• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.792-796
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• 2005

The methods of times series analysis have been recognized as important tools for assisting in solving problems related to the management of water resources. Especially, After more than 40 years the so-called Hurst effect remains an open problem in stochastic hydrology. Until now, its existence has been explained fly R/S analysis that roots in early work of the British hydrologist H.E. Hurst(1951). Today, the Hurst analysis is mostly used for the hydrological studies for memory and characteristics of time series and many methodologies have been developed for the analysis. So, there are many different techniques for the estimation of the Hurst exponent(H). However, the techniques can produce different characteristics for the persistence of a time series each other. We found that DFA is the most appropriate technique for the Hurst exponent estimation for both the shot term memory and long term memory. We analyze the SOI(Southern Oscillations Index) and 6 tree-ring series for USA sites by means of DFA and the BDS statistic is used for nonlinearity test of the series. From the results, we found that SOI series is nonlinear time series which has a long term memory of H=0.92. Contrary to earlier work of Rao(1999), all the tree- ring series are not random from our analysis. A certain tree ring series show a long term memory of H=0.97 and nonlinear property. Therefore, we can say that the SOI and tree-ring series may show long memory and nonlinearity.

• 한국해양학회지:바다
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• 제12권2호
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• pp.61-72
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• 2007

북태평양 생태계의 연어(Oncorhynchus keta) 개체군과 기후 변동과의 관계에 대하여 연구하였다. 1950년 이후의 알류산 저기압, 남방진동, 북극진동, 태평양순년진동에 대한 지수들을 상호상관법(CCF)과 누적합(CuSum) 방법을 이용하여 연어어획량과 비교하였다. CCF와 CuSum 분석 결과는 1970년대 중반에 큰 기후변화가 발생하였음을 보여 주고 있으며 연어 개체군은 시간 지연 효과를 보이며 기후변화에 반응하였다. 연어회귀량은 태평양순년진동과 3년, 북극진동과는 $6{\sim}7$년의 시간 간격을 가지며 통계적으로 유의한 상관관계를 보였다. 연어 치어에 유리한 해양환경은 연안역에서 치어의 성장을 향상시켰지만, 초기 발생시기의 높은 성장률이 산란어의 회귀율과 관련이 있는 것 같지는 않았다. 오히려 오호츠크해와 베링해에서의 미성어 시기 성장이 회귀율과 상관관계가 유의하게 나타났으며, 이는 연어 개체군에 '크기연관사망' 과정이 적용된 것이라고 할 수 있다. 향후 우리나라 주변 해양생태계에 대한 기후변동의 영향을 설명하기 위하여 한반도 지역의 기후지수 개발이 시급히 필요하다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권6호
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• pp.882-889
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• 2022

본 연구에서는 대마난류(Tsushima Warm Current, TWC)의 유동 변화에 영향을 주는 요소를 파악하기 위하여 TWC의 수송량과 태평양 순년진동(Pacific Decadal Oscillation, PDO) 및 엘니뇨 남방진동(El Niño - Southern Oscillation, ENSO)의 상호 관계 분석을 실시하였다. 25년(1993~2018년) 동안의 TWC의 월별 수송량을 계산해보면 하계에 가장 크고 동계에 가장 작게 나타나는 계절변동 주기가 뚜렷하다. TWC 수송량과 PDO 및 ENSO의 한 척도인 Oceanic Niño Index(ONI) 각각의 주기성 파악을 위한 power spectrum 분석결과, TWC 수송량은 1년 주기에서 peak를 보이지만 PDO 및 ONI는 뚜렷한 주기가 나타나지 않았다. 또한, TWC 수송량과 PDO 및 ONI의 상호 관계 파악을 위해 coherence 추정 방법을 이용하여 분석하였다. PDO 및 ONI의 coherence는 3년 이상의 장주기 변동에서 상호 기여도가 높으나 1년 이내의 단주기 변동에서는 상호 기여도가 낮다. 그러나 TWC 수송량과 PDO 두 요소 간 0.8~1.2년 주기에서 coherence 값은 0.7로 상호 기여도가 높다. 한편 서수도를 통과하는 TWC 수송량과 PDO는 I기간(1993~2002년)과 III기간(2010~2018년)에 역상관 관계성을 가진다. TWC 최대 수송량 (2.2 Sv 이상)이 높게 나타나는 시기에 PDO 지수가 -1.0 이하의 음의 값, 2.2 Sv 이하로 작은 시기에 PDO 지수가 양의 값을 나타낸다. 따라서 장기적인 PDO 지수 자료를 이용하면 TWC 수송량 변동 및 동해 연안역의 수온변화를 예측 또한 가능할 것으로 판단된다.

• The Korean Journal of Ecology
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• 제24권5호
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• pp.281-288
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• 2001

한라산 구상나무의 연륜생장에 영향을 미치는 환경요인 및 지구온난화에 따른 생장변화를 밝히고, 생장쇠퇴 현상을 조사하기 위하여 구상나무의 연륜분석을 실시하였다. 구상나무의 연륜을 분석한 결과 마스터 연대기의 연대 구간은 1912년부터 1999년으로 조사되었으며, 각 시료들마다 공통적으로 생장이 가장 저조한 해는 1982년, 1988년, 1996년이었다. 연륜연대기(연륜폭 곡선)지수와 기후요소와의 상관관계를 살펴본 결과 구상나무의 생장은 4월 및 전년 11월의 기온과 양의 상관관계를 나타냈으며, 전년 12월 및 1월 강수량과 유의한 양의 상관관계를 나타내었다. 구상나무의 생장과 강수량은 전반적으로 양의 상관관계를 나타내어 구상나무가 수분스트레스에 민감한 수종임을 보여주었다. 구상나무의 생장과 엘리뇨-남방진동과 상관관계를 분석한 결과 구상나무의 생장은 전년도 1월, 2월, 3월 및 11월 남방진동지수(SOI)와 양의 상관관계를 가졌다. 구상나무의 연륜 시료에서는 동해(frost damage)로 추정되는 상흔이 많이 관찰되었으며, 다수의 시료에서 공통적으로 상흔이 나타나는 연도는 1964년, 1965년, 1966년이었다. 이 시기에 시료를 채취한 한라산 정상부근에 기상관측 자료가 없어 확인이 불가능하지만 국지적인 저온 현상이 나타났던 것으로 추정된다. 기온의 온난화에 따른 생장변화를 조사한 결과 계절별로는 겨울 기온이 상승하였을 경우 생장이 감소하는 것으로 나타났으며, 반면에 가을철 기온이 상승하였을 경우에는 생장이 증가하는 것으로 나타났다. 연간 기온상승에 따른 임목 생장의 변화는 적은 양이지만 증가하는 것으로 나타났는데, 이것은 연간 기온상승이 균등하게 증가할 경우 가을의 생장 증가량이 겨울의 생장 감소량보다 크기 때문이다. 그러므로 앞으로 온난화가 진행될 경우 구상나무의 생장변화는 계절에 따른 기온변화의 차이에 따라 다르게 나타날 것으로 예측된다. 채취한 한라산 구상나무시료 중 생장쇠퇴현상이 나타난 시료는 54개의 시료 중 51개의 시료로 거의 모든 구상나무 임목에서 생장쇠퇴현상이 나타났다. 51개의 시료 중 44개의 시료에서 최근까지 지속적으로 생장쇠퇴현상이 나타났으며, 이들 44개의 시료 중 31개의 시료에서 평년대비 70% 이상의 극심한 생장쇠퇴현상이 나타났다. 이러한 생장쇠퇴의 원인은 지속적인 기온상승으로 추정되며, 특히 겨울기온의 상승이 영향을 미친 것으로 추정된다. 겨울기온이 상승하는 경우 상록수는 광합성을 할 수 있는 조건이 충족되나 광합성에 필요한 수분공급이 부족하여 수분수지의 불균형이 발생하게 되며, 이것은 생장에 악영향을 미치게 되는 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.27-27
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• 2017

신뢰성 있는 수개월 선행시간의 댐 유입량 예측은 가뭄 상황으로 진입하는 시점에서 효율적인 댐 운영을 위해 필수적이다. 최근 기후변화로 인한 강수량의 경년 및 계절 내 변동성이 증가됨에 따라서 기존의 과거 통계치를 이용한 댐 운영 의사결정은 많은 도전을 받고 있다. 최근 엘리뇨-남방진동(ENSO) 등의 전구기후지수와 지역수문기후와의 원격상관성을 활용하여 수개월 이후에 대한 수문조건을 통계적으로 예측하기 위한 연구가 시도되고 있다. 또한 매월 제공되는 역학적 예측모형으로부터 생산된 월단위 예측정보를 유량예측을 위한 유역모형에 활용하기 위하여 편이보정 및 상세화 기법이 개발되어 활용되고 있다. 본 연구에서는 댐 유입량 예측을 위해 SWAT 모형을 선정하였고 최장 6개월 선행 강수량 및 기온의 예측을 위해서 하이브리드 계절예측 시스템을 활용하였다. 이 시스템은 전지구역학적 예측모형의 자료를 편이보정을 거쳐 직접적으로 사용하는 단순 편이보정(Simple Bias Correction, SBC) 방법에 회귀모형을 이용하여 통계적인 방법으로 예측자료를 생산하는 전구기후지수 기반의 Climate Index Regression (CIR), 실시간 재분석자료 기반의 Observation-based Moving Window Regression (MWR-Obs), 역학적 예측모형의 예측자료 기반의 Moving Window Regression (MWR) 방법을 통합하여 사용하고 있다. 충주댐을 대상으로 우선 관측자료를 이용하여 SWAT 모형을 검 보정한 후, 관측기간에 대하여 하이브리드 시스템에 의한 예측 기상자료를 적용하여 모의된 댐 유입량과 관측 유입량과의 비교를 통해 예측성을 평가하였다. 본 연구는 다양한 기후정보를 활용하여 댐 유입량 예측에 있어서 예측성을 높이고자 시도되었으며, 도출된 결과는 향후 충주댐 운영에 유용한 정보를 제공할 수 있는 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제49권5호
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• pp.361-372
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• 2016

신뢰성 있는 댐유입량의 장기예측은 효율적인 댐운영에 필수적이다. 2000년대 이후 엘리뇨-남방진동(ENSO) 등의 전구기후지수와 지역수문기후와의 원격상관성이 규명되면서, 이를 활용한 미래의 수문조건을 예측하기 위한 연구가 활발히 시도되고 있다. 본 연구에서는 안동댐유역을 대상으로 미국 NOAA에서 제공하는 40개 전구기후지수의 원격상관을 분석하고, 이를 기반으로 1개월 선행 댐유입량의 예측성능 및 활용성을 평가하였다. 본 연구에서는 1) 원격상관을 통해 강수와 기온을 예측하고 SWAT 모델을 이용하여 예측 댐유입량을 산정하는 방법(SWAT-Forecasted), 직접 댐유입량을 예측하는 기법(CIR-Forecasted), 예측시점의 관측값이 과거자료에서 해당하는 순위(rank)에 근거한 방법(Rank-Observed)을 비교하였다. 결과적으로 통계적 방법으로 댐유입량을 직접 예측하는 접근 방식(CIR-Forecasted)이 12월을 제외하고는 다른 방법에 비해 우수한 예측성을 보였다. 이것은 강수량 및 기온 예측정보를 일단위로 상세화하는 가정과 유출모델링과정에서 발생하는 불확실성이 예측결과에 포함되지 않기 때문인 것으로 판단된다. 본 연구결과는 원격상관기반의 1개월 선행 댐유입량 예측이 안동댐 운영에 유용한 정보를 제공할 수 있는 것을 시사하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권5B호
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• pp.409-417
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• 2009

본 논문에서는 tree-ring width 지표자료, 태양흑점수, 남방진동지수(SOI) 및 지구온도 아노말리 자료와의 비교를 통하여 서울지점 측우기 강우량 자료의 정확도를 가늠해 보았다. 그리고 한반도 인근지역의 tree-ring width 지표자료와의 비교를 통하여 과거 동북아시아 기후변화 상관성과 변화특성을 파악해 보았다. 분석 결과 측우기 강우량 자료는 다른 비교분석 대상 자료들과 경향성과 변화심도가 매우 잘 일치하고 있어 상당한 신뢰성을 가지고 있음이 확인되었다. 그리고 한반도 주변 6개 지점의 tree-ring width 지표자료와의 비교분석결과, 장기적으로 동북아시아 기후는 시공간적으로 밀접한 상관을 가지고 변화하고 있으며 그 변화에는 장주기적인 재현성이 존재한다는 점을 알 수 있었다. 그러나 1960년 이후의 기후변화 특성은 통계적인 거동특성이나 변화폭이 과거의 재현사상의 한계를 넘지는 않으나 과거와는 다른 경향성과 불규칙성을 보여주고 있으며 재현주기도 짧아지고 있어 과거와는 다르게 나타나는 것으로 분석되었다. 과거자료에 근거한 본 연구의 결과는 동북아시아 기후변화 장기 예측에 있어 유용하게 이용될 수 있을 것으로 판단된다.