 도입된 이후 1987년 다중 채널의 마이크로파(MW) 복사계를 이용한 방법, 이후 두 IR과 MW를 혼합한 방법에서, 1997년 TRMM위성의 PR(Precpipitation Radar)의 레이더를 이용하는 방법, 그리고 2014년 GPM 핵심 위성(GPM Core Observatory)에 탑재된 Dual PR에 의한 방법으로 위성강수의 정확도를 매우 높여가고 있다. 본 연구는 KOICA 사업으로 진행중인 필리핀 메트로 마닐라 홍수조기경보 및 모니터링 체계 구축사업 중 파시그-마라키나강(Pasig-Marakina) 유역의 2012년 8월의 홍수사상에 대한 위성강우 및 글로벌 지형자료를 이용하여 홍수 유출량을 추정하는 것으로 목적으로 하고 있다. 유역내 6개 관측소의 일일 강우량 자료와 GPM IMERG 일강우량 자료 상관분석 결과 약 0.623, Bias는 -0.147, RMSE는 15.7정도로 분석되었다. 홍수량 분석은 2012년 8월 홍수가 발생한 시기인 2012년 8월 1일 00(UTC)부터 2012년 8월 16일 00(UTC)까지의 1시간 간격의 위성강우자료와 글로벌 지형자료를 이용하였고, 한국건설기술연구원의 MapWindow 기반 GRM 모형(mwGRM)을 이용하였다. 분석 결과 첨부홍수가 발생한 시기는 8월 7일 18:00(UTC)였고, 첨두 홍수량은 $4,073.9m^3/sec$로 분석되었다. 향후 수위-유량 관계식에 의해 정확도평가를 수행할 계획이다.

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Comparison of Weather and Wave Data from Ocean Observation Buoys on the Southwestern Coast of Korea during Typhoon Muifa (태풍 무이파 내습시 서남해안 해양관측부이 기상파랑자료 비교 연구)

  • Yoon, Han-Sam;Kwon, Jun-Hyeok
    • Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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    • v.15 no.3
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    • pp.170-176
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    • 2012
  • This paper analyzes the sea state and characteristics during the August 2011 passage of Typhoon Muifa based on data measured at four ocean weather/wave observation stations (buoys) located on the southwestern coast of Korea. When the typhoon arrived in the area approximately 230 km west of Mokpo at 9 PM on August 7, the decrease in air pressure led to increases in sea level of 25.64 cm at the Chilbal-do buoy, 16.43 cm at the Geomun-do buoy, and 9.60 cm at the Geoje-do buoy. The maximum wave height increased at the Geomun-do buoy about seven times faster than at the Chilbal-do buoy. The low water temperature at Chilbaldo during the typhoon passage probably reduced the wave energy. In the face of the oncoming typhoon, the southwest direction of the wind and waves may have been the result of external forces transporting seawater (energy) from the open sea toward the coast. The weather and ocean data from the Mara-do buoy were negatively correlated with those of Chilbal-do, whereas the data from Geomun-do had a positive correlation with those of Geoje-do.

The Integrational Operation Method for the Modeling of the Pan Evaporation and the Alfalfa Reference Evapotranspiration (증발접시 증발량과 알팔파 기준증발산량의 모형화를 위한 통합운영방법)

  • Kim, Sungwon;Kim, Hung Soo
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.28 no.2B
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    • pp.199-213
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    • 2008
  • The goal of this research is to develop and apply the integrational operation method (IOM) for the modeling of the monthly pan evaporation (PE) and the alfalfa reference evapotranspiration ($ET_r$). Since the observed data of the alfalfa $ET_r$ using lysimeter have not been measured for a long time in Republic of Korea, Penman-Monteith (PM) method is used to estimate the observed alfalfa $ET_r$. The IOM consists of the application of the stochastic and neural networks models, respectively. The stochastic model is applied to generate the training dataset for the monthly PE and the alfalfa $ET_r$, and the neural networks models are applied to calculate the observed test dataset reasonably. Among the considered six training patterns, 1,000/PARMA(1,1)/GRNNM-GA training pattern can evaluate the suggested climatic variables very well and also construct the reliable data for the monthly PE and the alfalfa $ET_r$. Uncertainty analysis is used to eliminate the climatic variables of input nodes from 1,000/PARMA(1,1)/GRNNM-GA training pattern. The sensitive and insensitive climatic variables are chosen from the uncertainty analysis of the input nodes. Finally, it can be to model the monthly PE and the alfalfa $ET_r$ simultaneously with the least cost and endeavor using the IOM.

Long-term runoff simulation using rainfall LSTM-MLP artificial neural network ensemble (LSTM - MLP 인공신경망 앙상블을 이용한 장기 강우유출모의)

  • An, Sungwook;Kang, Dongho;Sung, Janghyun;Kim, Byungsik
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.57 no.2
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    • pp.127-137
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    • 2024
  • Physical models, which are often used for water resource management, are difficult to build and operate with input data and may involve the subjective views of users. In recent years, research using data-driven models such as machine learning has been actively conducted to compensate for these problems in the field of water resources, and in this study, an artificial neural network was used to simulate long-term rainfall runoff in the Osipcheon watershed in Samcheok-si, Gangwon-do. For this purpose, three input data groups (meteorological observations, daily precipitation and potential evapotranspiration, and daily precipitation - potential evapotranspiration) were constructed from meteorological data, and the results of training the LSTM (Long Short-term Memory) artificial neural network model were compared and analyzed. As a result, the performance of LSTM-Model 1 using only meteorological observations was the highest, and six LSTM-MLP ensemble models with MLP artificial neural networks were built to simulate long-term runoff in the Fifty Thousand Watershed. The comparison between the LSTM and LSTM-MLP models showed that both models had generally similar results, but the MAE, MSE, and RMSE of LSTM-MLP were reduced compared to LSTM, especially in the low-flow part. As the results of LSTM-MLP show an improvement in the low-flow part, it is judged that in the future, in addition to the LSTM-MLP model, various ensemble models such as CNN can be used to build physical models and create sulfur curves in large basins that take a long time to run and unmeasured basins that lack input data.

Manufacturing Method and Performance Evaluation of an Off-Axis Aluminum Mirror (비축 알루미늄 반사경의 DTM 가공 방법 및 성능 평가)

  • Jeong, Byeongjoon;Kim, Sanghyuk;Pak, Soojong;Kim, Geon Hee;Hyun, Sangwon;Jeon, Min Woo;Shin, Sang-Kyo;Bog, Min-Gab;Chang, Seunghyuk
    • The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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    • v.40 no.1
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    • pp.82.3-83
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    • 2015
  • 비축 반사경의 DTM (Diamond Turning Machine) 가공을 하기 전에는 시간 및 비용의 절감을 위해 CNC(Computerized Numerically Controlled Machine Tools)를 이용하여 비축면의 곡률반경과 가장 유사한 형태의 구면으로 1차 가공 후 3축 이상을 제어할 수 있는 MC (Machining Center)를 이용하여 근사한 비축면을 먼저 가공한다. 이후 DTM으로 광학계에서 요구하는 형상 정밀도 및 표면 조도를 만족하는 비축면을 완성한다. 하지만 비축면을 가공하는 경우, 일반적인 축 대칭 광학계와 달리 가공장비에 장착된 기상계측기를 사용할 수 없기 때문에 외부 장비를 이용하여 반사경 표면을 측정해야한다. 이때 측정과 가공 단계 사이에서 정렬오차가 발생하여 반사경의 형상 정밀도 향상을 위한 보상가공에 어려움이 있다. 본 연구에서는 비축면 반사경의 가공과 측정 과정 사이에 발생하는 정렬오차를 최소화 할 수 있는 DTM 가공용 지그를 설계 및 제작하였다. 또, DTM으로 가공한 반사경의 측정값과 설계값을 비교하여 알루미늄 반사경의 광학 성능을 평가하였다. 이러한 성능 평가 결과는 비축면 반사경의 형상 보상가공을 위한 모델링 방법을 고안하는데에 있어 핵심 자료가 될 것이다.

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