• Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
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• v.7 no.1
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• pp.35-44
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• 2005

Microclimate of Gwangneung forest watershed is characterized by analyzing wind, radiation, profiles of air temperature and humidity, soil and bole temperature, precipitation and soil water content measured at and around the flux tower from April 2000 to September 2003. Mountain-valley wind was prevalent due to the topographic effect with dominant wind from east during daytime and relatively weak wind from west during nighttime. Air temperature reaches its peak in July-August whereas monthly-averaged incoming shortwave radiation shows its peak in May due to summer monsoon. Albedo ranges from 0.12 to 0.16 during the growing season. Monthly-averaged bole temperature is in phase with monthly- averaged air temperature which is consistently higher. Monthly-averaged soil temperature lags behind air temperature and becomes higher with leaf fall. With the emergence of leafage in April, maximum temperature level during midday shifts from the ground surface to the crown level of 15-20m in May. Profiles of water vapor pressure show a similar shift in May but the ground surface remains as the major source of water. Vapor pressure deficit is highest in spring and lowest in winter. Monthly averaged surface soil temperatures range from 0 to 20℃ with a maximum in August. Monthly averaged trunk temperatures of the dominant tree species range from -5.8 to 21.6℃ with their seasonal variation and the magnitudes similar to those of air temperature. Annual precipitation amount varies significantly from year to year, of which >60% is from July and August. Vertical profiles of soil moisture show different characteristics that may suggest an important role of lateral movement of soil water associated with rainfall events.

• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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• v.18 no.1
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• pp.90-104
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• 2015

The purpose of this paper is to build a spatio-temporal evapotranspiration(ET) estimation model using Terra MODIS satellite image and by calibrating with the flux tower ET data from watershed. The fundamentals of spatial ET model, Surface Energy Balance Algorithm for Land(SEBAL) was adopted and modified to estimate the daily ET of Yongdam Dam watershed in South Korea. The daily Normalized Distribution Vegetation Index(NDVI), Albedo, and Land Surface Temperature(LST) from MODIS and the ground measured wind speed and solar radiation data were prepared for 2 years(2012-2013). The SEBAL was calibrated with the forest ET measured by Deokyusan flux tower in the study watershed. Among the model parameters, the important parameters were surface albedo, NDVI and surface roughness in order for momentum transport during calculation of sensible heat flux. As a result of the final calibration, the monthly averaged albedo and NDVI were used because the daily values showed big deviation with unrealistic change. The determination coefficient($R^2$) between SEBAL and flux data was 0.45. The spatial ET reflected the geographical characteristics showing the ET of lowland areas was higher than the highland ET.

• Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
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• v.10 no.3
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• pp.82-93
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• 2008

In order to ensure a standardized data analysis of the eddy covariance measurements, Hong and Kim's quality control program has been updated and used to process eddy covariance data measured at two levels on the main flux tower at Gwangneung site from January to May in 2005. The updated program was allowed to remove outliers automatically for $CO_2$ and latent heat fluxes. The flag system consists of four quality groups(G, D, B and M). During the study period, the missing data were about 25% of the total records. About 60% of the good quality data were obtained after the quality control. The number of record in G group was larger at 40m than at 20m. It is due that the level of 20m was within the roughness sublayer where the presence of the canopy influences directly on the character of the turbulence. About 60% of the bad data were due to low wind speed. Energy balance closure at this site was about 40% during the study period. Large imbalance is attributed partly to the combined effects of the neglected heat storage terms, inaccuracy of ground heat flux and advection due to local wind system near the surface. The analysis of wind direction indicates that the frequent occurrence of positive momentum flux was closely associated with mountain valley wind system at this site. The negative $CO_2$ flux at night was examined in terms of averaging time. The results show that when averaging time is larger than 10min, the magnitude of calculated $CO_2$ fluxes increases rapidly, suggesting that the 30min $CO_2$ flux is influenced severely by the mesoscale motion or nonstationarity. A proper choice of averaging time needs to be considered to get accurate turbulent fluxes during nighttime.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.27 no.2
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• pp.131-140
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• 2011

In this study, temporal variations of the Advanced Microwave Scanning Radiometer E (AMSR-E) soil moisture products were evaluated using ground based measurements from the Haenam flux monitoring network site for two years (2004 and 2006). Even if there were major comparison issues including spatial resolutions, AMSR-E soil moisture production showed a great potential to replicate temporal variability patterns with ground based measurements. Additional intensive validation efforts should be conducted at a variety of field conditions including vegetation type for better utilization of remotely sensed soil moisture and understanding of the land surface-atmosphere interactions in the view of hydrometeorology.

• 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.

• Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
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• v.16 no.3
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• pp.233-245
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• 2014

Nighttime correction of $CO_2$ flux is one of the most important and challenging tasks in eddy covariance measurements over a complex mountainous terrain. In this study, we have scrutinized the quality and the credibility of the $CO_2$ flux datasets which were produced by employing three different methods of nighttime correction, i.e., (1) friction velocity ($u^*$) correction, (2) light response curve (LRC) correction, and (3) advection-based van Gorsel (VG) correction. The whole year datasets used in our analysis were collected at the two KoFlux tower sites (i.e., GDK deciduous forest site at the upper hill and GCK coniferous forest site at the lower hill) located in the valley of Gwangneung National Arboretum in central Korea. The resultant magnitudes and patterns of ecosystem respiration ($R_E$), gross primary productivity (GPP), and net ecosystem exchange (NEE) of $CO_2$ showed marked differences among the datasets produced with three different correction methods, which were also site-specific. The examination from micrometeorological and ecological perspectives suggests that the major cause of some inconsistency seems to be associated with the advection of $CO_2$ along the sloping terrain and the inappropriate selection of the correction data that might have been already affected by advective flows. The comparison with the results from other studies indicated that the overall characteristics of the corrected $CO_2$ fluxes at GDK and GCK (except those with LRC correction) were well within the ranges reported in the literature for various ecosystems in East Asia in similar latitudes. However, our study also implies that there will be always a room for further improvement in the present datasets. Therefore, caution must be exercised for the data users in order to properly use the updated version of datasets through transparent, open and participatory communication with data producers.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.107-107
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• 2018

기후 변화가 심해짐에 따라 한반도의 기후 또한 온대에서 아열대로 변화하고 있다. 기후대가 변하게 되면 수문학적 순환 및 식생의 분포 또한 달라지게 된다. 식생의 분포는 결국 토지 이용을 의미하며, 서로 다른 토지 이용은 대기와의 상호작용을 통해 각기 다른 반응을 보이게 된다. 본 연구에서는 기후대가 가장 빠르게 변화하고 있는 제주도를 대상으로 기후 변화 및 토지 이용 변화에 따른 생태수문학적 영향을 Ecosystem Demography Model version 2.2(ED-2.2) 모형을 사용하여 살펴 본다. 제주도의 플럭스 타워 및 산림 조사 자료를 활용하여 ED-2.2 모형을 검증하였다. CRU-NCEP 기상자료 및 Land-Use Harmonization (LUH) 토지이용자료를 활용하여 과거기간(1500~2015)의 잠재 식생 및 실제 식생 상태를 산정하고 그 차이를 분석하였다. 산정된 최종 실제 식생 상태를 바탕으로 기후 및 토지이용 시나리오(RCP 3.0 및 6.0)를 적용하고, 다양한 전지구모형(GFDL-ESM2M, HadGEM2-ES, IPSL-CM5A-LR, MIROC5)의 기상자료에 따라 물 순환, 탄소 순환 및 식생의 분포가 어떻게 달라지는 지 분석한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.324-324
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• 2018

지구 온난화로 인한 기후변화로 점차 가속됨에 따라 이로 인한 수자원 관리의 취약성이 증가되고 있는 전망이다. 물수지 순환에서 지하수와 증발산은 수자원 총량에서 많은 부분을 차지하고 있는 인자로써, 두 인자의 정량적인 분석은 지표와 대기 시스템의 분석에서 필수적이라고 할 수 있다. 지구의 담수 중 약 30%를 차지하고 있는 것이 지하수로써 이는 토양의 수원으로도 작용할 수 있으며, 특히 지하수면이 토양과 가까울수록 토양수분에 상당한 영향을 미칠 뿐만 아니라 증발산의 변동성과도 밀접하게 연결되어 있다. 지하수위 및 수문인자의 변화는 지하수를 활용하는 농업 및 수자원 관리와도 연계되어 있으므로 지하수와 증발산의 연관성에 대한 정량적인 변화의 비교/분석이 필수적이다. 또한 식생의 종류에 따른 지하수 및 증발산의 거동이 달라지게 됨으로 이에 대한 영향 또한 고려해야 한다. 그러나 지하수와 증발산의 직접적인 관계를 규명하는 선행연구가 아직 미흡하며, 국내 수자원분야에서의 두 인자간의 직접적인 연관성에 대하여 밝힌 연구는 거의 전무한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 국내 플럭스 타워 관측 지점 중 다른 지표 특성 및 식생 조건을 가진 지역을 선정하여 각 다른 특성의 관측 지점에서의 분석을 실시하고자 한다. 관측된 수문기상인자인 증발산, 강수량과 관측 지점에서 가장 가까운 지하수 측정망으로부터 획득된 지하수 자료를 활용하여 각 인자들 사이의 연관성을 비교/분석을 실시하여 수문순환에서의 이들 간의 영향 정도를 파악할 예정이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.315-315
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• 2019

증산과 증발의 합으로 나타내지는 증발산은 지구내에서의 수문 순환에 영향을 미치는 중요한 인자로써, 지표와 대기의 에너지 교환을 담당하고 있다. 정확한 관측을 위해서 오래전부터 증발산에 대해서 관측하기 위하여 직접관측 방법들인 증발산계를 이용한 관측방법, 에디 공분산 방법을 이용한 플럭스타워 관측 방법 등을 사용하였으며, 물리 및 경험적인 방법인 Penman (1948), Monteith (1965) 방법, PT (Priestley and Taylor, 1972) 방법 등을 이용함으로써 증발산과 관계를 가진 수문기상인자를 이용함으로써 증발산에 대해서 추정하여 왔다. 대부분 지상 관측에 의존하기 때문에 시공간적인 값의 표현이 어렵다는 문제를 가지고 있으며, 관측 장비의 관리 및 유지비용이 증대로 인하여 조밀한 관측망을 구축하기 어렵다. 이러한 단점을 개선하고자 인공위성 및 재분석 자료를 활용하여 여러 경험식을 통해서 증발산 자료가 제공되고 있다. 그러나 이러한 자료들의 문제점은 각기 다른 경험식 및 다른 입력자료를 제공하고 있을 뿐만 아니라, 자료별 지역별 정확성이 차이가 발생한다. 따라서, 최근 연구에서는 지점자료와 인공위성 자료 및 재분석 자료를 모두 사용함으로써 수문기상인자를 개선하고자 하는 연구가 진행되어왔으며, 정확성 또한 개선된 것을 확인 할 수 있다. 그러나, 이러한 방법들의 가장 큰 문제점은 관측 자료가 필수적으로 필요하다는 것에 있다. 대부분의 나라나 지역에서는 조밀한 구축망을 구축하기 어렵기 때문에 실질적으로 적용하기가 어렵다는데 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 지점자료가 필요없는 융합방법을 triple collocation 방법을 이용함으로써 제안하고자 한다.

• Journal of the Korean Society of Environmental Restoration Technology
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• v.27 no.3
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• pp.67-74
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• 2024

In the context of rapid temperature rise in mid-to-high latitude regions, cold region wetlands have become a hotspot for current wetland carbon cycle research due to their high sensitivity to climate change. Strengthening the monitoring of CO₂ fluxes in wetland ecosystems is of great practical significance for clarifying the carbon balance of wetlands and maintaining the ecological balance of wetland ecosystems in China's high latitude regions. In this study, the carbon flux (NEE, Net ecosystem exchange; GPP, Gross Primary Production; RECO, Ecosystem response) of Jingxin Wetland was monitored by eddy correlation method from August 2021 to March 2024.2022-2023 shows CO₂ sinks, absorbing 349.4 g C·m^-2·yr^-1 annually. The correlation analysis showed that Ta, VPD and PPFD were the main environmental factors affecting CO₂ flux in Jingxin wetland.