• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.47 no.9
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• pp.753-766
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• 2014

The future mean sea level rise (MSLR) due to climate change in major harbors of Korean Peninsula has been estimated by some statistical methods in this article. Firstly, Mann-Kendall non-parametric trend test to find some trend in the observed long-term tidal data has been performed and also Bayesian change point analysis has been used also to detect the location of change points and their magnitude quantitatively. Especially, in this study, the results from Bayesian change point analysis have been applied to combine 4 future MSLR scenario projections with local MSLR data at 5 tidal gauges. This proposed procedure including Bayesian change point analysis results can improve the step for the determination of starting years of future MLSR scenario projections with 18.6-year lunar node tidal cycle and effectively consider local characteristics at each gauge. The final results by the proposed procedure in this study have shown that the future MSLR in Jeju region (Jeju tidal gauge) is in the largest increment and also the future MSLRs in Western region (Boryeong tidal gauge) and Southern region (Busan tidal gauge) are in the second largest one. Finally, it has been shown that the future MSLRs in Southern region (Yeosu tidal gauge) and Eastern region (Sokcho tidal gauge) seem to be in the relatively smallest growth among 5 gauges.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.269-269
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• 2022

최근 낙동강 하구 기수생태 복원에 있어서 중요한 요소 중 하나는 하굿둑 외해측의 보다 높은 정도를 가지는 조석예보치 산정과 이를 통해 하굿둑 방류량과 해수 유입량을 추정하여 주변 환경 등을 예측할 수 있다. 기수생태 복원이 본격으로 논의가 진행 전인 2016년까지는 하구에서 수km 떨어진 기존 조위관측소(부산 및 가덕도)를 활용하여 하류수위를 예측하여 왔지만 조위 높이와 위상 차이로 인하여 활용이 용이하지 않다. 따라서, 낙동강 하굿둑 인접 외해역에서 조석 영향을 받는 수위관측치를 이용하여 조석조화분해를 통해 조위 예측을 보다 정밀하게 산정하는 것이 필요하다. 연구방법으로는 낙동강 하굿둑 외해역에서 관측된 2016년, 2017년 각각 1년간 10분간격으로 관측자료의 저장상태 및 이상자료 유무를 확인하고, 조석조화분해 프로그램인 TASK2000(Tidal Analysis Software Kit) Package를 이용하여 2016년, 2017년 낙동강 하굿둑 인접 외해역에서 관측된 조위자료를 각각 조석조화분해한 결과로 관측조위와 예측조위 비교하였고, 관측조위와 예측조위를 뺀 성분인 조석잔차성분을 구했다. 조화분해결과, 낙동강 하굿둑 외해역은 일반적인 연안역의 조석과는 달리 하천수의 유출, 배수갑문의 조작, 연안사주지형에 의한 조석변형 등 매우 복잡하고 불규칙적인 특성인 기상성분(기압, 바람 등)에 의한 교란을 고려한다면 예측정확도가 상당부분 확보되는 것으로 나타났다. 또한 장주기 성분과 비선형 조석성분의 크기를 비교해 볼 때 거의 편차가 없이 나타나 조석조화상수를 이용한 예보 가능성을 확인할 수 있었다. 조위검증은 2016년의 1년치의 조석자료를 이용하여 조화분해된 조화상수 63개를 이용하여 2017년의 조석 예보치를 산정하였으며, 이를 2017년의 낙동강 하굿둑 외해역의 조석관측치와 조석예측치를 1대 1 비교하는 방식으로 검증하였고, 이들의 상관관계를 파악하기 위하여 두 성분에 대하여 Regression Analysis를 수행하여 예측조위와 관측조위 사이에는 Pre=0.9535×Obs+0.396과 같은 관계식이 성립하는 것으로 분석되었다. 또한, 두 성분간의 상관도는 0.9535로 높게 나타났다. 조위예측 프로그램인 TASK2000 Package 중 MARIE를 이용한 조위예측 프로그램의 신뢰도가 매우 높은 것으로 판단되고, 해당년도 조위예측 시에는 가능하면 직전년도의 1년 조석관측자료를 조화분해하고 얻어진 조화상수를 이용하여 조위예측을 실시하면 보다 정확한 자료를 얻을 수 있다.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.22 no.4
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• pp.344-353
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• 2016

The cause of abnormal tidal residuals was examined by analyzing sea levels, sea surface atmospheric pressures, winds at ten tide stations, and current, measured at the coast of the Yellow Sea from the night of November $24^{th}$ to the morning of the $25^{th}$ in 2013, along with weather chart. Additionally, the cross-correlations among the measured data were also examined. The 'abnormal tidal residuals' mentioned in this study refer to differences between maximum and minium tidal residuals. The largest abnormal tidal residual was identified to be a difference of 176 cm occurring over 4 hours and 1 minute at YeongJongDo (YJD) with a maximum tidal residual of 111 cm and minimum of -65 cm. The smallest abnormal tidal residual was 68 cm at MoSeulPo (MSP) during 8 hours 52 minutes. The cause of these abnormal tidal residuals was not a meteo-tsunami generated by an atmospheric pressure jump but wind generated by the pressure patterns. The flow speed due to these abnormal tidal residuals as measured at ten tide stations was not negligible, representing 16 ~ 41 % of the annual average ebb current speed. From the cross correlation among the tidal residuals, winds, and tidal residual currents, we learned the northern flow, due to southerly winds, raised the sea level at Incheon when a low pressure center located on the left side of the Korean Peninsula. After passing the Korean Peninsula, a southern flow due to northerly winds decreased the sea level.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.1834-1838
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• 2007

감조하천을 비롯한 주요 하천에서 수자원량의 정량화는 수위-유량관계곡선식 개발로부터 가능한 일이다. 그러나 신뢰성 있는 수위-유량관계곡선식을 개발하는 것은 수문관측의 불확실성과 현장의 열악한 사정 등으로 발생하는 오차들 때문에 어려운 일이다. 조위의 영향을 받는 감조하천은 무 강우에도 수위의 변동이 심한 특성으로 수위와 유량의 관계를 규정하는 것은 일반 하천의 경우보다 난해하다고 할 수 있다. 본 연구는 감조하천의 유출특성 분석에 관한 기초적인 연구로 향후 감조하천 구간에 설계되는 수공구조물의 설계, 혹은 치수목적으로 설계되는 유수지 등의 설계에 이용될 유량자료를 제공하기 위함이다. 유량자료를 생산하기 위해서는 대상 수위관측소지점의 수위-유량관계곡선식으로부터 수위-수문곡선을 유량-수문곡선으로 환산하여야 한다. 이렇듯 유량자료는 곡선식의 정밀도에 전적으로 좌우되기 때문에 신뢰성 있는 곡선식 개발은 중요한 일이다. 본 연구에서는 감조하천에서의 유량자료 생산과 유출 특성을 분석하고자, 만경강 수계에 위치하는 목천 지점을 대상유역으로 선정하였다. 2006년 저 평수기 및 홍수기에 걸쳐 유량측정을 실시하여 다수의 유량측정성과를 확보하였으나 조위의 영향으로 산만한 수리특성을 보였다. 따라서 본 연구에서는 이에 대한 영향을 파악하기 위해서 감조의 영향권에서 각각의 유량이 어떻게 변화하는지 검토하고자 국립해양조사원 해양자료실의 조위관측소에서 제공하는 군산외항 지역의 조석예보표를 이용하여 분석하였다. 본 연구의 분석 결과, 유량측정 당시 간조와 만조의 영향권에서 측정이 이루어진 관계로 유량과 유속 등의 수리 특성이 많은 변화가 발생한 것으로 분석되었다. 이와 같은 영향으로 목천과 같은 감조하천의 경우, 저수위 측정성과는 그 분산정도가 심해 일반화된 수위-유량관계 곡선의 개발이 의미 없다고 판단되며, 홍수기에 측정된 성과를 바탕으로 고수위대의 수위-유량관계 곡선식을 개발하여야 할 것으로 판단된다. 본 연구를 통해 일부 확인된 바와 같이, 일반적인 자연하천이 아닌 감조하천의 경우는, 각각의 수위대별 유량 값의 변화가 발생하는 바 기간별 혹은 간조와 만조부를 포함하여 유량측정을 하여야 할 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Society of Disaster Information Conference
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• 2022.10a
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• pp.49-50
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• 2022

본 논문에서는 천문 및 기상에 의해 발생하는 조위 변동에 대한 이해를 높이고 나아가 이와 관련한 피해를 줄이고자 우리나라의 29개 조위관측소 자료를 바탕으로 크게 서해안, 남해안(제주 지역 포함), 동해안 지역으로 구분하여 지역별 조위의 특성과 태풍에 의한 영향을 분석하였다. 2000년부터 2021년까지의 조위 평균(표준편차)은 서해안은 628 cm(68 cm), 남해안은 270 cm, (35 cm), 동해안은 63 cm (15 cm)로 서해안이 가장 높고 동해안이 가장 낮은 편이다. 이러한 차이는 각 지역이 태풍의 영향권에(6월에서 10월 사이에 발생한 태풍의 진로 상 중심이 각 지역으로부터 10°반경 이내에 위치) 있을 때도 일관되게 나타난다. 서해안, 남해안, 동해안에서 특히 조위가 높게 나타나는 지역은 평택, 완도, 마산으로 태풍 영향 시에 각각 최대 1030 cm, 444 cm, 265 cm를 기록하였다. 다만, 서해안은 태풍의 영향을 받은 날과 그렇지 않은 날의 최대 조위 차이가 16 cm로 남해안의 108 cm나 동해안의 49 cm에 비해 뚜렷하게 떨어진다. 본 논문에서는 이렇듯 지역별 조위 특성의 차이 및 태풍에 의한 조위 변동을 정량적으로 분석하여 폭풍해일 특보 등 조위에 의한 피해 예방에 사용할 수 있는 참고 자료를 제시하였다.

• Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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• v.28 no.5
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• pp.505-513
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• 2010

This study investigate the characteristics of tidal constituents, and long-term mean sea level oscillations at Incheon bay. For this, the conditions of three tide stations around Incheon bay have examined, and carried out harmonic analysis on water level data for periods of about 40 years(1960~2007). Four major tidal constituents($M_2$, $S_2$, $K_1$, $O_1$) of each tide station showed tendency that change over the 18.61year lunar node cycle, and the type of tide at three stations is mainly semi-diurnal tides. And also, the past monthly tidal modulations are especially sensitive to the cumulative year of water level data in accuracy of tidal prediction. In case that regard the detached data at three tide stations as a single time series data of 40 years, the results of analysis on a single time series, long-term mean sea level oscillations and modulations of tidal datum at tide stations appears with a range of about 10cm, respectively. In addition, the predicted tides at the Inchcon harbor by global and regional tide models of OSU(Oregon State University) based on various satellite altimetric(Topex Poseidon, Topex Tandem, ERS, GFO) data are compared with the observed tides by KHOA(the Korea Hydrographic and Oceanographic Administration). The results show that the high resolution regional model is a quite good agreement at coastal shallow water region.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.28 no.6
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• pp.874-881
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• 2022

Until 2016, before discussions on the restoration of brackish water of the Nakdong River Estuary started in earnest, the downstream water level was predicted using the data of existing tide level observatories (Busan and Gadeokdo) several kilometers away from the estuary. However, it was not easy to carry out the prediction due to the dif erence in tide level and phase. Therefore, this study was conducted to estimate tide prediction more accurately through tidal harmonic analysis using the measured water level affected by the tides in the offshore waters adjacent to the Nakdong River Estuary. As a research method, the storage status of observation data according to the period and abnormal data were checked at 10-minute intervals in the offshore sea area near the Nakdong River Estuary bank, and the observed and predicted tides were measured using TASK2000 (Tidal Analysis Software Kit) Package, a tidal harmonic analysis program. Regression analysis based on one-to-one comparison showed that the correlation between the two components was high correlation coef icient 0.9334. In predicting the tides for the current year, if possible, more accurate data can be obtained by harmonically analyzing one-year tide observation data from the previous year and performing tide prediction using the obtained harmonic constant. Based on this method, the predicted tide for 2022 was generated and it is being used in the calculation of seawater inflow for the restoration of brackish water of the Nakdong River Estuary.

• The Sea:JOURNAL OF THE KOREAN SOCIETY OF OCEANOGRAPHY
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• v.26 no.4
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• pp.307-326
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• 2021

Real-time sea level observations from tide gauges include missing and erroneous values. Classification as abnormal values can be done for the latter by the quality control procedure. Although the 3𝜎 (three standard deviations) rule has been applied in general to eliminate them, it is difficult to apply it to the sea-level data where extreme values can exist due to weather events, etc., or where erroneous values can exist even within the 3𝜎 range. An artificial intelligence model set designed in this study consists of non-annotated recurrent neural networks and ensemble techniques that do not require pre-labeling of the abnormal values. The developed model can identify an erroneous value less than 20 minutes of tide gauge recording an abnormal sea level. The validated model well separates normal and abnormal values during normal times and weather events. It was also confirmed that abnormal values can be detected even in the period of years when the sea level data have not been used for training. The artificial neural network algorithm utilized in this study is not limited to the coastal sea level, and hence it can be extended to the detection model of erroneous values in various oceanic and atmospheric data.

• Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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• v.34 no.3
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• pp.299-308
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• 2016

Various space geodetic techniques have been developed for highly precise and cost-efficient positioning solutions. By correcting the physical phenomena near the earth’s surface, the positioning accuracy can be further improved. In this study, the vertical crustal deformation induced by the ocean tide loading was accurately estimated through GNSS absolute and relative positioning, respectively, and the tidal constituents of the results were then analyzed. In order to validate the processing accuracy, we calculated the amplitude of eight major tidal constituents from the results and compared them to the global ocean tide loading model FES2004. The experimental results showed that absolute positioning and positioning done every hour during the observation time of 2 hours, which yielded an outcome similar to the reference ocean tide loading model, were better approaches for extracting tide constituents than relative positioning. As a future study, a long-term GNSS data processing will be required in order to conduct more comprehensive analysis including an extended tidal component analysis.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.28 no.5
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• pp.265-276
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• 2016

The 2011 Tohoku, Japan Tsunami, which occurred on March 11, 2011, reached the Korean Peninsula and was recorded at numerous tide stations. In the records of the north-eastern tide stations, tsunami forerunners were found in only about a few minutes after the earthquake, which was much earlier than the expected arrival time based on a numerical simulation. Murotani et al. (2015) found out that the bathymetry effect is related to the tsunami forerunners observed in Japan and Russia. In this study, the tsunami forerunners observed in Korea were well reproduced by a numerical simulation considering the bathymetry effect. This indicates that it is important to consider the bathymetry effect for a tsunami caused by an earthquake on shallowly dipping fault plane(e.g. 2011 Tohoku, Japan Earthquake). However, since the bathymetry effect requires additional computation time, it is necessary to examine the problems that results from applying the bathymetry effect to the tsunami warning system.