• Title/Summary/Keyword: 기후변화 민감도

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Assessment of integrated water resource vulnerability in hydrologic unit watershed of the Han River (한강 유역의 단위유역별 수자원 통합 취약성 평가 연구)

  • Park, Hye Sun;Kim, Jeong Bin;Seo, Ho Cheol;Kim, Yeonjoo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.600-600
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    • 2016
  • 기후변화로 인한 가뭄 및 홍수 등의 이상 현상은 유역의 수자원에 미치는 영향이 크기 때문에 이에 대한 예측 및 적응방안을 마련하는 부분이 대두되고 있다. 따라서 본 연구에서는 유역의 수자원 관리를 위하여 단위유역에서의 수자원 취약성을 평가하고자 하였다. 평가 지표는 기후 및 사회 경제 환경적 측면을 고려하여 선정하였으며, 취약성 정의에 따라 수량 및 수질/수생태에 대하여 각각 노출, 민감도, 적응능력으로 구성하였다. 이후 다기준 의사결정기법(Multi-criteria Decision Making, MCDM) 중 TOPSIS(Technique for Order Performance by Similarity to Ideal Solution)를 적용하여 각각의 통합 취약성을 도출하였다. 지표 자료는 2010년을 기준으로 국가 통계 자료를 통해 수집하였으며, 유출량과 증발산량 자료는 준분포형 장기유출모형인 SWAT(Soil and Water Assessment Tool) 모형의 모의 자료(2005~2014)를 활용하였다. 또한, 지표에 대한 가중치는 전문가 설문조사를 통해 산정한 주관적 가중치(Subjective weight)와 수집된 자료를 통하여 산정한 객관적 가중치(Objective weight)로 구분하여 적용하였다. 인구 및 산업의 밀집도가 높은 한강권역에 대하여 표준단위유역(평균 $145km^2$)의 취약성을 평가하였으며, 각각의 취약성 우선 순위를 확인하였다. 수량 취약성의 경우에는 경기 강원북부와 충정도 일부 지역이 높은 것으로 나타났으며, 수질/수생태는 수도권 등 비교적 하류에 위치한 지역의 취약성 순위가 좀 더 높았다. 가중치 적용 방법에 따른 공간분포의 차이는 수질/수생태 취약성이 더 크게 나타나는 것을 확인할 수 있었다.

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Assessment of Linear Binary Classifiers and ROC Analysis for Flood Hazard Area Detection in North Korea (북한 홍수위험지역 탐지를 위한 선형이진분류법과 ROC분석의 적용성 평가)

  • Lee, Kyoung Sang;Lee, Dae Eop;Try, Sophal;Lee, Gi Ha
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.370-370
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    • 2017
  • 최근 기후변화와 이상기후의 영향으로 인하여 홍수재해의 시 공간적 패턴은 보다 복잡해지고, 예측이 어려워지고 있다. 이러한 기상이변에 따른 홍수피해를 예방하기 위한 비구조적 대책으로 홍수위험등급 및 범람범위 등의 정보를 포함하고 있는 홍수위험지도의 작성이 필요하다. 실제로 고정밀도 홍수위험지도를 작성하기 위해서는 지형, 지질, 기상 등의 디지털 정보 및 사회 경제와 관련된 다양한 DB를 필요로 하며, 강우-유출-범람해석 모델링을 통해 범람면적 및 침수깊이 등의 정보를 획득하게 된다. 하지만 일부지역, 특히 개발도상국에서는 이러한 계측 홍수 데이터가 부족하거나 획득할 수가 없어 홍수위험지도 제작이 불가능하거나 그 정확도가 매우 낮은 실정이다. 따라서 본 연구에서는 ASTER 또는 SRTM과 같은 범용 DEM 등 지형자료만을 기반으로 한 선형이진분류법(Liner binary classifiers)과 ROC분석(Receiver Operation Characteristics)을 이용하여 미계측 유역 (DB부재 또는 부족으로 강우-유출-범람해석 모델링이 불가능한 북한지역)의 홍수위험지역을 탐지하고, 적용성을 평가하고자 한다. 5개의 단일 지형학적 지수와 6개의 복합 지형학적 지수를 이용하여 Area Under the Curve (AUC)를 계산하고, Sensitivity (민감도)와 Specificity (특이도)가 가장 높은 지수를 선별하여 홍수위험지도를 작성하고, 실제 홍수범람 영상(2007년 북한 함경남도지역 용흥강 홍수)과 비교 분석하였다. 본 연구에서 제시하는 선형이진분류법과 ROC분석 방법은 홍수범람해석을 위한 다양한 기초정보를 필요로 하지 않고, 지형정보만을 사용하기 때문에 관측 데이터가 없거나 부족한 지역에 대해서 우선적으로 홍수위험지역을 탐지하고, 선별하는데 유용할 것으로 판단된다.

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Assessing and Mapping Regional Vulnerability to Agricultural Drought (농업가뭄 취약성 평가 및 가뭄취약지도 작성)

  • Mun, Young-Sik;Nam, Won-Ho;Jeon, Min-Gi;Lee, Seung-Yong;Lee, Kwangya
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2020.06a
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    • pp.155-155
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    • 2020
  • 최근 전 세계적으로 기후변화 및 이상기후로 인해 홍수, 가뭄과 같은 수자원과 관련된 재해들의 빈도가 증가하고 있는 추세이다. 가뭄은 발생 시작 및 종료 시기가 명확하지 않고, 그 피해가 광범위한 특징으로 인해 농업분야에 직접적인 피해를 주고 있으며, 농산물 생산성 및 안정적인 농업용수 확보에 큰 영향을 미치고 있다. 과거 가뭄을 해석하기 위해서는 일반적으로 강수량, 가뭄지수 등 단일지표를 활용하여 가뭄을 평가하였으나, 최근 선제적인 가뭄대응을 위해 다양한 인자들을 종합하여 판단하는 취약성 평가 (Vulnerability Assessment) 개념을 도입하였다. 농업가뭄 취약성은 IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change)에서 기상 및 수문학적 가뭄에 의한 작물 생산 피해 및 가축의 피해를 동반할 수 있는 가능성으로 정의한다. 본 연구에서는 농업용 저수지 중심의 농업용수 기반 취약성 평가 항목을 선정하여 농업가뭄 취약지도를 작성하였다. 민감도, 노출도 및 적응능력 개념에 적합한 대응변수를 활용하여 저수지의 저수율, 용수 부족 및 가뭄 대응능력 뿐만 아니라 사회·환경적, 기상학적 영향을 고려한 평가 항목 선정하였다. 항목별 단위 및 특성을 통합하기 위해 스케일 재조정 (Re-Scaling), Z-Score 등 다양한 방법을 활용하여 표준화를 실시하였으며, AHP (Analytic Hierarchy Process), 엔트로피 분석 등을 통해 항목별 가중치를 산정하였다. 또한 농업가뭄에 긍정적인 영향과 부정적인 영향을 미치는 항목을 구분하여 대응변수를 적용하였다. 이를 바탕으로 농업가뭄 취약성을 평가하여 항목별 등급을 구분하였으며, 전국 167개 시군을 대상으로 농업가뭄 취약지도를 작성하였다. 본 연구의 결과는 시군별 맞춤형 농업가뭄 대응정책의 기초자료 활용 가능하며, 농업가뭄 취약지역/상습가뭄지역에 대한 정보 제공이 가능할 것으로 판단된다.

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Analysis of Water Balance in a Watershed according to Temperature Change (기온변화가 유역 물수지에 미치는 영향 분석)

  • Lee, Byong-Ju;Jung, Il-Won;Bae, Deg-Hyo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.1048-1052
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    • 2008
  • 본 연구의 목적은 기후변화로부터 예상되는 기온 변화로 인한 유출수문성분의 변동성을 평가하고자 하는 것이다. 이를 위해 52개 기상관측소 자료를 이용하여 연평균 기온의 변동성을 분석한 결과 평균 $0.03^{\circ}C$/year이 증가하는 것으로 나타났다. 수문성분 분석을 위해 SWAT 모형을 4개 댐 상류유역에 적용하여 모형의 적용성을 검정하였다. 기온 $1^{\circ}C$, $3^{\circ}C$, $5^{\circ}C$ 증가를 고려한 가상 시나리오를 구축하여 모형에 적용하였다. 기온 증가에 따라 수문성분 중 지하수 유출량이 가장 민감하게 변하는 것으로 나타났으며 토양내 측방흐름은 변화가 없는 것으로 나타났다. 기온 증가에 따라 지표유출량, 지하수유출량, 실제 증발산량은 30% 이내의 변동성을 보임을 확인하였다.

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Analysis of Sensitivity and Vulnerability of Endangered Wild Animals to Global Warming (지구 온난화에 따른 국내 멸종위기 야생동물의 민감도 및 취약성 분석)

  • Kim, Jin-Yong;Hong, Seongbum;Shin, Man-Seok
    • Journal of Climate Change Research
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    • v.9 no.3
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    • pp.235-243
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    • 2018
  • Loss of favorable habitats for species due to temperature increase is one of the main concerns of climate change on the ecosystem, and endangered species might be much more sensitive to such unfavorable changes. This study aimed to analyze the impact of future climate change on endangered wild animals in South Korea by investigating thermal sensitivity and vulnerability to temperature increase. We determined thermal sensitivity by testing normality in species distribution according to temperature. Then, we defined the vulnerability when the future temperature range of South Korea completely deviate from the current temperature range of species distribution. We identified 13 species with higher thermal sensitivity. Based on IPCC future scenarios RCP 4.5 and RCP 8.5, the number of species vulnerable to future warming doubled from 3 under RCP4.5 to 7 under the RCP8.5 scenario. The species anticipated to be at risk under RCP 8.5 are flying squirrel (Pteromys volans aluco), ural owl (Pteromys volans aluco), black woodpecker (Dryocopus martius), tawny owl (Strix aluco), watercock (Gallicrex cinerea), schrenck?s bittern (Ixobrychus eurhythmus), and fairy pitta (Pitta nympha). The other 10 species showing very narrow temperature ranges even without normal distributions and out of the future temperature range may also need to be treated as vulnerable species, considering the inevitable observation scarcity of such endangered species.

Optimization of PRISM Parameters and Digital Elevation Model Resolution for Estimating the Spatial Distribution of Precipitation in South Korea (남한 강수량 분포 추정을 위한 PRISM 매개변수 및 수치표고모형 최적화)

  • Park, Jong-Chul;Jung, Il-Won;Chang, Hee-Jun;Kim, Man-Kyu
    • Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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    • v.15 no.3
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    • pp.36-51
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    • 2012
  • The demand for a climatological dataset with a regular spaced grid is increasing in diverse fields such as ecological and hydrological modeling as well as regional climate impact studies. PRISM(Precipitation-Elevation Regressions on Independent Slopes Model) is a useful method to estimate high-altitude precipitation. However, it is not well discussed over the optimization of PRISM parameters and DEM(Digital Elevation Model) resolution in South Korea. This study developed the PRISM and then optimized parameters of the model and DEM resolution for producing a gridded annual average precipitation data of South Korea with 1km spatial resolution during the period 2000-2005. SCE-UA (Shuffled Complex Evolution-University of Arizona) method employed for the optimization. In addition, sensitivity analysis investigates the change in the model output with respect to the parameter and the DEM spatial resolution variations. The study result shows that maximum radius within which station search will be conducted is 67km. Minimum radius within which all stations are included is 31km. Minimum number of stations required for cell precipitation and elevation regression calculation is four. Optimizing DEM resolution is $1{\times}1km$. This study also shows that the PRISM output very sensitive to DEM spatial resolution variations. This study contributes to improving the accuracy of PRISM technique as it applies to South Korea.

Annual Energy Demand Analysis of a Lettuce Growing Plant Factory according to the Environmental Changes (상추 재배 식물공장의 환경변화에 따른 연중 에너지 요구량 분석)

  • Eun Jung Choi;Jaehyun Kim;Sang Min Lee
    • Journal of Bio-Environment Control
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    • v.32 no.4
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    • pp.278-284
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    • 2023
  • Recently, a closed-type plant factory has been receiving attention as a advanced agricultural method. It has diverse advantages such as climate-independence, high productivity and stable year-round production. However, high energy cost caused by environmental control system is considered as a challenges of a closed-type plant factory. In order to reduce the energy cost, investigation about energy load which is directly connected to energy consumption needs to be conducted. In this study, energy load changes of a plant factory have been analytically analyzed according to the environmental changes. The target plant factory was a lettuce growing container farm. Firstly, the impact of photoperiod, set temperature and relative humidity change were examined. Under the climate condition of Daejeon in South Korea, increase of photoperiod and set temperature rose a yearly energy demand of a container farm. However, increase of set relative humidity decreased a yearly energy demand. Secondly, the climate environment effect was compared by investigating the energy demand under 9 different climate conditions. As a result, the difference between maximum and minimum value of the yearly energy demand showed 21.7%. Lastly, sensitivity analysis of each parameter (photoperiod, set temperature and relative humidity) has been suggested under 3 different climate conditions. The ratio of heating and cooling demand was varied depending on the climate, so the effect of each parameter became different.

A Study on the Application Effect of Central-Grid PV System at a Streetlamp using RETScreen - A Case Study of Gwangjin-gu - (RETScreen을 이용한 가로등의 계통연계형 태양광시스템 적용 효과 분석 - 서울시 광진구를 중심으로 -)

  • Kang, Seongmin;Choi, Bong-Seok;Kim, Seungjin;Mun, Hyo-dong;Lee, Jeongwoo;Park, Nyun-Bae;Jeon, Eui-Chan
    • Journal of Climate Change Research
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    • v.5 no.1
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    • pp.1-12
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    • 2014
  • With continued economic growth, Korea has seen an increase in the nighttime activities of its citizens as hours of activity have extended into night. There is an increasing trend in energy consumption related to citizens' nighttime activities. In order to analyze ideas for an efficient replacement of the power consumption of streetlights and for profit generation by applying grid-type solar systems, this study used an RETScreen model. Through energy analysis and cost analysis, the application benefit and viability of grid-type solar street light systems were analyzed. With analysis result of a total weekly power generation of 114 kWh via a grid-connected solar streetlight system, it was shown that the net present value of a grid-connected solar street light system is 155,362 KRW, which would mean a payback period of about 5.2 years, and as such, it was shown that profit could be generated after about 6 years. In addition, if the grid-connected solar power generation system proposed by this study is to be applied, it was shown that 401,935 KRW in profit could be generated after the 20-year useful life set for the solar system. In addition, the sensitivity analysis was performed taking into account the price fluctuations of SMP, maintenance. As a result, a payback period has increased by 1~2 years, and there were no significant differences. Because the most important factor that affect the economic analysis is the cost of supply certification of renewable energy, a stable sales and acquisition of this certification are very important. the Seoul-type Feed in Tariff(FIT) connected to other institutions will enable steady sales by confirming to purchase the certification for 12 years. Therefore, if those issues mentioned above are properly reflected, Central-grid PV system project will be able to perform well in the face of unfavorable condition of solar PV installation.

A Review of Precipitation Susceptibility in Warm Boundary Layer Clouds (따뜻한 구름에서의 강수민감도에 대한 고찰)

  • Jung, Eunsil
    • Journal of the Korean earth science society
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    • v.40 no.2
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    • pp.109-118
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    • 2019
  • Cloud-aerosol interactions are considered to be one of the most important forcing mechanisms in the climate system. However, there is considerable disagreement on the magnitude and even on the sign of how aerosol perturbations affect cloud fraction and lifetime. Furthermore, aerosol effects on clouds and precipitation are not readily separable from the effects of meteorology. This review paper summarizes the study of precipitation susceptibility $S_o$, which qualifies how aerosol perturbations alter the magnitude of the precipitation rate (R) while minimizing the effects of macrophysical factors such as cloud depth (H) and liquid water path (LWP). The analysis shows that the precipitation susceptibility $S_o$ for the warm marine boundary layer clouds is insensitive to aerosol perturbations at low LWP (equivalently low H). However, R decreases as aerosols increase at intermediate LWP. This is because aerosols act as cloud seed and produce numerous small-sized particles, which impede the collision and coalescence process that leads to precipitation. At high LWP, $S_o$ decreases with increasing LWP as there are enough water contents in the clouds. The LWP or H dependent $S_o$ behavior differs depending on the predominant cloud physics processes in the clouds.

Effect of Climate Factors on Tree-Ring Growth of Larix leptolepis Distributed in Korea (기후인자가 일본잎갈나무의 연륜생장에 미치는 영향 분석)

  • Lim, Jong Hwan;Sung, Joo Han;Chun, Jung Hwa;Shin, Man Yong
    • Journal of Korean Society of Forest Science
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    • v.105 no.1
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    • pp.122-131
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    • 2016
  • This study was conducted to analyze the effect of climatic variables on tree-ring growth of Larix leptolepis distributed in Korea by dendroclimatological method. For this, annual tree-ring growth data of Larix leptolepis collected by the $5^{th}$ National Forest Inventory were first organized to analyze yearly growth patterns of the species. To explain the relationship between tree-ring growth of Larix leptolepis and climatic variables, monthly temperature and precipitation data from 1950 to 2010 were compared with tree-ring growth data for each county. When tree-ring growth data were analyzed through cluster analysis based on similarity of climatic conditions, six clusters were identified. In addition, index chronology of Larix leptolepis for each cluster was produced through cross-dating and standardization procedures. The adequacy of index chronologies was tested using basic statistics such as mean sensitivity, auto correlation, signal to noise ratio, and expressed population signal of annual tree-ring growth. Response function analysis was finally conducted to reveal the relationship between tree-ring growth and climatic variables for each cluster. The results of this study are expected to provide valuable information necessary for estimating local growth characteristics of Larix leptolepis and for predicting changes in tree growth patterns caused by climate change.