• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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• v.23 no.3
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• pp.263-274
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• 2020

In the Southeast Sea of Korea, a cold water mass is formed intensively in summer every year, causing frequent abnormal sea conditions. In order to analyze the spatial changes of sea surface temperature distribution in this area, ocean fields buoy data observed at Gori and Jeongja and reanalyzed sea surface temperature(SST) data from GHRSST Level 4 were used from June to September 2018. The buoy data were used to analyze the time-series water temperature changes at two stations, and the GHRSST data were used to calculate the daily SST variance and weighted mean center(WMC) across the study area. When the buoy's water temperature was lowered, the variance of SST in the study area trend to increase, but it did not appear consistently for the entire period. This is because GHRSST is a reanalysis data that does not reflect sensitive changes in water temperature along the coast. As such, there is a limit to grasping the local small-scale water temperature change in the coast or detecting the location and extent of the cold water zone only by the statistical variance representing the SST change in the entire sea area. Therefore, as a result of using WMC to quantitatively determine the spatial location of the cold water mass, when the cold water zone occurred, WMC was located in the northwest sea area from the mean center(MC) of the study area. This means that it is possible to quantitatively identify where and to what extent the distribution of cold surface water temperature appears through SST's WMC location information, and we could see the possibility of WMC's use in detecting the scale of cold water zones and the extent of regional spread in the future.

• Journal of the Korean earth science society
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• v.41 no.3
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• pp.222-237
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• 2020

A heavy (93 mm hr^-1) rainfall event accompanied by lightning occurred over Gangneung in the Yeongdong region of South Korea on August 6, 2018. This study investigated the underlying mechanism for the heavy rainfall event by using COMS satellite cloud products, surface- and upper-level weather charts, ECMWF reanalysis data, and radiosonde data. The COMS satellite cloud products showed rainfall exceeding 10 mm hr^-1, with the lowest cloud-top temperature of approximately -65℃ and high cloud optical thickness of approximately 20-25. The radiosonde data showed the existence of strong vertical wind shear between the upper and lower cloud layers. Furthermore, a strong inversion in the equivalent potential temperature was observed at a pressure altitude of 700 hPa. In addition, there was a highly developed cloud layer at a height of 13 km, corresponding with the vertical analysis of the ECMWF data. This demonstrated the increased atmospheric instability induced by the vertical differences in equivalent potential temperature in the Yeongdong region. Consequently, cold, dry air was trapped within relatively warm, humid air in the upper atmosphere over the East Sea and adjacent Yeongdong region. This caused unstable atmospheric conditions that led to rapidly developing convective clouds and heavy rainfall over Gangneung.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.55 no.6
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• pp.447-459
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• 2022

This study estimated the grid-type precipitation quantile for the Korean Peninsula using PERSIANN-CCS-CDR (Precipitation Estimation from Remotely Sensed Information using Artificial Neural Networks-Cloud Classification System-Climate Data Record), a satellite based re-analysis precipitation data. The period considered is a total of 38 years from 1983 to 2020. The spatial resolution of the data is 0.04° and the temporal resolution is 3 hours. For the probability distribution, the Gumbel distribution which is generally used for frequency analysis was used, and the probability weighted moment method was applied to estimate parameters. The duration ranged from 3 hours to 144 hours, and the return period from 2 years to 500 years was considered. The results were compared and reviewed with the estimated precipitation quantile using precipitation data from the Automated Synoptic Observing System (ASOS) weather station. As a result, the parameter estimates of the Gumbel distribution from the PERSIANN-CCS-CDR showed a similar pattern to the results of the ASOS as the duration increased, and the estimates of precipitation quantiles showed a rather large difference when the duration was short. However, when the duration was 18 h or longer, the difference decreased to less than about 20%. In addition, the difference between results of the South and North Korea was examined, it was confirmed that the location parameters among parameters of the Gumbel distribution was markedly different. As the duration increased, the precipitation quantile in North Korea was relatively smaller than those in South Korea, and it was 84% of that of South Korea for a duration of 3 h, and 70-75% of that of South Korea for a duration of 144 h.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.16-16
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• 2019

기후변화 시나리오 및 계절예측 자료를 포함한 기후정보를 수자원 분야에 활용하기 위해서는 기후정보의 시 공간적인 상세화(donwscaling)을 필요로 한다. 상세화의 경우 역학적 상세화와 통계학적 상세화로 구분될 수 있으며, 통계학적 상세화를 위해서는 대상 지역의 기후특성을 대표할 수 있는 장기 관측 자료의 확보가 중요하다. 국내의 경우에는 자동기상관측장비(Automatic Weather System, AWS)와 종관기상관측장비(Automatic Synoptic Observation System, ASOS)로 부터 수집된 기상관측자료를 사용할 수 있으나 기후변화 시나리오의 통계적 상세화를 위해서는 30년 이상의 자료 기간을 포함하는 ASOS 자료가 적합하다. 하지만 개발도상국과 같이 기상관측기반이 열악한 지역에서는 잦은 결측 등으로 인하여 품질이 좋은 관측자료의 획득이 어려운 상황이다. 따라서 본 연구에서는 측이 포함된 장기 기상관측 자료로부터 대상 지역의 기후특성을 재현할 수 있도록 기본적인 QC(Quality Control)을 거쳐 결측 자료를 보완할 수 있는 기법 및 R 기반패키지를 개발하여 적용성을 평가하였다. 개발된 기법의 적용성 평가를 위해서 기상청에서 QC를 통해 제공하고 있는 60개 ASOS 지점의 관측자료 중 강수량과 기온 변수를 사용하였다. 최대 50%까지의 현실적인 결측 패턴을 임의로 생성하기 위해 실제 개발도상국 관측자료의 일단위 결측 패턴을 이용하였다. 자료의 QC는 관측일 누락/중복 및 문자형 관측값 등 기본적인 오류 검사, 기온의 경우 물리적 허용 범위에 대한 검사, 최고기온과 최저기온의 비교 및 계측기 오작동에 의한 동일한 값의 반복 등을 포함한 내적 일치성 검사를 우선적으로 수행한다. 이후 결측값에 대해서 인근 기상관측소와의 상관성 분석 결과를 기반으로 결측값을 채우고, 최종적으로는 다양한 위성자료 및 재분석 자료 중에서 일단위 기후특성의 재현성 평가를 통해 선정된 격자형 자료와의 상관성 분석 결과를 기반으로 결측값을 보정하였다. 기온의 경우는 결측률이 높더라도 월평균 기후특성에 큰 영향을 미치지 않았지만 강수의 경우에는 5% 이상의 결측이 발생하는 경우 월평균 강수량에 영향을 미쳐 지역의 강수량을 과소 추정하는 결과를 보였다. 개발된 QC 기법을 강수 자료에 적용한 결과 월평균 기후특성을 잘 복원하는 결과를 보였지만, 일단위 강우 사상의 재현에 있어서는 미흡한 결과를 보였다.

• Journal of the Korean Geographical Society
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• v.49 no.6
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• pp.833-848
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• 2014

The assessment of the current and future climate change-induced potential wind energy is an important issue in the planning and operations of wind farm. Here, the authors analyze spatiotemporal characteristics and variabilities of wind energy over Korean Peninsula in the near future (2006-2040) using Representative Concentration Pathway(RCP) scenarios data. In this study, National Institute of Meteorological Research (NIMR) regional climate model HadGEM3-RA based RCP 2.6 and 8.5 scenarios are analyzed. The comparison between ERA-interim and HadGEM3-RA during the period of 1981-2005 indicates that the historical simulation of HadGEM3-RA slightly overestimates (underestimates) the wind energy over the land (ocean). It also shows that interannual and intraseasonal variability of hindcast data is generally larger than those of reanalysis data. The investigation of RCP scenarios based future wind energy presents that future wind energy density will increase over the land and decrease over the ocean. The increase in the wind energy and its variability is particularly significant over the mountains and coastal areas, such as Jeju island in future global warming. More detailed analysis presents that the changes in synoptic conditions over East Asia in future decades can influence on the predicted wind energy abovementioned. It is also suggested that the uncertainty of the predicted future wind energy may increase because of the increase of interannual and intra-annual variability. In conclusion, our results can be used as a background data for devising a plan to develop and operate wind farm over the Korean Peninsula.

• Journal of the Korean earth science society
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• v.37 no.7
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• pp.465-475
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• 2016

The diurnal and semidiurnal tides in the global atmosphere are examined using 3-hourly geopotential height field of the state-of-the-art reanalysis data. Unlike the previous studies, the spatial structure and seasonality of those tides are analyzed from the surface of the earth to the stratosphere. It is found that, at most levels, diurnal tide is strong in the midlatitudes while semidiurnal tide is predominant in the tropics. The former shows strong seasonal cycle with a larger amplitude in summer than in winter in both hemispheres. This is different from the semidiurnal tide which has essentially no seasonal cycle. In term of the vertical structure, while semidiurnal tide has a barotropic structure, diurnal tide exhibits a distinct vertical structure with increased amplitude and height. Especially tropical diurnal tide exhibits a nearly opposite phase from the surface to the free troposphere, and to the upper stratosphere. Its amplitude also varies nonlinearly with height, possibly influenced by water vapor, ozone, gravity waves and solar radiation.

• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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• v.25 no.5
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• pp.477-482
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• 2015

Linear regressions and evolutionary nonlinear regression based compensation techniques for the short-range prediction of wind speed are investigated. Development of an efficient MOS(Model Output Statistics) is necessary to correct systematic errors of the model, but a linear regression based MOS is hard to manage an irregular nature of weather prediction. In order to solve the problem, a nonlinear and symbolic regression method using GP(Genetic Programming) is suggested for a development of MOS for wind speed prediction. The proposed method is compared to various linear regression methods for prediction of wind speed. Also, statistical analysis of distribution for UM elements for each method is executed. experiments are performed for KLAPS(Korea Local Analysis and Prediction System) re-analysis data from 2007 to 2013 year for Jeju Island and Busan area in South Korea.

• Journal of the Korean Solar Energy Society
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• v.36 no.1
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• pp.49-61
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• 2016

The power production using hub height wind speed tends to be overestimated than actual power production. It is because the hub height wind speed cannot represent vertical wind shear and blade tip loss that aerodynamics characteristic on the wind turbine. The commercial CFD model WindSim is used to compare and analyze each power production. A classification of atmospheric stability is accomplished by Monin-Obukhov length. The concentric wind speed constantly represents low value than horizontal equivalent wind speed or hub height wind speed, and also relevant to power production. The difference between hub height wind speed and concentric equivalent wind speed is higher in nighttime than daytime. Under the strongly convective state, power production is lower than under the stable state, especially using the concentric equivalent wind speed. Using the concentric equivalent wind speed considering vertical wind shear and blade tip loss is well estimated to decide suitable area for constructing wind farm.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 2003.09a
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• pp.112-125
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• 2003

구름의 몬순의 활동에 있어서 직접적으로나 간접적으로 영향을 준다. 본 연구에서는 이러한 구름이 몬순의 활동에 어떠한 영향을 주는지를 알아보기 위해 ISCCP 구름자료와 GAME 재분석 자료를 입력자료로한 장파 복사 모델을 수행하였다. 모델 수행의 결과로 얻어진 대기 상부에서의 플럭스는 CERES 관측치와 비교하였으며, 구름에 의한 가열율은 몬순활동을 해석하기 위해 사용하였다. 구름이 몬순에 끼치는 영향을 파악하기 위해 맑은 대기의 가열율과 구름을 포함한 평균 대기의 가열율의 차이를 구하였으며, 이를 수평과 연직분포의 관점에서 해석하였다. 가열율의 지리적 분포는 수평적으로는 인도양에서 장파 복사 가열율의 최대가 나타났으며, 가열의 최저 (냉각)은 티벳고원에 나타났다. 이러한 공간적 분포는 구름이 남북방향으로 차등가열을 유발시키고 있음을 보여주고 있어 구름의 분포가 열적인 몬순순환을 강화시켜주고 있음을 시사하고 있다. 이러한 차등가열의 강화는 동서방향으로도 나타나 구름이 동서방향 순환에도 영향을 줄 수 있음을 보여준다. 구름에 의한 복사 가열의 연직구조는 운정에 의한 냉각과 운저에 의한 가열이 일어날 수 있음을 보여주고 있으며, 이로 인해 대기의 불안정성이 높아져 연직 운동을 향상시킬 수 있는 역할을 하고 있음이 밝혀졌다. 즉 몬순순환에 의해 생성된 구름은 구름 생성의 원인이 되었던 순환을 더욱 강화시키고 있음을 보이고 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.255-255
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• 2020

아프리카 대륙에서 존재하는 가장 큰 사하라 사막(Sahara desert)의 면적은 지난 1세기 동안 기후변화로 인하여 10% 정도 증가하였고, 미래에도 기온상승으로 인하여 증가할 것으로 판단된다. 사하라 사막 면적의 증가로 인하여 아프리카의 자연식생과 수자원뿐만 아니라 아프리카에 거주하는 사람들의 삶에 많은 영향을 미치기에 사막의 면적 또는 경계선의 위치를 예측함은 매우 중요하다. 본 연구에서는 Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 (CMIP5)의 36개 Global Climate Models (GCMs)과 ERA-interim 재분석 자료의 1979~2000년 강수 자료들을 이용하여 사헬(Sahel) 지대 서쪽(15W~15E, 10N~20N)과 동쪽(15E~35E, 10N~20N)의 강수량과 사막경계선을 비교하였다. 또한, 각 모델의 과거 모의 성능을 평가하여 미래 기후 예측성을 판단하고자 한다. 본 연구에서는 22년 평균 강수량이 200mm 이하인 지역을 사막이라 정의하고, 모델별로 연평균 강수량과 사막경계선에 대한 root mean square error(RMSE)를 산정하여 평가하였다. 또한, 습윤 정적 에너지(Moist. Static Energy; MSE), 바람(풍속 및 풍향) 자료를 이용하여 각 모델의 사막경계선의 오차에 대한 이유를 분석하였다. 이 연구를 바탕으로 하여 사헬 지대의 강수량 및 사막면적 모의의 불확실성 요소를 이해하고, 미래 상세 지역 수문기후 변화 예측에 활용 가능한 GCMs을 선별할 수 있을 것으로 판단한다.