본 연구에서는 강수예보의 선행시간을 확보하기 위하여 기상청 지상관측망 자료뿐만 아니라 MTSAT-1R 위성영상자료와 수치예보모형인 RDAPS(Regional Data Assimilation and Prediction System) 자료를 활용하고, 입력자료 사이의 물리적인 비선형 상관관계를 효과적으로 고려하기 위하여 인경신경망 기법을 적용한 단시간 강수예측모형을 개발하고자 하였다. 또한 강수의 변화특성을 반영하기 위하여 장마기(6월, 7월)와 태풍기(8월, 9월)로 세분화하여 인공신경망 구축을 위한 학습훈련을 수행하였다. 구축된 모형은 서울지점을 대상으로 선행시간 3, 6, 9, 12시간에 대해서 강수예측을 수행하였다. 2006부터 2008년까지 학습훈련 후 2009년 서울지점의 강수예측결과, 장마기의 상관계수는 각 선행시간에 대해서 0.6998, 0.6498, 0.4434, 0.2961, RMSE(Root Mean Square Error)는 0.7605, 2.8431, 3.1973, 4.2147, 태풍기 상관계수는 0.5368, 0.5089, 0.4164, 0.2392, RMSE는 1.2218, 2.3144, 3.9153, 5.2145로 나타났다. 각 선행시간별로 장마기의 예측결과가 태풍기보다 다소 정확하게 도출되었으며, 선행시간 9시간 이후부터는 정확도가 급격히 낮아지는 결과를 얻었다.
아산만에서 장마기 전 후 수온, 염분, 영양염, chlorophyll ${\alpha}$ 농도와 중형동물플랑크톤 등에 대해 분포의 특성과 이들 간의 관계를 파악해 보았다. 장마기에 담수 유입에 의한 환경 변화는 동물플랑크톤과 식물플랑크톤(chlorophyll ${\alpha}$) 분포에 직접적인 영향을 주었다. 장마기에 유입된 담수로 인해 영양염 농도는 높아졌고 동물플랑크톤 개체수는 크게 감소하였다. 반면, 식물플랑크톤(chlorophyll ${\alpha}$)은 장마기 종료 시점에 생체량이 증가하였다. 이는 방조제로부터 유출수 증가에 따른 동물플랑크톤 감소와 영양염 유입의 증가가 나타난 후 식물플랑크톤의 생체량이 증가하는 생물학적 과정이 연결되어 나타난 것으로 판단된다. 동물플랑크톤의 분포는 수온 변화에 따라 종별로 다른 양상을 보여 봄철 우점종과 여름철 우점종으로 구분 지을 수 있게 하였다. 이는 수온이 역시 중요한 분포요인이 됨을 보여준다. 그러나 장마로 인한 염분 변화는 전체 동물플랑크톤의 분포에 큰 영향을 주었으며 특히, Noctiluca scintillans, Acartia pacifica, Sagitta crassa에게는 수온보다 장마로 인한 염분 변화가 더 크게 작용한 것으로 판단되었다.
버뮤다그래스에 퍼레니얼라이그래스를 오버시딩 했을 때 퍼레니얼라이그래스의 밀도는 3월부터 점차적으로 증가하여 5월 말에는 88,000주/$m^2$를 유지하였다. 그러나 장마기를 거치면서 급격히 줄어들어 9월 초순경에는 0주/$m^2$가 되었다. 반면에 버뮤다그래스의 밀도는 3월경에 2,000주/$m^2$에서 온도가 증가함에 따라 점차 증가하여 5월 중순경에 10,000주/$m^2$, 6월 초순경에는 20,000주/$m^2$로 증가하였으며, 장마기를 거치면서 일조량 부족으로 7월 중순경에는 4,000주/$m^2$로 떨어졌다. 장마 후에는 밀도가 급격히 증가하여 9월 초순경에는 50,000주/$m^2$ 정도를 유지하였다. 퍼레니얼라이그래스로 오버시딩한 버뮤래스 페어웨이의 품질은 4월 중순부터 6월 중순까지 좋은 품질이 유지되다가 장마기이후 7월말에 가장 나빴으나 이후 점차 향상되어 9월 초순부터 10월 초순까지 좋은 품질을 나타내었다. 봄철 버뮤다그래스의 전이시기를 앞당겨 장마기의 품질저하를 최소화하기 위하여 trifloxysulfuron-sodium을 처리한 결과, 5월중순경부터 버뮤다그래스로 전이가 이루어져 6월 중순경에는 70,000주/$m^2$ 정도의 밀도를 보였으며 장마기에도 약 30,000주/$m^2$를 유지하여 무처리구에 비하여 약 3배 이상의 높은 밀도를 유지하였다.
본 연구는 대청댐 방류에 따른 하류 하천에 대한 수질의 시, 공간적 변이를 파악하기 위해서 2000$\sim$2007년까지 8년간 측정된 환경부 수질측정망 자료를 분석하였다. 총 8개의 수질변수를 이용하였으며, 이들의 수질 특성은 연별, 조사지점별, 댐 방류량별로 큰 변이를 보였다. 전기 전도도와 영양염류인 TN, TP는 계절 및 월별 분석에 의하면 하류 하천인 S4에서 장마기에 크게 감소하는 현상을 보였으며, 지점별로 분석에서 대청댐(S1)에서 하류 하천(S4)으로 갈수록 증가하는 양상을 보였다. 또한 BOD와 COD의 경우도 하류로 갈수록 증가하는 양상을 보인다. 이는 장마기에 정수대(Lentic ecosystem)인 S1에서는 외부로부터의 영양염류 및 기타 오염물질의 유입으로 소폭 상승하나 유수대(Lotic ecosystem)인 S4에서는 상류부 댐의 방류로 인하여 영양염류 및 기타 오염물질이 희석효과로 인하여 상대적으로 감소하는 양상을 나타냈다. SS의 지점별 특성을 보면, 장마기에 S1에 비하여 하류인 S4에서 높은 값을 보였는데, 이는 대전시에서 흘러나오는 지천의 영향이 하류 수질악화에 영향을 준 것으로 사료된다. DO의 월별 특성으로는 수온이 상승하는 장마기에 가장 낮은 값을 보여 수온과 상반되는 양상을 보였다. S1에서는 장마가 끝난 10월에 가장 낮은 값을 보였는데 이는 장마기 대청호로 중층 유입된 호수수가 장마 후기에 반영된 것으로 사료되었다. 반면, 수온의 월별 특성은 장마기에 증가하는 양상을 보였으며, 지점별로 댐내의 호수수와 최하류 하천수간에 큰 차이를 보였다. 이러한 하류하천의 수질특성들은 상류댐의 방류량과 밀접한 연관성을 나타내고 있고, 이런 특성은 상류부 댐의 방류량 조절이 하류 하천의 수질변화에 큰 영향을 주는 것으로 나타났다.
장마포기에는 적도에서 동지나 지역은 주로 대류에 의한 강수가 우세했으며, 대다수의 수증기는 인도 몬순지역에서 이류되어 온 수증기임을 안 수 있었다. 장마기에는 한반도 지역은 convection에 의한 강수는 미소하나 microphysics에 의한 강수가 지배적이었다. 이 때 수증기의 근원(강수량)은 인도 몬순지역에서 이류되어 온 수증기이다. 비장마기에 우리나라 및 대다수의 지역은 microphysics에 의한 강수가 지배적이었다. 또한 태풍의 북상으로 인한 대량의 수증기의 이류이다. 수증기의 대부분은 Rossby wave의 복동방향 전파에 기인한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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