• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.938-942
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• 2010

현재 기후변화가 심화되면서 기상변동성이 커지고 이에 따라 사막화 현상의 심화, 엘니뇨(El Nino), 라니냐(La Nina), 태풍, 집중호우 등의 이상기후 현상이 전 지구상에 걸쳐 광역적으로 나타나고 있는 실정이다. 이러한 기후변화는 앞서 말한 것과 같이 여러 기후인자들을 변화시켜 수자원의 양적변화 등 지속가능한 수자원 개발 관리에 큰 영향을 미치므로 이에 대한 연구가 국내외에서 활발히 진행되고 있다. 대표적으로 여러 가지 2CO2 시나리오에 대한 대기 순환 모형의 적용 결과를 이용하여, 이러한 기후변화가 수문순환에 영향을 미치는 기후인자인 기온, 강수량, 습도 및 풍속, 그리고 물의 수량 및 수질 등에 미치는 영향을 분석하고, 이를 기반으로 기후변화와 관련된 환경 및 수자원의 정책 개발에 대한 연구들이 주로 수행되고 있다. 국내 역시 기후 변화와 관련된 연구들이 수행되고는 있으나, 기후변화와 연계된 유량과 수질 예측에 대한 연구가 절실히 요구되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 IPCC의 배출 시나리오(Special Report on Emissions Scenarios, 이하 SRES) 중 인구증가율이 높고 경제발달과 기술변화가 느리고 환경에 무관심한 극한현상을 나타내는 A2 시나리오와 청정 및 자원 효율적인 기술 등 급격히 발전하고 조사대상 유역특성과 유사한 B1 시나리오를 선정하고, 이에 대한 유역의 기온과 강우량을 GCM을 적용하여 모의하였다. 또한 향후의 기후변화가 유출 수질(BOD, TN, TP)에 미치는 영향을 2020년, 2050년, 2080년에 대하여 평가하기 위하여 GIS 기반의 유역 모형인 SWAT을 대상모형으로 선정하였다. 신뢰성 평가를 위해 현재 상태에서의 모의를 검 보정 하여 실제 A2, B1 기후변화 시나리오에 따른 기온 및 강우량 변화 등에 대한 영향을 평가하여 보았다.

• Proceedings of the KSRS Conference
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• 2000.04a
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• pp.43-48
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• 2000

중간 및 하부 대규권의 열적 상태에 대한 결과들의 상대적인 정확성을 평가하기 위하여 대기대순환 모델의 재분석(1980-93년) 그리고 세 종류의 위성관측 자료들(1980-97년)을 태평양, 한반도 부근에 대한 시.공간 분석으로 상호 비교하였다. 중간 대류권 온도를 반영하는 위성자료는 본 연구에서 유도된 Microwave Sounding Unit (MSU) 채널2 직하점 밝기온도(MSU2)와 Spencer and Christy(1992a)가 전체 주사자료를 사용하여 유도된 채널2 밝기 온도(SC2)이고, 하부 대류권 온도를 반영하는 위성자료는 Spencer and Christy(1992a)가 유도한 것이다(SC2R). 또한, 모델 자료는 ECMWF 재분석 온도이며, 위성관측 자료와의 비교를 위하여 재구성되었다. 한편, 각 위.경도 격자에서 위성관측과 모델 재분석의 월평균 값들의 상관도 전구적으로 조사하였다. 세 종류의 관측 자료들 간의 상관은 중.고위도에서 높았으나(r$\geq$0.9), 저위도 그리고 대류가 활발한 열대 서태평양 및 콩고강 부근에서 낮았다(r~0.65). 특히 SC2R에 대한 다른 자료의 상관이 상대적으로 낮았다. 이는 하부 대류권의 열적 상태를 반영하는 SC2R이 수적 및 지표방출의 영향으로 잡음을 크게 내포하기 때문인 것으로 추정되었다. 관측들과 모델 온도에 대한 월평균과 아노말리 값의 분석에서 시.공간 변동은 대체로 유사하였다. 관측 및 모델 자료는 열대 태평양 이외의 지역에 대한 월평균 값 모드1에서 연주기를 보였으나, 열대 태평양의 경우 모드2에서 보였다. 열대 태평양의 MSU2 모드1은 Walker 순환에 의한 동.서 대비를 보인 반면, 다른 위성관측과 모델 자료에서는 이러한 형태가 현저하지 않았다. 이 지역의 아노말리 값 모드2에서 위성관측들은 엘리뇨 기간에 적도를 중심으로 열대 동태평양 부근에서 아령모양의 대칭 형태를 보였으나 모델 결과에서는 이러한 특징이 약하였다. 관측과 모델 모두는 열대 태평양에 대한 아노말리 값의 모드 1,2에서 엘니뇨와 라니냐에 의한 경년변동을 뚜렷하게 보였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.430-430
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• 2011

최근 지구온난화, 엘리뇨 및 라니냐 등 지구환경 변화에 따른 기후변화의 영향으로 짧은 시간에 매우 높은 강도를 가진 이상호우에 의해 많은 인명과 재산피해가 발생하고 있다. 우리나라의 경우에도 1990년대 후반부터 과거와 달리 국지적 집중호우가 빈번히 발생하고 있으며 집중호우에 의한 홍수는 우리나라의 가장 빈번한 자연재해 중 하나가 되었다. 이러한 성격의 홍수는 소유역 규모의 좁은 지역과 급경사지역에서 짧은 지속시간과 집중적인 강우강도에 의해 발생하고, 빠른 유속과 토사를 동반하는 빠른 수문반응으로 홍수에 대비할 시간이 부족한 것이 특징이기 때문에 기존의 홍수예보모형을 이용하여 발생홍수의 특성을 예측하기에는 많은 어려움이 있다. 유출수문곡선의 특성을 분석하여 홍수의 특성을 분석하는 연구는 Kyiamah (1996)가 유출수문곡선의 기초적인 상승곡선, 지체시간, 첨두홍수량을 이용하여 돌발홍수사상에 대한 크기를 산정하였으며, 이를 바탕으로 Bhaskar 등 (2000)은 유출수문곡선의 상승부 기울기, 첨두 홍수량비, 홍수 반응시간을 이용하여 돌발홍수지수(Flash Flood Index)를 산정하고 이 지수에 의해 돌발홍수를 설명하고자 하였다. 국내에서는 정재철 (2000)이 보청천을 대상으로 단 몇 개의 사상만을 대상으로 Bhaskar 등 (2000)이 제시한 돌발홍수지수를 적용한 바가 있다. 그러나, 이들 연구에서는 소수의 수문사상만을 이용하였기 때문에 상대심도를 산정하는데 있어 문제가 있으며 상대심도를 산정하는데 있어 각 심도계수들의 임의적인 도수분포를 이용하였기 때문에 매우 주관적이라고 할 수 있다. 김병식 등 (2008)은 한강유역의 과거 101개의 홍수사상에 대해 돌발홍수의 상대심도를 파악하기 위하여 돌발홍수지수를 산정하고 2006년 7월의 집중호우에 의해 발행한 홍수사상의 돌발홍수 심도를 시간 및 공간적으로 정량화하였다. 이러한 기존의 연구는 홍수심도 산정시에 필요한 유출수문곡선을 실측된 자료를 이용하여 산정하였으나 국내의 소유역의 경우 실측된 유출수문곡선 자료가 그다지 많지 않은 관계로 인해 홍수심도를 산정하는데 많은 어려움을 내포하고 있다. 따라서 본 연구에서는 미계측 소유역중 시범유역을 선정하고 30년 이상 장기간 실측 강우의 기왕최대 시강우량 자료에 대하여 강우-유출모형을 통한 홍수유출수문곡선을 모의한 후, 빈도별 확률강우량에 대한 수문곡선 특성인자들의 비를 무차원 지수화하여 극한홍수사상에 대한 설계강우의 취약성을 평가하기 위한 홍수위험지수 (Flood Hazard Index) 산정방법을 제시하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.376-376
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• 2019

최근 수공시설물의 설계규모를 넘어서는 극한 강우사상이 발생하여 치수 목적의 수리구조물이 파괴되는 등 사회경제적으로 많은 홍수피해가 발생하고 있다. 전 세계적으로도 지구온난화, 엘리뇨, 라니냐 등 지구 환경변화에 따른 기상이변의 영향으로 홍수 발생강도(magnitude), 빈도(frequency), 피해규모 등의 측면에서 지속적으로 증가 추세를 보이고 있다(2011년 태국 대홍수, 2013년 태풍 하이옌). 극한홍수에 대한 명확한 개념정립이 부재한 상황으로 극한홍수 개념을 보다 체계적으로 정립하고 이를 바탕으로 아시아-태평양지역 태풍위원회 회원국의 실제 현업에서 홍수관리 및 치수정책 수립시 활용 가능한 극한홍수예보시스템을 구축하였다. 극한홍수정의를 수문학적 측면과 사회-경제적 측면을 고려한 정의, 일반적 정의로 구분하여 다음과 같이 정리하였다. (1) 기존에 자주 발생하지 않던 홍수로 홍수량적으로, 침수시간적으로 지금까지는 경험하지 못한 홍수이며, 수문학적으로 500년 빈도 홍수량을 초과하는 홍수량을 말한다. (2) 사회-경제적 측면을 고려한 설계홍수량을 초과하는 홍수량을 말한다. (3) 홍수량 및 홍수지속기간 측면에서 자주 경험하지 못했던 홍수로 치명적인 인명, 재산피해를 야기한 홍수량을 말한다. 정의된 극한홍수 대응을 위한 극한홍수예보시스템은 가장 단순한 수위법(Stage Method)부터 집중형 수문모형을 이용하는 LEVEL2, 레이더강우자료를 활용하여 홍수예보를 구축한 LEVEL3, 댐, 저수지 등의 극한상황을 가정하여 극한상황에 대한 수문학적 분석과 Emergency Action Plan (EAP) 수립까지 수행 가능한 LEVEL4 단계로 구성되었다. 본 연구는 극한홍수에 대한 보다 체계적인 개념 정립을 시도하였으며 이를 바탕으로 가용데이터와 시스템 운영 측면에서의 실무역량 등을 고려하여 단계적으로 활용 가능한 총 4단계 구성의 극한홍수예보시스템을 설계, 개발하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.358-358
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• 2018

대청댐은 준공이후 현재까지 37년의 수문자료가 축적되었으며 총 43회의 수문방류를 하여 연간 1.16회의 수문방류를 시행하였다. 본 연구에서는 그동안 수문방류와 지속적으로 최신화한 K-water 저류함수법을 이용하여 수문방류기간중 총강우량 현황과 강우량에 따른 11개의 강우분포형(증가, 감소, 증가감소, 균일, 감소증가, 증가계단, 감소계단, Huff1, Huff2, Huff3, Huff4)의 현황분석, 강우량별 분포형별 유출율을 분석하여 금년도 및 향후 발생이 예상되는 홍수시 수문방류결정에 활용하기 위함이다. 홍수발생 원인을 살펴보면 홍수기 초반에는 장마전선으로 인한 강우가 원인이며, 장마가 끝난 7월말~8월경에는 태풍의 영향을 받는다. 또한, 최근 엘리뇨 및 라니냐 현상의 출현에 따른 기후변화 및 이상기후의 영향으로 예측이 어려운 국지성 돌발호우의 증가로 홍수관리에 어려움을 겪기도 한다. 그러나 최근 가뭄발생이 잦아 우리나라 전역에 가뭄피해가 발생하고 있으며 또한, 홍수기에도 많은 강우가 내리지 않아 2013년 이후에는 수문방류 실적이 전무한 편이다. 홍수로 인한 재해는 인명피해 및 재산피해를 동반하는 우리나라에서 가장 심각한 재해중의 하나이며, 재해예방을 위한 홍수예보는 강우예측과 유출해석으로 나뉠 수 있다. 강우예측은 정교한 강우모형과 기상전문가의 몫이며, 정확한 유출해석은 수문학자들에 의한 연구과제였다. 우리나라 홍수유출해석에 주로 사용되는 모형은 저류함수법이며, 1961년 일본의 Kimura에 의해 창안된 이래 여러 학자들에 의한 다각도의 모형개선을 통해 수차례 모형 성능 향상이 되었다. 그동안 축적된 홍수수문자료를 바탕으로 대청댐 준공이후 수문방류기간중 강우량-강우분포-유출율 관계를 통해 강우량별, 강우분포별, 매개변수별, 유출율, 홍수조절율에 대한 통계분석 및 상관분석을 시행하여 향후 발생가능한 홍수관련 업무에 활용하고자 한다. 또한, 수문방류기간중 호우원인(장마전선, 태풍, 국지성홍수 등)에 대한 분석을 시행하고 호우사상별 매개변수를 산정하여 해당 호우에 대한 특성을 파악하고자 한다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.26 no.2B
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• pp.131-137
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• 2006

We have investigated the properties of the Singular Spectrum Analysis (SSA) coupled with the Linear Recurrent Formula which made it possible to complement the parametric time series model. The SSA has been applied to extract the underlying properties of the principal component of hydrologic time series, which can often be identified as trends, seasonalities and other oscillatory series, or noise components. Generally, the prediction by the SSA method can be applied to hydrologic time series governed (may be approximately) by the linear recurrent formulae. This study has examined the forecasting ability of the SSA-LRF model. These methods were applied to monthly discharge and water surface level data. These models indicated that two of the time series have good abilities of forecasting, particularly showing promising results during the period of one year. Thus, the method presented in this study suggests a competitive methodology for the forecast of hydrologic time series.

• Journal of the Korean earth science society
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• v.34 no.3
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• pp.224-234
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• 2013

This study examined a strong positive correlation between the North Atlantic Oscillation (NAO) index during June and the total tropical cyclone (TC) genesis frequency in the western North Pacific during July and August. To investigate a possible cause for this relationship, the mean difference between the highest positive NAO years and the lowest negative NAO years was analyzed by dividing into when the El Ni$\tilde{n}$o and La Ni$\tilde{n}$a years were included and when the El Ni$\tilde{n}$o and La Ni$\tilde{n}$a years were not included. When the El Ni$\tilde{n}$o and La Ni$\tilde{n}$a years were included, for the positive NAO years, the TCs mostly occurred in the northwestern region of tropical and subtropical western Pacific, and showed a pattern that migrate from the sea northeast of the Philippines, pass the East China Sea, and move toward the mid-latitudes of East Asia. In contrast, for the negative NAO years, the TCs mostly occurred in the southeastern region of tropical and subtropical western Pacific, and showed a pattern that migrate westward from the sea southeast of the Philippines, pass the South China Sea, and move toward the southern coast of China and Indochinese peninsula. These two different TC migration patterns affect the recurving location of TC, and for the positive NAO years, the recurving of TC was averagely found to take place in the further northeast. In addition, the migration patterns also affect the TC intensity, and the TCs of positive NAO years had stronger intensity than the TCs of negative NAO years as sufficient energy can be absorbed from the ocean while moving north in the mid-latitudes of East Asia. The TCs of negative NAO years showed weak intensity as they get weaken or disappear shortly while landing on the southern coast of China and the Indochinese peninsula. On the other hand, the above result of analysis is also similarly observed when the El Ni$\tilde{n}$o and La Ni$\tilde{n}$a years were not included.

• The Sea:JOURNAL OF THE KOREAN SOCIETY OF OCEANOGRAPHY
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• v.13 no.3
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• pp.200-209
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• 2008

Particle fluxes were measured with a time-series sediment trap from July 2003 to June 2005 at the St. KOMO(KOMO; Korea Deep-Sea Environmental Study Long-Term Monitoring Station, $10^{\circ}30'N,\;131^{\circ}20'W$) in the northeastern Pacific. Total mass fluxes at a depth of 4,960 m showed distinct seasonal variations with high values in the winter(December-February) and spring(March-May) and low values in the summer(June-August) and fall(September-November). Biogenic origin fluxes also displayed distinct seasonal variations similar to total mass fluxes. Particularly, calcium carbonate fluxes in winter and spring were more than two times greater than those in summer and fall. The prominent seasonal variations of total mass and biogenic fluxes were closely related with the seasonal changes of primary production in the surface waters; in winter and spring, primary production increased due to the enhanced supply of nutrients below the surface mixed layer by strong wind and less stratification, whereas it decreased as a result of the less supply of nutrient by reduced wind speed and strong stratification in summer and fall. The seasonal variations of total mass and biogenic fluxes in this study were higher than the differences of total mass and biogenic fluxes caused by the environmental changes such as El $Ni\tilde{n}o$ and La $Ni\tilde{n}a$ events in the previous studies. In order to understand the effects of El $Ni\tilde{n}o$ and La $Ni\tilde{n}a$ on the particle flux, therefore, the seasonal variation of particle flux in the northeastern equatorial Pacific needs to be well defined.

• Current Research on Agriculture and Life Sciences
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• v.17
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• pp.31-38
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• 1999

Trend of some hydrologic features such as precipitation, runoff and reservoir storage rates in the five great river systems of Han, Nakdong, Keum, Yeongsan and Seomjin river watershed areas were surveyed and analysed. The sample period of Sept. 1994 to Aug. 1998 (four years) was chracterized by unusual climatic features such as El Nino, La Nina and areal terrible storms. And also average values of rainfall and runoff of the priod of 1961 to 1990 (30 years) were surveyed and analysed compared with the sample preiod events for the same river systems. In case of the monthly mean rainfall of the sample period (Sept. 1994 to Aug. 1998 : 48 months) in the five great river systems, 20 months, 19 months, 20 months, 21 months and 18 months in the Han, Nakdong, Keum, Yeongsan and Seomjin river system respectively were higher than monthly average rainfall records of the 30 year records. For the monthly runoff in the same river systems, 7 months, 9 months, 7 months, 11 months and 11 month in the Han, Nakdong, Keum, Yeongsan and Seomjin river systems respectively were higher than the monthly average runoff of the period of 30 years. For the storage rates, most of the dams in the Han river systems were highly stored through the year continuously and Paldang dam was specially higher than the other dams in the same river system. And most of the dams in the other river systems were stored irregularly but getting much better than early time during the 48 months. And special climatic features were not found during the sample period of 48 months, Sept. 1994 to Aug. 1998.

• Korean Journal of Fisheries and Aquatic Sciences
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• v.46 no.6
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• pp.907-916
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• 2013

The aim of this study was to compare community structure of larval fish species in the northern East China Sea during normal meteorological conditions in autumn 2009, during the El Ni$\tilde{n}$o period in 2009-2010, and during the La Nina period in 2010. Fifty taxa were recorded during the study period; the most dominant species were Benthosema pterotum and Gobiidae spp. In October 2008 during the normal period, warm water from the Tsushima Warm Current (TWC) intruded more into the surface and middle layers, and cold water affected by the Yellow Sea Cold Water (YSCW) intruded into the bottom layer. In October 2009 during the El Ni$\tilde{n}$o period, intrusion of the China Coastal Water (CCW), which has low salinity (<32.2 psu), was more apparent than intrusion of the TWC or YSCW. In October 2010 during the La Nina period, intrusion of the TWC and CCW was relatively weak, resulting in the lowest temperature and highest salinity observed during the study period in the eastern part of the study area. Hierarchical cluster, one-way ANOSIM (analysis of similarities), and SIMPER (similarity-percentages procedure) analyses provided two main results. First, the abundance of the most dominant larval fish species in autumn of the normal period was greater than that in autumn of the El Ni$\tilde{n}$o/La Nina periods, resulting in a significant difference in ichthyoplankton community structure between the periods. The abundance of Benthosema pterotum increased in the normal period, possibly influenced by the intrusion of cold water from the YSCW; the abundance of species residing in Korean waters (e.g., Gobiidae spp.) probably decreased during the El Ni$\tilde{n}$o/La Nina periods. The second finding was that the abundance of subtropical larval fish in autumn of the normal period was generally larger than that during autumn of the El Ni$\tilde{n}$o/La Nina periods. This could have been induced by the stronger intrusion of warm water from the TWC during the normal period. Although differences in oceanographic conditions between El Ni$\tilde{n}$o and La Nina periods were observed, the differences in ichthyoplankton community structure between the two periods were not significant.