• Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
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• v.54 no.4
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• pp.83-92
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• 2012

짐바브웨는 식량부족을 격어 오고 있으며, 이는 기후변화에 따른 수자원의 부족, 인구증가, 개발 및 환경보전 등으로 인하여 앞으로는 더욱 심화될 것으로 보인다. 3가지 배출시나리오 (A2, A1B, B1)에 대한 13개의 GCM 기후자료로부터 상세화한 기후예측값과 AquaCrop 작물모형을 이용하여 기후변화가 짐바브웨의 주곡인 옥수수의 수확량에 미치는 영향과 모형예측값의 불확실성을 분석하였다. 작물생육환경이 잘 유지된다고 가정하고 옥수수 잠재생산량을 모의한 결과 기준년도 (1970s)에 비해 2020s, 2050s and 2090s 년대에 평균 (범위) 8 % (6-9 %), 14 % (10-15 %) 및 16 % (11-17 %) 증가할 것으로 예측되었다. 같은 기간에 대한 물의 생산성은 평균 (범위) 7 % (4-13 %), 13 % (6-30 %) 및 15% (6-23 %) 증가할 것으로 예측되었다. 기온의 꾸준한 상승과 대기중 이산화탄소 농도 증가로 인한 시비효과로 인하여 미래에는 옥수수 단위 생산량과 물의 생산성이 증가할 것으로 예측되었으며 증가 범위를 보면 모형간의 변동성이 상당히 큰 것을 알 수 있었다. 본 연구결과는 기후변화가 짐바브웨의 옥수수 생산량에 미치는 영향과 변동성을 제시하므로서 장기적인 식량계획의 기초자료로 이용될 수 있을 것이다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.42 no.1
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• pp.33-50
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• 2009

The impact on hydrologic components considering future potential climate, land use change and vegetation cover information was assessed using SLURP (Semi-distributed Land-Use Runoff Process) continuous hydrologic model. The model was calibrated (1999 - 2000) and validated (2001 - 2002) for the upstream watershed ($260.4\;km^2$) of Gyeongancheon water level gauging station with the coefficient of determination and Nash-Sutcliffe efficiency ranging from 0.77 to 0.60 and 0.79 to 0.60, respectively. Two GCMs (MIROC3.2hires, ECHAM5-OM) future weather data of high (A2), middle (A1B) and low (B1) emission scenarios of the IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) were adopted and the data was corrected by 20C3M (20th Century Climate Coupled Model) and downscaled by Change Factor (CF) method using 30 years (1977 - 2006, baseline period) weather data. Three periods data of 2010 - 2039 (2020s), 2040 - 2069 (2050s), 2070 - 2099 (2080s) were prepared. To reduce the uncertainty of land surface conditions, future land use and vegetation canopy prediction were tried by CA-Markov technique and NOAA NDVI-Temperature relationship respectively. MIROC3.2 hires and ECHAM5-OM showed increase tendency in annual streamflow up to 21.4 % for 2080 A1B and 8.9 % for 2050 A1B scenario respectively. The portion of future predicted ET about precipitation increased up to 3 % in MIROC3.2 hires and 16 % in ECHAM5-OM respectively. The future soil moisture content slightly increased compared to 2002 soil moisture.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.157-157
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• 2012

본 연구에서는 충주댐유역($6,642km^2$)을 대상으로 미래 기후변화가 다목적댐의 이수운영에 따른 하류하천유량에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 이를 위해, 물리적 기반의 장기유출모형인 SWAT(Soil and water assessment tool) 모형과 저수지의 홍수조절, 용수공급계획, 저수지 제약사항 조사 및 실시간 의사결정지원이 가능한 HEC-ResSim 모형을 적용하였다. 먼저, 미래 댐유입량 산정을 위해 IPCC(Intergovernmental panel on climate change)에서 제공하는 A1B 배출시나리오를 포함하는 MIROC3.2 hires 모형의 결과로부터 충주댐 유역의 총 6개 기상관측소에 대한 과거 30년(1997~2006) 실측자료를 바탕으로 미래 온도와 강수에 대한 편이보정(Bias correction) 및 상세화(Downscaling) 과정을 통하여 미래 기후자료(2040s, 2080s)를 생산하였다. 그 결과, 미래 연평균 온도는 기준년도인 2010년에 비해 최대 $+4.8^{\circ}C$(2080s)의 온도증가를 보였으며, 강수량의 경우 여름과 가을 강수량이 다소 감소하였으나 연평균 강수량은 최대 +34.4%(2080s) 증가하는 것으로 전망되었다. 기후변화에 따른 충주댐의 유입량 산정은 SWAT모형을 이용하여 수자원공사에서 제공하는 1995~2010년까지의 일별 댐유입량 자료를 제공받아 모형의 보정 및 검증을 실시하였다. 기후변화 시나리오 적용에 따른 연평균 댐 유입량은 2080s에 39.8% 증가는 것으로 전망되었다. 이러한 댐유입량의 변화는 댐운영의 변화를 가져올 것으로 예상된다. 따라서, 본 연구에서는 HEC-ResSim모형을 이용하여 충주댐의 월별 용수공급계획(생공용수, 발전용수, 관개용수, 하천유지용수) 및 저수지 운영룰(Rule)에 따른 이수운영모의를 통해 미래 댐유입량 시나리오별 저수위변화 및 방류량을 산정하고 하류 하천의 유황변화를 분석하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.55-55
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• 2011

기후변화는 지구 온난화와 같은 인위적인 변화와 기후 자체의 자연적인 변동성에 기인하고 있으며 기후변화의 영향으로 인해 물관리 분야에도 영향을 받고 있다. 이러한 기후변화의 영향은 가용 수자원량의 예측과 이를 관리하는 측면의 불확실성을 증가 시키고 있으며 미래 물관리가 더욱 어려울 것으로 전망되고 있다. 이에 본 연구에서는 기후변화에 대응한 수자원의 종합적인 관리 차원에서 시공간적 물수급 불균형 해소를 위한 방법론을 제시하고자 유역 물관리 모형인 KModSim을 이용하여 낙동강유역을 대상으로 수자원 네트워크를 구축하였다. 유역의 자연유량을 산정하기 위하여 SWAT 모형을 이용하였으며, 현실적으로 유역의 물관리 문제에 접근하기 위해서 낙동강 유역의 수리시설물, 생 공용수 및 농업용수, 댐용수 및 하천수 점용허가 등의 수리권 자료에 근거하여 KModSim을 구축하였다. 미래 기후변화 시나리오(온실가스 배출이 현 수준에서 지속될 것으로 가정한 균형적 발전 시나리오인 A1B 사용)를 적용하였으며 현재(1980~2009년)와 미래(2011~2100년)를 각각 30년씩 구분하여 기후변화에 대한 생활 공업 농업용수의 수요량 변화, 하천유지용수의 공급 변화, 다목적 댐 모의 운영 결과를 검토하였다. 낙동강 유역의 상류 다목적댐의 용수공급 능력은 2040년 초반부터 저류량이 감소 등 물공급에 심한 영향을 받을 것으로 전망되었다. 이와 같은 기후변화의 영향은 수요량에 대응하는 저수지의 공급능력에 영향을 주게 되어 물공급 시설의 운영에 어려움이 있을 것으로 전망되었다. 농업용수에 대한 기후변화의 영향평가 결과 또한 2041년부터 2070년의 기간에 부족이 발생하는 것으로 모의되었다. 생활과 공업용수의 물공급은 기존의 물공급 시설 투자 덕분으로 기후변화의 영향이 두드러지지 않은 것으로 나타났으나 일부 지역은 기후변화에 영향을 고려하지 않더라도 취약한 것으로 모의 되었다. 하천유지유량의 경우 지류가 본류에 비해 하천유지유량의 확보가 어려운 것으로 나타났지만 양적으로는 본류가 부족량이 더 많은 것으로 모의되었다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.45 no.11
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• pp.1121-1130
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• 2012

Projected changes and their impacts on water quality are simulated in response to climate change stressors. CGHR (T63) simulation on the A1B scenario is converted to regional scale data using a statistical down-scaling method and applied to SWAT model to assess water quality impacts in Nakdong River basin. The results demonstrate that rainfall-runoff and pollutant loading in the future (2011~2100) will clearly increase as compared to the last 30-year average. The rate of pollutant loading increase is expected to continue its acceleration until 2040s. Runoff also shows similar patterns to the precipitation, increasing by 60%. Accordingly, the runoff increase results in escalation of pollutant loading by 35~45% for TSS and 5~20% for T-P. This phenomenon is more pronounced in the upper basin during winter and spring season.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.276-276
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• 2012

일반적으로 기후변화영향에 관한 연구수행을 위해 전지구기후모형(GCM; Global Climate Model)이 사용되고 있다. 하지만 GCM은 공간해상도(Spatial resolution)가 거칠기 때문에 수문학 분야에서 주로 사용되는 유역규모의 지역적인 스케일특성과 물리적 특징을 표현하는데 한계가 있다. 또한 GCM 기후변수들 중 강수량의 경우 한반도 지역의 6월과 10월 사이에 연강수량의 67% 이상이 집중되는 계절성을 반영하지 못하고 있으며, 높은 불확실성을 보이고 있다. 본 연구에서는 GCM 기반의 다지점 인공신경망기법을 적용한 상세화(Downscaling)를 실시하였다. GCM의 24개 2D변수에 대한 주성분분석을 실시하여 신경망의 학습인자로 사용하였으며, 학습, 검증 및 예측기간은 각각 1981~1995년, 1996~2000년, 2011~2100년으로 A1B 시나리오를 대상으로 상세화를 실시하였다. 또한, 여름철 태풍사상을 모의하기 위한 Stochastic Typhoon Simulation기법과 Baseline과 Projection 사이의 강수량 보정을 위한 Dynamic Quantile Mapping 기법을 적용하여, 강수량의 불확실성을 최소화 하고자 하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.278-282
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• 2010

기후변화는 홍수나 가뭄과 같은 극한사상의 발생가능성을 증가시키게 됨과 동시에 하천유량, 홍수, 수질, 생태, 지하수, 농업, 융설, 수력발전 등 수자원 전반에 걸쳐 영향을 미치고 있다. 이 중 홍수는 국민의 생명과 재산에 직접적으로 영향을 미치기 때문에 상당수의 국가들이 홍수로부터 자국민을 보호하기 위한 다양한 정책을 제시하고 있다. 이러한 정책을 수립하는데 있어서 무엇보다 중요한 것이 미래의 강수량이 기후변화로 인하여 얼마나 변하게 되는지를 정량적으로 평가하는 것이다. 이에 본 연구에서는 기후변화의 영향을 평가하기 위해서 프랑스 국립기상연구소에서 개발한 A1b시나리오 기반의 CNCM3모형을 대상으로 KNN기법과 일강수발생모형을 적용하여 기상청 산하 58개 관측소의 일 강수량으로 축소하였다. 제시된 일 강수량을 이용하여 2020s, 2050s, 2080s에 해당하는 80년, 100년, 150년, 200년 빈도의 확률강수량을 각각 산정하였다. 검토결과 확률강수량은 전국 58개 지점 중 49~52개 지점정도가 증가하는 것으로 나타나 현재에 비해서 전반적으로 증가하는 것으로 예측되었으며, 지점별 증가량의 경우, 빈도별로 차이를 보이기는 하나 현재에 비해서 전반적으로 3%~7%정도 증가하는 것을 알 수 있었다.

• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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• v.15 no.1
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• pp.64-75
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• 2012

To predict the future distribution of forest vegetation, the present forest stand distributions of South Korea were represented by multinomial logit model with the following environmental variables: summer average precipitation, the coldest month average temperature, elevation, degree of base saturation, and soil organic matter. The future forest community was predicted by applying the MIROC3.2 hires A1B scenario. The future climate data were downscaled by statistically method. The coldest month average temperature increased $4.4^{\circ}C$, $6.0^{\circ}C$, and $9.4^{\circ}C$, and 3 months average precipitation changed -1.2%, 5.7%, and 5.3% for 2020s, 2050s, and 2080s respectively. For the projected summer precipitation and the coldest temperature, the future deciduous and mixed forests in the study area increased 56.9% and 8.3% and the coniferous forest decreased 11.2% in 2080s based on present.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.46 no.3
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• pp.253-265
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• 2013

The objective of this study is to analyse the current climate zone applied by K$\ddot{o}$ppen climate classification and the future climate zone projected by the A2 scenario in Asia regions. The spatial and temporal variations of precipitation and temperature were also analyzed. As regards to the result of analysis on the variation of climate factor, temperature and precipitation will be increasing $4.0^{\circ}C$ and 12% respectively in the 2080s comparing with the reference period (1991~2010). Spatially, the range of temperature increase on the high latitude area is higher than that on the low latitude area. The precipitation will be increasing averagely in the overall area, but the spatial unequal distribution of precipitation will be intensified. At the result of the future climate zone, the area of warm climates will be increasing while the area of cold climates will be decreasing. In 2080s, the temperature will be increasing as much as 7.2% and 1.9% on the Tropical climates and Arid climates respectively, but it will be decreasing as -2.4%, -4.9% and -1.8% on the Warm temperate climates, Cold climates and Polar climates respectively. Furthermore, the part of Savannah climates and Desert climates will be mostly increasing. It is mainly caused by the temperature increase and desertification impact according to global warming.

• Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
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• v.8 no.4
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• pp.209-221
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• 2006

The purpose of this study is to analyze the effects of climate change on the nonpoint source pollution in a small watershed using a mid-range model. The study area is a basin in a rural area that covers 384 ha with a composition of 50% forest and 19% paddy. The hydrologic and water quality data were monitored from 1996 to 2004, and the feasibility of the GWLF (Generalized Watershed Loading function) model was examined in the agricultural small watershed using the data obtained from the study area. As one of the studies on climate change, KEI (Korea Environment Institute) has presented the monthly variation ratio of rainfall in Korea based on the climate change scenario for rainfall and temperature. These values and observed daily rainfall data of forty-one years from 1964 to 2004 in Suwon were used to generate daily weather data using the stochastic weather generator model (WGEN). Stream runoff was calibrated by the data of $1996{\sim}1999$ and was verified in $2002{\sim}2004$. The results were determination coeff, ($R^2$) of $0.70{\sim}0.91$ and root mean square error (RMSE) of $2.11{\sim}5.71$. Water quality simulation for SS, TN and TP showed $R^2$ values of 0.58, 0.47 and 0.62, respectively, The results for the impact of climate change on nonpoint source pollution show that if the factors of watershed are maintained as in the present circumstances, pollutant TN loads and TP would be expected to increase remarkably for the rainy season in the next fifty years.