• 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.

• Environmental and Resource Economics Review
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• v.25 no.2
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• pp.321-349
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• 2016

According to the recent observation by NOAA(US National Oceanic and Atmospheric Administration), 2015 is the warmest year based on global average temperature since 1880. The air temperatures in the Arctic have been rising at almost twice the global average and the extent and thickness of sea ice in the Arctic have declined. And the warming process in the Arctic is accelerating rapidly. These impacts of drastic change in sea ice caused by climate change in the Arctic threaten the eco-system service and biodiversity in the Arctic. This study intends to estimate the economic value on changes in eco-system services and biodiversity of the Arctic caused by climate change. The result of the valuation indicates that the total benefit from improvement of ecosystem in the Arctic ranges from 318.6 billion won to 715.9 billion won per annum. Replication scenarios can be explored into two broad categories in future studies: scenarios in consideration of conflicts of different stakeholders and scenarios based on wider or narrower definition of biodiversity in the Arctic.

• Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
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• v.1 no.1
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• pp.41-51
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• 1999

This study was conducted to investigate the effects of local climatic conditions on the annual increment of Korean white pine planted in Gapyung and Yaungdong. For this, stand variables such as mean DBH, mean height, basal area per hectare, and volume per hectare by stand age were measured and summarized for each locality. Based on these statistics, annual increments for 8 years from stand age 10 to 18 were calculated for each of stand variables. A topoclimatological technique which makes use of empirical relationships between the topography and the weather in study sites was applied to produce normal estimates of monthly mean, maximum, minimum temperatures, relative humidity, precipitation, and hours of sunshine. Then, the yearly climatic variables from 1990 to 1997 for each study site were derived from the spatial interpolation procedures based on inverse- distance weighting of the observed deviation from the climatic normals at the nearest 11 standard weather stations. From these estimates, 17 weather variables such as warmth index, coldness index, index of aridity etc., which affect the tree growth, were computed on yearly base for each locality. The deviations of measured annual increments from the expected annual increments for 8 years based on yield table of Korean white pine were then correlated with and regressed on the yearly weather variables to examine effects of local climatic conditions on the growth. Gapyung area provides better conditions for the growth of Korean white pine in the early stage than Youngdong area. This indicates that the conditions such as low temperature, high relative humidity, and large amount of precipitation provide favor environment for the early growth of Korean white pine. A ccording to the correlation and regression an analysis using local climatic conditions and annual increments, the growth pattern of Gapyung area corresponds to this tendency. However, it was found that the relationship between annual increments and local climatic conditions in Youngdong area shows different tendency from Gapyung. These results mean that the yearly growth pattern could not sufficiently be explained by climatic conditions with high variance in yearly weather variables. In addition, the poor growth in Youngdong area might not only be affected by climatic conditions, but also by other environmental factors such as site quality.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.38-42
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• 2010

기후변화에 의해 집중호우의 빈도 및 강도가 증가하고 지속적인 유역개발에 따른 토지이용의 증가는 토양침식 및 토사유출로 인한 재해 및 환경문제를 야기한다. 현재 광범위하게 사용되고 있는 토양침식량 산정기법은 대부분 대상유역내의 평균 토양침식량을 산출하는 총량적 개념의 경험식이므로 호우기간동안의 유역 침식/퇴적의 시 공간적 변화양상을 모의할 수 없다는 한계를 지니고 있다. 따라서 보다 합리적인 유역규모의 강우-유사-유출 메카니즘 해석을 위해서는 집중형(lumped) 모의기법을 대체하고 다양한 기상학적/지형학적 디지털 정보를 활용할 수 있는 물리적 기반의 분포형 모형이 요구된다. 본 연구에서는 사면의 지표 및 지표하 흐름을 고려한 유출모의 모듈과 단위수류력(Unit Stream Power)이론을 기반으로 유사유출 모의모듈을 결합한 분포형 강우-유사-유출 모형을 개발하고, 용담댐 상류부의 천천유역에 적용하여 개발된 모형의 재현성 평가를 수행하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2004.05b
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• pp.849-853
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• 2004

본 연구에서는 년 최대치 계열을 이용한 빈도분석이 지구온난화의 영향을 반영하기 어렵다는 단점을 극복하기 위한 목적으로 혼합분포의 개념(유철상 등, 2002) 및 GCM 시나리오를 이용하여 향후 10년후에 설계강수량이 어떻게 변할 것인가 대해서 혼합감마분포에 대해서 살펴보았다. 이렇게 추정된 확률강수량의 변화폭$(\%)$은 GUMBEL 년 최대치에 의한 확률강수량에 적용하였다. 본 연구의 결과를 정리하면 다음과 같다. (1) 혼합감라분포를 이용한 설계강수량 추정치는 GUMBEL 분포를 적용하여 년 최대치 자료를 분석한 결과 유사한 것으로 파악되었다. (2) 혼합감마분포의 매개변수와 우기 강수량간의 상관은 통계학적으로 유의한 것으로 파악되었다. (3) $2{\times}CO_2$ 조건에 대한 5개의 GCM 예측치를 적용한 결과 향후 10년후의 100년 빈도 설계강수량은 현재에 비해 GCM에 따라 천안($-0.011\~0.021\%$ 변동, 평균 $0.005\%$ 증가), 부여($-0.036\~0.078\%$ 변동, 평균 $0.012\%$ 증가), 보령($-0.041\~0.089\%$ 변동, 평균 $0.014\%$ 증가), 서산($-0.040\~0.085\%$ 변동, 평균 $0.013\%$ 증가)를 나타내는 것으로 파악되었다. 이러한 변화는$2{\times}CO_2$ 상황이 50-100년 사이에 도래한다는 일반적인 관측을 고려하면 아주 미미한 결과라 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.346-350
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• 2018

우리나라는 전 국토의 70%가 산지이고 하천경사가 다른 나라에 비해 상대적으로 급하여 홍수 관리에 매우 불리한 조건을 가지고 있으며, 특히 홍수기간의 집중호우 및 돌발홍수는 인명과 재산의 막대한 피해를 입히고 있다. 최근은 기후변화로 인하여 극심한 홍수, 가뭄 등 재해의 발생빈도가 증가하는 추세로 기후변화의 영향을 최소화할 수 있는 수재해 방재관리가 필요한 상황이다. 중 대하천의 경우에는 비교적 수재해 방재관리가 잘 이루어지고 있으나, 소하천(일부 중하천 포함)의 경우에는 취약한 구조를 보이고 있다. 특히 홍수기간(7월~9월)의 인명과 재산의 피해는 주로 소하천 위주로 발생하고 있으며, 사전 사후의 체계적인 대응이 이루어지지 못하고 있다. 수재해 방재관리를 위해서는 일차적으로 수문자료의 획득에 있으며, 그 이후 해당 유역에 적합한 수재해 대응을 위한 체계적인 방법론과 방재시스템 개발 운영이 수반되어야 안전한 방재관리를 할 수 있다. 따라서 수재해 방재관리 체계를 구축하기 위해서는 중 소규모 유역 단위를 대상으로 지속적이고 신뢰성 있는 자료의 획득과 축적이 중요하므로 중 소규모 유역 단위의 대표성 있는 시험유역의 운영은 매우 의미가 있다고 볼 수 있다. 본 논문에서는 한국건설기술연구원에서 운영하는 설마천 유역(유역면적 $8.48km^2$, 유로경사 2.15%, 경기도 파주시 적성면 소재)의 신뢰성 높은 2017년 관측자료를 이용하여 강우특성, 유출특성, 증발산량과 지하수 함양량 산정 등 수문특성을 분석하였으며, 과거 관측결과와 비교하였다. 강우특성분석으로는 호우사상 분리, 주요 호우사상 분석, 지속기간별 최대강우량, 시간분포 등이 있다. 2017년은 2016년보다 최대 강우지속기간은 크게, 평균 강우지속기간은 다소 작게 나타나며, 최대 강우강도와 평균 강우강도는 크게 나타나는 호우의 특징을 보인다. 이러한 호우특징은 연 유출률을 증가시킨 원인으로 보인다. 2017년의 하천유출률은 64.8%로 과거 2010년~2016년의 평균 유출률 68.4%와 차이를 보이지 않으나, 2016년의 57.4% 보다는 많이 증가된 유출률을 보인다. 2017년의 증발산량(328.8mm)과 지하수 함양량(24.8mm)은 2016년의 증발산량(458.5mm)과 지하수 함양량(32.8mm)보다 작게 나타나는 것으로 분석되었다. 이와 같이 산정된 수문자료는 수재해 방재를 위한 기초자료로 매우 유용하게 활용될 수 있으며, 방재관리를 위한 의사결정 과정에 중요한 역할을 할 수 있으므로 지속적인 시험유역의 운영은 매우 필요하다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.276-276
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• 2020

공유하천유역에서의 수자원 관리는 두 국가의 제도적 및 기술적 차이로 인하여 다른 유역에서의 수자원 관리보다 복잡하고 어렵다. 특히 두 국가 사이의 공유하천에서의 유량의 변화는 실질적인 측정을 이용하여 면밀하게 측정됨으로써 신뢰도 높은 자료를 통해 지속적으로 분석되어야 궁극적으로 공유하천에 대한 두 국가 간의 이해관계를 바탕으로 한 대책을 수립할 수 있다. 북한강 유역의 상류유역은 북한에 속해 있고, 특히 임남댐 건설 이후 화천댐 유입량은 지속적으로 감소하고 있어 이에 대한 물순환 영향을 면밀히 분석하고 대책을 수립할 필요가 있다. 물순환에 영향을 미치는 원인과 결과를 분석하는 기존의 연구들은 대부분 강우-유출모형을 사용하고 있어 모형의 구축 및 매개변수의 보정과 검증에 많은 노력이 필요하다. 본 연구에서는 수문기상자료만을 이용하여 유량의 변동성분을 정량화할 수 있는 수문학적 민감도 분석기법을 화천댐 상류유역에 적용하고 화천댐 유입량에 대한 1967년~017년 동안의 변동량을 자연적 요인과 인위적 요인으로 분리하여 제시하였다. 다양한 변동점 탐색기법을 사용한 결과 1999년이 통계적으로 유의한 변동점으로 탐색되었으며, 이를 활용하여 수문학적 민감도 분석을 5가지의 Budyko 함수를 이용하여 산정한 결과 평균적으로 18.99 억 ㎥/y의 유입량 감소가 임남댐 건설로 인하여 발생된 것을 알 수 있었다. 이와 같은 결과는 기존 연구자들의 화천댐 유입량 감소량에 비해 다소 크게 산정된 결과이며, 이는 2000년대 이후 증가된 강우량 및 화천댐유입량의 감소가 주된 영향을 미친 결과로 추정된다. 향후 월별, 계절별 단위의 분석이 추가로 연구될 필요가 있으며, 미래의 기후변화 상황을 고려한 예측을 통한 실효성 있는 계획이 수립될 필요가 있을 것으로 판단된다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.30 no.5B
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• pp.497-507
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• 2010

Climate changes affect greatly natural ecosystem, human social and economic system acting on constituting the climate system such as air, ocean, life, glacier and land, etc. and estimating the current impact of climate change would be the most important thing to adapt to the climate changes. This study set the target area to Nakdong river watershed and investigated the impact of climate changes through analyzing precipitation tendency, and to understand the impact of climate changes on hydrological elements, analyzed elasticity of precipitation-streamflow. For the analysis of precipitation trend, collecting the precipitation data of the National Weather Service from major points of Nakdong river watershed, resampling them at the units of year, season and month, used as the data of precipitation trend analysis. To analyze precipitation-streamflow elasticity, collecting area average precipitation and long-term streamflow data provided by WAMIS, annual and seasonal time-series were analyzed. In addition, The results of this study and elasticity, and other abroad study compared with the elasticity analysis and the validity of this study was verified. Results of this study will be able to be utilized for study on a plan to increase of flood control ability of flooding constructs caused by the increase of streamflow around Nakdong river watershed due to climate changes and on a plan of adapting to water environment according to climate changes.

• Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
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• v.16 no.4
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• pp.316-326
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• 2014

Determination of the late marginal heading date (LMHD), which would allow estimation of the late marginal seeding date and the late marginal transplanting date, would help identification of potential double cropping areas and, as a result, establishment of cropping systems. The objective of this study was to determine the LMHD at 51 sites in Korea. For these sites, weather data were obtained from 1971 to 2000 and from 1981 to 2010, which represent past and current normal climate conditions, respectively. To examine crop productivity on the LMHD, climatic yield potential (CYP) was determined to represent the potential yield under a given climate condition. The LMHD was calculated using accumulated temperature for 40 days with threshold values of $760^{\circ}C$, $800^{\circ}C$, $840^{\circ}C$ and $880^{\circ}C$. The value of CYP on a given LMHD was determined using mean temperature and sunshine duration for 40 days from the LMHD. The value of CYP on the LMHD was divided by the maximum value of CYP (CYPmax) in a season to represent the relative yield on the LMHD compared with the potential yield in the season. Our results indicated that the LMHD was delayed at most sites under current normal conditions compared with past conditions. Spatial variation of the LMHD differed by the threshold temperature. Overall, the minimum value of CYP/CYPmax was 81.8% under all of given conditions. In most cases, the value of CYP/CYPmax was >90%, which suggested that yield could be comparable to the potential yield even though heading would have occurred on the LMHD. When the LMHD could be scheduled later without considerable reduction in yield, the late marginal transplanting date could also be delayed accordingly, which would facilitate doublecropping in many areas in Korea. Yield could be affected by sudden change of temperature during a grain filling period. Yet, CYP was calculated using mean temperature and sunshine duration for 40 days after heading. Thus, the value of CYP/CYPmax may not represent actual yield potential due to change of the LMHD, which suggested that further study would be merited to take into account the effect of weather events during grain filling periods on yield using crop growth model and field experiments.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.39 no.11 s.172
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• pp.923-934
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• 2006

In this study, the effects of variability in climate, groundwater withdrawal, and landuse on dry-weather streamflows were investigated by input sensitivity analysis using SWAT (Soil and Water Assessment Tool). Since only dry-period precipitation and daily average solar radiation among climate variables have high correlation coefficients to total flow (TF), sensitivity analyses of those were conducted. Furthermore, an equation was derived from simulation results for 30 years by multiple regression analysis. It may be used to estimate effects of various climatic variations (precipitation during the dry period, precipitation during the previous wet period, solar radiation, and maximum temperature). If daily average maximum temperatures increase, TFs during the dry period will decrease. Sensitivities of groundwater withdrawal and landuse were also conducted. Similarly, groundwater withdrawals strongly affect streamflow during the dry period. However, landuse changes (increasing urbanization) within the forested watershed do not appear to significantly affect TF during the dry period. Finally, a combined equation was derived that describes the relationship between the total runoff during the dry period and the climate, groundwater withdrawal and urban area proportion. The proposed equation will be useful to predict the water availability during the dry period in the future since it is dependent upon changes of temperature, precipitation, solar radiation, urban area ratio, and groundwater withdrawal.