• 제목/요약/키워드: 수광량

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광 추적 시뮬레이션에 의한 시간 별 파프리카의 수광 및 광합성 속도 분포 예측 (Time Change in Spatial Distributions of Light Interception and Photosynthetic Rate of Paprika Estimated by Ray-tracing Simulation)

  • 강우현;황인하;정대호;김동필;김재우;김진현;박경섭;손정익
    • 생물환경조절학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.279-285
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    • 2019
  • 작물의 일중 광합성량을 정확하게 추정하기 위해서는 일중 태양의 위치 변화에 따른 작물의 정확한 수광량 변화를 정확하게 예측해야 한다. 그러나, 이는 많은 시간, 비용, 노력이 소요되며, 측정의 어려움이 수반된다. 현재까지 다양한 모델링 기법이 적용되었으나 기존 방식으로는 정확한 수광 예측이 어려웠다. 본 연구의 목적은 파프리카의 3차원 스캔 모델과 광학 시뮬레이션을 이용하여 일중 시간 별 캐노피 수광 분포와 광합성 속도의 변화를 예측하는 것이다. 휴대용 3차원 스캐너를 이용하여 온실에서 재배되는 파프리카의 구조 모델을 구축하였다. 주변 개체의 유무에 따른 캐노피 수광 분포의 변화를 보기 위하여 작물 모델 별 간격을 60cm로 $1{\times}1$, $9{\times}9$ 정방형 배치하여 광학 시뮬레이션을 수행하였다. 광합성 속도는 직각쌍곡선 모델을 이용하여 계산하였다. 3차원 파프리카 모델 표면의 수광 분포는 오전 9시, 정오, 오후 3시의 태양 각도에 따라 서로 다른 양상을 보였다. 캐노피 총 수광량은 $9{\times}9$ 배치로 주변 개체 수가 늘어남에 따라 감소하였고, 태양 고도가 가장 높은 정오에서의 감소율이 가장 적었다. 캐노피 광합성 속도와 $CO_2$ 소모량 역시 수광량과 비슷한 양상을 보였으나 작물 상단부 엽의 광합성 속도 포화로 인해 수광량 변화에 비해 적은 감소율을 보였다. 본 연구에서는 파프리카의 3차원 스캔 모델과 광학 시뮬레이션을 이용하여 가상 환경 조건에서의 캐노피 수광과 광합성 분포를 분석할 수 있었으며, 이는 추후 다양한 재배 조건에서 작물 수광량과 광합성 속도를 예측하는 데에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

맑은 날 한낮의 사면 기온분포와 일사 수광량 간 관계 (Distribution of Midday Air Temperature and the Solar Irradiance Over Sloping Surfaces under Cloudless Condition)

  • 김수옥;윤진일
    • 한국농림기상학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.291-297
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    • 2013
  • 소규모 집수역에서 한낮 기온의 분포와 일사수광량 간 관계를 관찰하기 위해 고도 50m급 3곳, 100m급 3곳, 300m급 3곳 등 9지점의 사면에 경사향을 달리하여 무인기상관측기를 설치하고 1년간 매일 1500 기온과 직전 4시간(1100-1500) 일사량자료를 수집하였다. 운량이 0인 맑은 날에 한정하여 각 지점의 사면 일사수광량을 계산하고 1500 기온과 비교하였다. 이때 각 지점의 경사도(slope)와 경사향(aspect)은 $30{\times}30$ m 격자를 기준으로 반경이 5, 10, 15, 20, 25, 30개 격자로 평활화 하여 사용하였다. 1500 기온에 미치는 직전 4시간 일사수광량 간에는 통계적으로 유의한 회귀관계가 인정되었으며, 반경 25개 격자(750m)로 평활화한 경우 사면 기온변이의 54%를 설명할 수 있었다(y = 0.8309x + 0.0438, $r^2$ = 0.5444).

일사 수광량 보정에 의한 산악지대 매시기온의 공간내삽 (Spatial Interpolation of Hourly Air Temperature over Sloping Surfaces Based on a Solar Irradiance Correction)

  • 정유란;윤진일
    • 한국농림기상학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.95-102
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    • 2002
  • 관측밀도가 낮고 지형이 복잡한 산악지역을 대상으로 낮 시간대 기온의 경시변화를 기존의 방법으로 내삽할 경우 일사수광량의 불균일한 분포 때문에 심각한 추정오차가 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위해 기존의 기온감율을 고려한 거리역산가중 내삽모형에 일사수광량 보정항을 추가하고 오차경감 정도를 평가하였다. 강원도 평창군 일대 14km$\times$22km 지역을 10m 해상도의 수치고도모형으로 표현하고, 각 격자점에 대해 태양과 지표면 사이의 기하학적 관계를 바탕으로 시간대별 실제 일사 수광량을 직달, 산란, 반사 등 성분별로 계산하였다. 수평면 일사량과의 편차를 산출한 다음 이 지역에서 경험적으로 얻은 일사-기온 변환당량을 적용하여 보정값을 얻었다. 기존의 방법에 의해 내삽된 기온값에 이 보정값을 적용하여 대상지역 전역의 기온분포도를 작성하였다. 대상 지역 내 경사향이 서로 다른 8개 지점에서 기온을 측정하여 기온분포도와 비교한 결과 추정오차가 크게 줄어들었음을 확인할 수 있었다.

일사 수광량 보정에 의한 평창지역 고해상도 기온분포도 작성 (Air Temperature Prediction at Higher Temporal and Spatial Resolution in Pyongchang Mountainous Area)

  • 정유란;윤진일;안재훈
    • 한국농림기상학회:학술대회논문집
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    • 한국농림기상학회 2001년도 춘계 학술발표논문집
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    • pp.153-156
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    • 2001
  • 한 지점의 매시 기온 관측값에는 이 지점의 수평 및 수직 위치, 주변 식생, 하천이나 바다 등, 모든 기온결정인자의 영향이 녹아있다고 볼 수 있다. 만약 지표 특성이 이들 관측지점과 동질적이며, 관측점들의 표고에 의해 그 지형이 정확히 표현될 수 있는 넓은 지역이 있다면, 기존의 거리 역산가중법(Inverse Distance Weighting: IDW)에 의해 내삽되는 기온의 공간변이는 실제 기온의 공간변이와 일치할 것이다.(중략)

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해수면에 의해 반사된 태양복사 성분의 특성: 남한의 제주도 사례 (Properties of Solar Radiation Components Reflected by the Sea Surface: - A Case of Jeju Island, South Korea -)

  • ;;황수진;김해동
    • 한국농림기상학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.48-55
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    • 2011
  • 해안지대의 에너지평형을 결정짓는 복사성분 가운데 주변 바다로부터 반사되는 양을 무시할 수 없지만 아직 해수면 반사성분을 추정할 수 있는 방법이 확립되지 못한 실정이다. 본 연구에서는 새로운 추정방법을 고안하여 해수면 반사성분의 지리적, 계절적 분포양상을 모의하였으며, 그 결과 영향권의 면적과 수광량 모두 동지 무렵에 가장 크고 하지 무렵에 가장 적다는 것을 밝혔다. 이 방법을 제주도 한라산 사면에 적용할 경우 동지 무렵의 해수면 반사영향권은 $182.3km^2$이고 하루 누적 수광량은 $0.41MJ\;m^{-2}$ 이었다. 순간값의 경우 일 중 시간에 따라 전체 일사수광량 가운데 해수면 반사성분이 최대 33%를 차지하였다. 이 모형에 의해 해수면 반사성분을 추정할 때 가장 큰 영향을 주는 기상요인은 풍속으로 나타났다. 따라서, 현실적인 산출을 위해서는 모형에서 풍속을 고려해 주어야만 한다.

인조잔디 바닥종류에 따른 양면수광형 실리콘 태양광 모듈의 발전성능 평가 (Evaluation of Power Generation Performance for Bifacial Si Photovoltaic Modules installed on Different Artificial Grass Floors)

  • 유영균;서영주;박도현;김민수;장호준;권영훈;황보철;김우경;장성호
    • 에너지공학
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    • 제27권3호
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    • pp.1-9
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    • 2018
  • 본 연구에서는 양면수광형 태양광 발전시스템의 바닥면 적용을 목적으로 개발된 고반사율 인조잔디를 적용하여 태양광 모듈의 발전성능 옥외실증평가를 실시하였다. 사용된 모듈은 60셀 규격의 단면수광형 모듈과 2종의 양면수광형 모듈이며, 양면수광형 모듈들은 각각 split-type과 일반 box-type의 정션박스가 부착된 모델이다. 평가결과 양면모듈의 split-type 정션박스가 일반 box-type 정션박스 대비 후면출력개선에 크게 도움이 되었고, 이는 energy yield 향상으로 이어졌다. 양면수광형 모듈은 단면모듈 대비 일반 시멘트 바닥면에서는 평균적으로 28-29%, 인조잔디 바닥면에서는 29-33% 정도의 발전량 향상 (bifacial gain)을 보였다. 인조잔디의 경우 반사율을 높힌 시편의 경우 반사율(Albedo)이 0.18로 기존의 단모 및 장모의 반사율 0.14-0.15 보다 우수한 것으로 평가되었고, 이는 bifacial gain의 기존 29-30% 수준에서 33%로의 개선을 달성하였다.

인삼생육의 최적광량 구명에 관한 연구 제2보 광도가 인삼엽내 Saponin 및 유리당함량에 미치는 영향 (Studies on the Optimum Light Intensity for Growth of Panax Ginseng II. Effect of Light Intensity on the Contents of Saponin and Free Sugar in the Ginseng Leaf)

  • 이종철;최진호;천성기;이종화;조재성
    • 한국작물학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.497-503
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    • 1983
  • 수광율의 차이가 인삼엽내의 saponin과 유리당함량 및 Panaxatriol(PT)/Panaxadiol(PD) 비에 미치는 영향을 구명코자 수광량이 자연광의 5, 10, 20, 30%의 수광율(LTR) 하에서 자란 4년생 인삼엽에서 이들을 조사하였던 바 그 결과는 다음과 같다. 1. Ginsenoside별 함량은 PD계 사로닌에서는 -Rd가 가장 많았고, PT계 사포닌에서는 -Re, $Rg_1$, $-Rg_2$순으로 많았다. 2. Total 사포닌과 PT계 사로닌함량과 PT/PD의 비는 20% LTP까지 수광율이 많을수록 증가되다가 30% LTR에서는 약간 감소되었고, PD계 사포닌 함량은 수광율이 증가할수록 많아졌다. 3. Glucose, Fluctose 함량은 20% LTR에서 가장 많았으나 sucrose함량은 오히려 20% LTR에서 가장 적었다. 4. Total 사포닌 함량과 Glucose함량간에는 정(+)의 상관($r=0.992$^{**}$)이 인정되었다.

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