• Title/Summary/Keyword: 복사수지

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Spatio-temporal Distribution of Downward Shortwave Radiation using MODIS Satellite Imagery (MODIS 위성 이미지를 이용한 태양 복사 에너지의 시공간 분포 특성)

  • Choi, Minha;Hwang, Kyotaek;Kim, Hyun Woo
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 2011.02a
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    • pp.106-106
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    • 2011
  • 지표면으로 입사하는 태양 복사 에너지를 정확하게 산출하는 것은 에너지 수지 방법을 이용한 유역 분석의 신뢰도를 높이는데 기여할 수 있다. 태양 복사 에너지는 지형 인자와 대기 인자를 이용하여 산정할 수 있으나 기상관측장비 특성상 지점값 위주의 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 이러한 공간적 제약을 완화하기 위해 원격탐사 기법을 이용하여 지표면에 들어오는 태양 복사 에너지를 산출하고자 하였다. 시간, 공간적으로 중규모 해상도를 가지고 있는 Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer(MODIS) 위성 관측 이미지를 이용하여 태양 복사 에너지의 시공간 분포를 산정하고 그 결과를 연구 지역인 광릉/해남 KoFlux site의 지상 관측값을 이용하여 검증함으로써 산정 모형의 국내 적용성을 확인하였다. 비교적 적은 수의 인자를 필요로 하는 Allen et al.(2007) 태양 복사 에너지 산정 모형과 36가지의 서로 다른 파장 이미지를 이용하여 산출된 MODIS 대기 자료를 이용하여 결과를 산정함으로써 모형의 간편성 및 효율성을 확인할 수 있었다. 특히 광릉/해남 KoFlux site 관측치와 모형 산정값과의 상관계수가 각각 0.95, 0.96으로 매우 높은 값을 가짐으로써 모형의 높은 신뢰성을 검토하였다. 향후 연구의 결과로써 얻어진 태양 복사 에너지의 시공간 분포특성 분석을 통해 에너지 수지 방법의 정확성을 향상시키고자 한다.

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High School Student Perception of the Relationships between Solar and Visible Radiation and between Terrestrial and Infrared Radiation (태양 복사와 가시광선 복사 및 지구 복사와 적외선 복사의 관계에 대한 고등학생들의 인식)

  • Lee, Jong-Jin;Seo, Eun-Kyoung;Ahn, Yumin
    • Journal of the Korean earth science society
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    • v.43 no.2
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    • pp.312-323
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    • 2022
  • This study began with the hypothesis of whether "solar radiation" and "terrestrial radiation" can be replaced by "visible radiation" and "infrared radiation", respectively. To this end, we investigated the perceptions of high school students who completed the Earth Science I course through a questionnaire to reveal how they perceived each concept. We also analyzed the descriptions and illustrations of textbooks that may have affected their perceptions. All of the students who participated in the questionnaire recognized solar radiation as radiation emitted only in the visible light region. About 35% of the students recognized convection, conduction, and latent heat as energy transfer by radiation in the Earth's heat budget. By analyzing six types of Earth Science I textbooks in the 2015 revised curriculum, we observed that two types introduced the terms "shortwave radiation" and "longwave radiation" but had no explanation for them, while the other two described solar radiation as "radiation mainly in the visible light region" or "radiation in short wavelengths". Regarding solar and terrestrial radiation in the last two types, there was no explanation for the wavelength regions, or ambiguous terms such as "short wavelength" and "long wavelength" were used. In addition, the two textbooks contained some errors in the illustration of the energy budget. Considering that textbooks described solar and terrestrial radiation without defining the exact terms for shortwave and longwave radiation, learners are likely to recognize solar and terrestrial radiation as visible and infrared radiation, respectively. This finding implies that vague statements or errors in textbooks can cause or reproduce students' misconceptions. The discussion in this study is expected to be used as a helpful reference material for teaching and learning processes regarding the Earth's radiation equilibrium and heat budget, and thereby contribute to proposing reasonable description plans for future textbook writing.

Compensative Relationship Between Sensible and Latent Heat Fluxes in Surface Energy Partitioning (지표면 에너지 분배에서 현열과 잠열의 상보적인 움직임에 대한 고찰)

  • Kwanghun Choi;Kyungrock Paik
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2023.05a
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    • pp.44-44
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    • 2023
  • 지표면 위 에너지 수지, 즉 순 복사에너지가 어떤 비율로 지열, 현열, 잠열로 분할되는지를 이해하는 것은 매우 중요한 문제이지만, 에너지 분할과 주변 환경 변수 사이의 인과관계를 역학적으로 설명하는 것은 난제로 남아있다. 이 연구에서는 지표면 에너지 분할에서 어떠한 조건에서라도 보편적으로 발견되는 특성을 찾아서 다양한 식생 조건에서 관측된 복사에너지 및 열 플럭스 관측소의 자료를 토대로 각 에너지 항의 시간 변동성을 분석했다. 시계열 분석을 위해 공분산 기법을 통해 관측한 현열 및 잠열 자료를 제공하는 Fluxnet 자료를 사용했으며, International Geosphere-Biosphere Programme (IGBP) 구분법에 따라 낙엽수림, 상록수림, 농지 및 사바나에 위치한 관측소의 자료를 비교 분석했다. 모든 관측소에서 에너지 수지에서 현열과 잠열의 합이 전체 순 복사에너지에서 차지하는 비중은 시간에 따라 큰 변화를 보이지 않는다는 특성을 발견했다. 하지만, 현열 또는 잠열이 차지하는 비중은 큰 계절성을 보여주고 있었다. 이를 종합하면 현열과 잠열이 상호보완적으로 발생한다는 것을 의미한다. 한편 시간에 따른 두 열 플럭스의 움직임은 해당 관측소 근처에서 서식하는 식생 특성과 깊게 관련됐음을 확인했다.

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Investigation of SeaWiFS Retrieved Aerosol Optical Parameters of Asian Dust Storms During ACE-Asia 2001 (2001 ACE-Asia 기간동안 SeaWiFS에 의해 관측된 황사의 광학적 파라미터 분석)

  • 이권호;김영준
    • Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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    • 2003.05b
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    • pp.205-206
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    • 2003
  • 대기중의 에어로졸은 지구-대기 시스템에 직접효과(direct effect)와 간접효과(inderect effec)로 불리우는 복사효과를 나타내어 지구복사수지에 영향을 미치는 인자이다. 또한 대기중에서 비교적 짧은 체류시간과 공간적인 변화성으로 인하여 제역적인 효과가 매우 크게 일어남에도 불구하고 그 효과가 정확히 알려져 있지 않다 (IPCC, 200l). 따라서 지역적인 규모의 에어로졸의 복사특성 관측이 중요한 요소가 되었다. 이러한 연구의 일환으로 수행된 일련의 프로젝트들은 TARFOX(Tropospheric Aerosol Radiative Forcing Obserational Experiment; Russel et al., 1999). (중략)

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Atmospheric Radiation, Albedo, Trunk Temperature, and Leaf Area of Meteorological Aspects in a Mixed Forest at Kwangneung Arboretum (광릉수목원 혼합림에서의 기상학적 관점의 대기복사, 알베도, 나무온도, 잎면적)

  • 김연희;조경숙;김현탁;엄향희;최병철
    • Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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    • 2002.11a
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    • pp.432-433
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    • 2002
  • 지표면은 일사 에너지를 다른 에너지로 변환하여 군락 및 대기 운동에 원동력을 제공한다. 산림과 대기 사이에서 발생하는 에너지 교환을 이해하기 위해서는 대기복사, 알베도, 나무온도, 잎면적 등에 관한 조사가 필수적이다. 특히 태양 복사의 측정은 지표와 대기에서의 에너지 수지에 관한 가장 정확한 측정방법중 하나이다(Cho et al., 2002). (중략)

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Fire Characteristics of Phenolic Resin for Interial Materials of Passenger Train (철도차량 내장재료용 페놀수지의 내열특성)

  • Lee, Cheul-Kyu;Lee, Duck-Hee;Jung, Woo-Sung
    • Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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    • v.4 no.2 s.13
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    • pp.29-34
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    • 2004
  • The time to ignition, heat release rate characteristics, and carbon monoxide yield of fiber reinforced and sandwich phenol resin were investigated with cone calorimeter. The fire characteristics of unsaturated polyester, mostly being applied to the existing passenger train, and phenolic resin were compared. DSC & TGA was used to monitor the degree of thermal decomposition and weight loss for the phenolic resin. According to the cone calorimeter data, the time to ignition was shorter, heat release rate, and CO yield was higher as the external heat flux increased. Under the same heat flux, the time to ignition of sandwich type phenolic resin was shorter than that of laminated. The result of comparison between unsaturated polyester and phenolic resin was that phenolic resin was shown to have better fire resistance than unsaturated polyester.

Analysis of Meteorological and Radiation Characteristics using WISE Observation Data (WISE 관측자료를 이용한 기상 및 복사 특성 분석)

  • Lee, Hankyung;Jee, Joon-Bum;Min, Jae-Sik;Kim, Sangil;Chae, Jung-Hoon
    • Journal of the Korean earth science society
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    • v.39 no.1
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    • pp.89-102
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    • 2018
  • We analyzed the meteorological and radiation characteristics of Seoul metropolitan area using data from energy flux towers that were installed and operated by the Weather Information Service Engine (WISE). The meteorological and radiation variables included temperature, pressure, wind speed, wind direction, relative humidity, surface temperature, rainfall amount, upward and downward solar radiation, upward and downward longwave radiation, albedo and emissivity from 14 energy flux stations located in the Seoul metropolitan area from July 2016 to July 2017. According to the monthly data during the period, the albedo is low and emissivity is high at the Jungnang station in the urban and opposite at Bucheon station in the suburban area. For a station in natural state, the albedo was higher than urban stations because solar radiation reflects effectively. Relatively high temperatures were shown at stations located in urban area with low albedo and high emissivity, in general. However, temperature was high at Gajwa and Ttukseom stations, the albedo was relatively high due to the station environment surrounded by glass wall buildings and the Han river. In the station located in suburban area, both emissivity and temperature were low. Among these stations, Bucheon station had the highest emissivity values because the surface temperature was relatively lower than that of the suburban area. As a result, the albedo decreased and the emissivity increased at stations in urban areas. Additionally, Seoul metropolitan area had less than $100Wm^{-2}$ of net radiation, which implied that radiation energy could be absorbed in the atmosphere.

Estimation of Net Longwave Radiation in South Korea using Stefan Boltzmann Equation (대기복사식을 이용한 남한지역 순 장파복사량의 추정)

  • Kim, Hyun Woo;Hwang, Kyotaek;Choi, Minha
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 2011.02a
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    • pp.219-219
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    • 2011
  • 순 장파복사량은 지표면으로 입사되는 하강 장파복사량(Downward Longwave Radiation, $R_{ld}$)과 지표면에서 반사되는 상승 장파복사량(Upward Longwave Radiation, $R_{lu}$)의 차이로 정의되는데 이는 에너지 수지 및 농업기상 연구의 중요한 주제 중 하나로서 다루어져 온 순복사량의 중요한 요소이다. 일반적으로 $R_{lu}$의 경우 지표면 온도와 방사율(emissivity)를 이용하여 산출되므로 정확히 추정이 가능하나, $R_{ld}$의 경우 대기 최상층에서 관측되는 방사량과 지표면 근처의 방사량을 함께 고려해야 하므로 실측이 어렵다. $R_{ld}$는 야간 복사계(pyrgeometer)를 이용하여 직접적으로 측정할 수 있지만 관측기기 자체가 구비되어있는 관측소가 적어 매우 드물게 이용된다. 또한 단파 복사 에너지 측정 기기에 비해 비용이 많이들고 종종 관측값이 큰 오차를 가지고 있기 때문에 실무에 적용하기 힘든 단점이 있다. 따라서 기상 관측소에서 얻어지는 증기압과 온도 관측치를 물리식, 경험식 등에 적용하여 산정하게 된다. 현재는 $R_{ld}$의 추정은 관측된 방사량간의 관계를 나타내는 경험식을 기반으로 지표면 근처의 대기 온도와 습도를 이용하여 산출하는 방법이 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 증발산 산정 알고리즘 개발의 시발점으로써 $R_{ld}$를 먼저 구하고 $R_{lu}$를 구하였다. 신뢰성 높은 방법을 이용하여 $R_{ld}$를 구하게 되면 정확도 높은 $R_N$을 구하는 데 기여할 수 있으며, 궁극적으로 보다 정확한 증발산을 산정할 수 있게 된다. $R_{ld}$는 일반적으로 clear sky 조건 하에서의 복사 에너지 플럭스($R_{ldc}$)를 구한 후 구름의 양에 따라 보정한다. 하강 장파복사량의 경우 널리 사용되는 공식 중 하나인 Brutsaert의 공식을 사용하였다. 광릉, 해남에 위치한 플럭스 타워지점에서 실측된 기온과 실제 수증기압을 입력인자로 사용하여 지점별 $R_{ldc}$를 먼저 구하고 Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer(MODIS) 영상자료를 이용하여 검증한 뒤 최종적으로 남한지역을 대상으로 순 장파복사량 지도를 작성하였다. 이를 위해 MODIS 07 대기 프로파일 산출물(Atmospheric Profile Product)중 기온 및 이슬점온도를 추출하여 산정식의 입력자료로서 사용하였다. 상승 장파복사량의 경우 MODIS 11 지표면 온도 산출물(Land Surface Temperature product)를 이용하여 산정하였다. 이는 남한 지역의 증발산량 추정 및 에너지 수지 연구를 위한 중요한 기본 자료로서 유용하게 사용될 수 있으리라 사료된다.

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Observation of the Cirrus Cloud Optical Porperties using a Multi-wavelength Lidar System (K-JIST 다파장라이다 시스템을 이용한 상층운의 광학적 특성 관측)

  • 노영민;최성철;김영준
    • Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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    • 2003.05b
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    • pp.283-284
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    • 2003
  • Cirrus cloud는 항상 지구대기의 20%정도를 덮고 있으며, 지구 복사수지와 기후변화에 영향을 미치며 그들의 미세물리학적이고 광학적인 특성에 따라 대기온도의 상승이나 냉각효과를 나타낸다. 일반적으로 적도지방에서는 가열효과를 지니고 중위도지방에서는 냉각효과를 지닌다(F.Nicolas et al, 1997). 이러한 중요성으로 외국에서는 Cirrus cloud에 대한 많은 연구(K. Sassen et al, 2001, C. M. R. Platt et al, 1998)가 이루어졌으나 국내에서는 관측 대상의 시간적ㆍ공간적 제약으로 연구가 거의 이루어지지 않고 있다. (중략)

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The characterization of global aerosols using AERONET data (AERONET 자료를 이용한 전 지구적 에어러솔의 특성 조사)

  • 원재광;윤순창
    • Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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    • 2002.04a
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    • pp.127-128
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    • 2002
  • 대기 중 에어러솔이 지구의 복사수지에 미치는 영향을 파악하기 위한 연구들은 여러 각도에서 수행되고 있다. 2001년 봄철에 진행된 ACE-Asia 뿐만 아니라, ACE, ACE2, TARFOX, INDOEX 등등의 여러 집중 측정연구들이 수행되었다. 그러나 에어러솔 관측자료의 시공간적 한계는 여전히 남아있으며, 위성관측을 통한 에어러솔의 분석도, 다양한 지표면 상태 및 에어러솔의 특성에 대한 불완전한 가정 등으로 인해 충분한 정보를 제공하지 못하고 있다. (중략)

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