• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.35-35
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• 2017

유역 물순환 개선 기술은 기후변화 및 토지이용변화가 진행 중에 있거나 예상되는 지역에 대하여 강우-유출수를 지연, 저류, 침투시켜 지속가능한 물순환체계를 유지?회복하도록 하는 기술이라 할 수 있다. 기후변화 및 토지이용변화에 따른 영향을 평가하고, 지속가능한 유역 물순환체계를 구축하여 적응 전략을 체계적으로 수립하기 위해서는 물순환 개선 기술의 정립 및 개발이 필수적이다. 그러나 현재 유역 물순환 개선기술은 일부 시가화 지역에 국한되어 있어 유역 규모의 개선 전략을 수립하는데 한계가 있다. 또한, 물순환계의 변화량을 평가하기 위한 모형화 기법 역시 해외에서 개발된 기술을 여과 없이 도입하여 국내의 환경을 충분히 반영하기는 어렵다. 개발된 유역 물순환 개선 및 평가시스템은 기존 국가연구개발사업을 통해 개발되고 사업화에 성공한 바 있는 유역 물순환 평가 모형인 CAT(Catchment hydrologic cycle Assessment Tool)을 수정 및 개선하여 기후변화에 따른 영향을 평가하고 적응 대책을 수립하기 위한 실무적인 소프트웨어이다. 침투트렌치, 식생침투트렌치, 습지, 저류지, 빗물탱크 등의 물순환개선시설에 대한 효과를 평가할 수 있도록 개별시설의 제원에 따른 물순환개선 효과를 정량적으로 평가하여 제시한다. 기후변화에 따른 장기간의 유역 물순환을 평가하기 위해서는 물리적 매개변수 기반의 수문해석 보다는 단순환된 개념적 매개변수 기반의 집중형 장기유출 해석이 필요할 수 있다. 따라서 국내외에서 많이 사용되고 있는 장기 일유출 모형(GR4J, GSM, HBV, SYMHYD, TANK, TPHM 등)을 유역 물순환 개선 평가 플랫폼에 탑재함으로써 소유역의 특성을 반영한 기후변화 적응 일유출 해석이 가능하도록 하였으며, 각 모형들의 매개변수는 수동보정 외에도 SCE-UA를 이용한 자동보정이 가능하도록 시스템으로 구축하였다. 개발된 유역물순환 개선 및 평가시스템은 실무적 차원에서 기후변화에 따른 유역 물순환 개선 기술을 적용하고 평가하는데 있어서 매개변수 입력자료 구축에 따른 자원 소요 시간 및 시스템 개발 비용을 획기적으로 단축시켰으며 국외 의존도가 높은 수문 해석모형을 국내 기술로 개발함으로써 기술자립도를 높이고 국내 및 해외의 유역의 성공적인 적용을 통하여 성능을 입증하였다. 기후변화에 따른 수자원의 재평가, 개선시설의 정량적 평가 및 하천유역의 수자원관리 실무에 적용성이 높을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.337-341
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• 2009

지구의 평균기온이 지속적으로 상승함에 따라 지구온난화로 인한 기후변화는 지구에 분포되어 있는 극지방의 빙하들을 녹임으로써 지구의 물 순환시스템을 교란시켜 집중호우와 태풍, 가뭄, 낙뢰 등 예측을 불허하는 극한 기상변화를 발생시키고 있다. 기후변화로 인해 바다의 수온이 상승함에 따라 빙하가 녹거나 바닷물이 팽창하여 해수면이 상승하게 되는 바, 1990년 대비 2000년대에 동해바다에서는 상승률이 0.07cm/yr이던것이 0.20cm/yr로 나타났으며, 서해바다에서는 0.14cm/yr이던 것이 0.18cm/yr로 나타났고, 남해바다에서는 0.32cm/yr이던 것이 0.34cm/yr 로 평균상승률이 1990년대에 비해 증가하는 것으로 관측되었다. 본 연구에서는 기후변화로 인한 자연재해 피해를 최소화하기 위해 소방방재청의 현행 업무를 중심으로 재해를 예방하기 위한 풍수해 업무별 추진해야할 연구과제들을 조사 제시하고자 하였다. 기후변화에 따른 재난분야의 정책과 관련된 연구적인 측면의 분야를 제시하기 위하여 최근에 나타난 자연재난 피해현상에 대한 원인 및 대책을 기초로 하여, 재난관리분야에서 추진하고 있는 업무를 계승 발전시킴으로써 기후변화로 인한 피해를 예방 또는 최소화 할 수 있는 방향으로 제시하고자 하였다. 기후변화에 따른 소방방재청의 풍수해 재난관리 분야 종합계획을 제시하기 위해 본 연구에서는 기후변화 관련 최근 국내 외의 동향을 먼저 살펴보았다. 1977년부터 2006년까지 우리나라 최근 30년간의 재해연보에 제시되어 있는 시설물별 피해액을 조사하여 시설물 중 피해액이 많은 순으로 주요피해 시설물을 파악하였다. 여기에서 주요피해 시설물로는 하천, 도로, 소하천, 수리, 농경지, 사방 등의 순으로 나타났다. 이러한 주요시설물에 대한 피해현황을 파악하기 위하여 대규모 풍수해 피해에 대한 현황, 원인분석 및 대책이 제시되어 있는 각종 피해조사 보고서, 연구보고서 및 전문 학술지 기사들을 수집 분석하였으며, 수집된 자료를 토대로 각각의 재해피해현상에 대하여 시설물의 피해현상, 원인 및 대책을 분류하여 분석하고자 한다. 재난관리 분야 중 우수유출저감시설 관련 제시된 업무방향을 보면 침투 저류를 위한 우수유출저감시설의 개발연구, 침수위험지구의 지정기준 등급별 방재대책 방안연구, 유역별 재해위험 저감능력의 평가기준 개발, 단위구역별 우수유출저감시설의 확보기준 연구, 우수유출저감시설의 국내 표준화 방안 연구, 우수유출저감시설 설치자에 대한 인센티브 도입방안 연구, 피해지역의 매입을 통한 저류지화 방안 연구, 우수유출저감시설 설치효과의 교육 홍보 및 우수유출저감시설의 국제 표준화 기준 제정 추진 등이 필요할 것으로 조사되었다. 여기에서 제시된 재난관리 업무분야별 많은 연구과제들이 향후 연구할 수 있는 재원확보로 이어져 재난관리의 업무발전에 도움이 될 수 있도록 하여야 하겠으며, 주요 결론으로는 다음과 같다. 첫째, 우리나라는 기후변화에 대해서는 기존에 소극적으로 대응하였으나 기후변화대책기획단을 만들어 적극적으로 대처하고 있으므로 기후변화와 관련된 여러분야가 활성화 될 것으로 판단된다. 둘째, 국외의 기후변화 대응사례에서 보면 시설물의 규모를 볼 때 큰 규모의 예산을 투입하는 것으로 판단되는바, 이는 향후의 불확실한 기후변화에 대비하는 선진적인 판단으로 검토되어야 할 것이다. 셋째, 풍수해 관련 주요업무 8가지에 대하여 추진해야할 업무방향 48개를 선정 제시하였다.

• Journal of Environmental Impact Assessment
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• v.24 no.2
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• pp.190-203
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• 2015

VRI(Vulnerability-Resilience Index), which is defined as a function of 3 variables: climate exposure, sensitivity, and adaptive capacity, has been quantified for the case of Typhoon which is one of the extreme weathers that will become more serious as climate change proceeds. Because VRI is only indicating the relative importance of vulnerability between regions, the VRI quantification is prerequisite for the effective adaptation policy for climate in Korea. For this purpose, damage statistics such as amount of damage, occurrence frequency, and major damaged districts caused by Typhoon over the past 20 years, has been employed. According to the VRI definition, we first calculated VRI over every district in the case of both with and without weighting factors of climate exposure proxy variables. For the quantitative estimation of weighting factors, we calculated correlation coefficients (R) for each of the proxy variables against damage statistics of Typhoon, and then used R as weighting factors of proxy variables. The results without applying weighting factors indicates some biases between VRI and damage statistics in some regions, but most of biases has been improved by applying weighting factors. Finally, due to the relations between VRI and damage statistics, we are able to quantify VRI expressed as a unit of KRW, showing that VRI=1 is approximately corresponding to 500 hundred million KRW. This methodology of VRI quantification employed in this study, can be also practically applied to the number of future climate scenario studies over Korea.

• Environmental and Resource Economics Review
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• v.23 no.1
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• pp.1-19
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• 2014

Weather seems to influence industries in a variety of ways. On a day-to-day basis, it is the most volatile external factor influencing consumer and market behavior. And, because weather is constantly changing, industries must deal with a continuously shifting array of opportunities and risks. This study aims to examine how climate and weather changes and information, as external environmental factors, have affected the Korean industries, particularly marine shipping and logistics. To find out the economic value of marine weather information, we use measurable results of VVOS(Vessel and Voyage Optimization Services) in the ocean shipping, which the marine weather software tool can save fuel costs up to 4%. When the fuel saving is same as VVOS's performance, the saving of Korean flag ship is estimated about 62 billion won and the saving of total flag ship is estimated about 519 billion won. However, coastal shipping companies have been struggling with the heavy weather factors, such as wave height, wave period and wind. Major findings are that wind and wave height have a significant negative effect on cargo transport, while wave period has a significant positive effect on cargo transport. And to conclude, when we use efficiently the marine weather information, we can increase cargo transport and save fuel costs etc.

• Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
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• v.25 no.4
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• pp.368-375
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• 2023

In this study, we examined the error characteristic and bias correction method for one-month temperature forecast data produced through joint development between the Rural Development Administration and the H ong Kong University of Science and Technology. For this purpose, hindcast data from 2013 to 2021, weather observation data, and various environmental information were collected and error characteristics under various environmental conditions were analyzed. In the case of maximum and minimum temperatures, the higher the elevation and latitude, the larger the forecast error. On average, the RMSE of the forecast data corrected by the linear regression model and the XGBoost decreased by 0.203, 0.438 (maximum temperature) and 0.069, 0.390 (minimum temperature), respectively, compared to the uncorrected forecast data. Overall, XGBoost showed better error improvement than the linear regression model. Through this study, it was found that errors in prediction data are affected by topographical conditions, and that machine learning methods such as XGBoost can effectively improve errors by considering various environmental factors.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.1191-1196
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• 2009

온실가스 증가에 따른 미래 기후변화가 수자원에 미치는 영향을 평가하기 위하여 전구기후모델(AOGCM)의 기온과 강수 자료를 이용하여 한반도 지역에 대한 통계적 규모 상세화(statistical downsacaling, SDS) 기법을 개발하였다. 개발된 기법은 Cyclostationary Empirical Orthogonal Function (CSEOF) 분석과 회귀분석을 결합한 것으로 관측과 AOGCM 시계열의 통계적 상관성을 이용하고 있다. 20세기말(1973-2000) 동안의 광역규모의 기온(ECMWF)과 강수량(CMAP) 및 AOGCM의 기온과 강수량 자료에 통계적 상세화 기법을 적용하고 비교함으로써 이 기법의 유효성을 검증하였는데, 상세화된 기온과 강수량 자료는 관측된 계절변동성과 월변동성을 잘 모사하였다. 특히, 여름철 관측에 비해 저평가된 AOGCM의 강수량 크기와 변동성이 상세화를 통해 관측치에 근접하게 되었다. AOGCM의 미래 강수량 변화는 21세기 후반에 계절적으로 봄과 여름에 증가할 것을 예상되었다. 상세화된 AOGCM의 강수는 겨울을 제외한 모든 계절에서, 특히 여름철에 가장 많이 증가할 것으로 전망되었다. AOGCM의 미래 기온변화는 21세기 후반으로 갈수록 상승하며, 계절적으로 겨울철의 기온 상승폭이 더 클 것으로 전망되는데, AOGCM을 상세화한 결과에서는 겨울과 더불어 여름에도 기온 상승폭이 클 것으로 전망되었다. 개발된 기법은 역학적 결과와 관측과의 통계적 상관성을 이용하기 때문에 광역규모의 기후적 특성뿐만 아니라 한반도 지형 등 지역적 특성도 모두 반영함과 더불어 광역규모의 자료를 빠른 시간내에 효과적으로 상세화시킬 수 있는 장점도 지닌다. 한편 상세화에 사용된 CSEOF의 모드수 등에 따른 불확실성 등은 통계적 상세화 과정에 개선될 여지가 남아있음을 보여준다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.338-338
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• 2019

설계강우량 산정시, 일반적으로 극치자료를 활용하여 정상성 가정하에 빈도해석을 수행하고 있다. 그러나 종종 정상성으로 가정했던 기존 극치강우자료가 정상성 빈도해석 모형에서 효과적으로 모델링되지 않는 비정상성 특성을 나타내고 있다. 또한, 대부분의 극치강우 분포는 해마다 다른 규모로 발생하는 홍수와 태풍 등의 강우요인으로 인해 두 개의 첨두를 갖는 혼합분포 형태를 보인다. 이에 본 연구에서는 혼합분포 기반 비정상성 빈도모델(mixture distribution based nonstationary frequency model, MDNF)을 제시하였다. 제안된 모형의 입력자료로 기후변수(e.g. SSTs and SLPs)를 사용하여 두 개의 분포형으로 구성되는 극치강우의 혼합비(mixing ratio)에 대한 영향을 분석하였으며, 극치강우 패턴이 특정 기후변수의 영향을 받는 것을 확인하였다. 최종적으로 Bayesian 기법을 MDNF 모형에 연계하여 각 첨두에 해당하는 분포형의 매개변수들에 대한 불확실성 구간을 정량적으로 제시하였다. 본 연구를 통해 강우 패턴의 변동은 설계 강우량 추정에 영향을 미치며, 특정 기후변수와 강우 패턴이 상관성을 가지는 것을 확인함으로써 합리적인 설계 강우량 산정을 위한 중요한 근거를 제공할 것으로 사료된다.

• Environmental and Resource Economics Review
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• v.15 no.2
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• pp.201-245
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• 2006

We applied general equilibrium model to analysis the economic impact of international emission trading by sector and the efficiency of the Convention to study whether Climate Change Convention satisfy the efficiency. We divided the world as 4 groups : USA, OECD members w/o USA (OEC), Former Soviet Union (FSU) and Developing countries (DEV). Compared to no trading, global trading would accomplish the same environmental effect with less cost as much as 97.8 billion$, which is the surplus of trading. However, half of it is taken by USA and 20% by OEC. FSU and DEV have only 18% and 10%. This result suggest the two things. First, the emission trading is effective as far as the participation of developing countries are guaranteed. If they do not take part in the coalition and emit the leakage, it may threaten the stability of the international trading coalition. Second, we found the logical ground of the side payment for developing countries. The permit buying countries take more share of the surplus under the emission trading, while the energy sector of developing countries shrinks to sell permits, which may adversely affect to economic growth of the countries. Therefore, the Annex-I countries need to provide side payment to lead the participation of the developing countries.

• The Journal of the Korea Contents Association
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• v.17 no.7
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• pp.113-123
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• 2017

This research is designed to review the systems thinking and STEAM theory while ascertaining the effects of the classroom application of the STEAM programs based on systems thinking appropriate for studying climate change. The systems thinking based STEAM program has been developed by researchers and experts, who had participated in expert meetings in a continued manner. The program was applied to science classes over the course of eight weeks. Therefore, the application effects of the systems thinking based STEAM program were analyzed in students' systems thinking, STEAM semantics survey, and students' academic achievement. The findings are as follows. First, the test group has shown a statistically meaningful difference in the systems thinking analysis compared to the control group in the four subcategories of 'Systems Analysis', 'Personal Mastery', 'Shared Vision' and 'Team Learning' except for 'Mental Model'. Second, in the pre- and post-knowledge tests, the independent sample t-test results in the areas of science, technology, engineering, art and mathematics show statistically meaningful differences compared to the control group. Third, in the academic performance test regarding climate change, the test group displayed higher achievement than the control group. In conclusion, the system-based STEAM program is considered appropriate to enhance amalgamative thinking skills based on systems thinking. In addition, the program is expected to improve creative thinking and problem-solving abilities by offering new ideas based on climate change science.

• Journal of Climate Change Research
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• v.4 no.3
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• pp.211-219
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• 2013

This study uses the LEAP model that is a long-term energy analysis model to analyze reduction potential on S city residential sector energy usage for greenhouse gas emission. Energy consumption of S-si in 2009 is consumed most in residential and commerce sector by 39.1%. Also, energy and greenhouse gas emission of residential sector is expected to increase due to increase of households. Therefore, greenhouse gas reduction measures are desperately required in residential sector. For this study recognizes energy consumption of S-si residential sector and has established reduction measure of S-si residential sector greenhouse gas through literature search on domestic and foreign climate change correspondence policies. Also, construction of greenhouse gas reduction potential by reduction measures through LEAP model. There were a total of 5 reduction measures scenarios is Reference Scenario, LED Lighting, Energy Alternative, Green Life Practice, and Total Reduction Measure. As a result, greenhouse gas emission of Light Emitting Diode Lightings by 2020 was $1,181.0thousand\;tonCO_2eq$, decrease of 6.1% compared to the Reference Scenario and Greenhouse gas emission of Energy Alternative by 2020 was $1,171.6thousand\;tonCO_2eq$, decrease of 6.8% compared to the Reference Scenario. Greenhouse gas emission of Green Life Practice by 2020 was $1,128.7thousand\;tonCO_2eq$, decrease of 10.2% compared to the Reference Scenario. For Total Reduction Measures by 2020 emission was $966.9thousand\;tonCO_2eq$, decrease 23.1% compared to Reference Scenario.