• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2022.05a
• /
• pp.481-481
• /
• 2022

본 연구에서는 기후 변화 완화에 대한 잠재력을 평가하기 위해 국내에서 가장 우세한 소나무 종인 Pinus densiflora의 기후변화에 대한 반응을 평가하였다. 기후변화의 시나리오로 4가지 대표 농도경로(RCP)에 기반 하여 CO₂, 강수량, 온도의 변화를 개별 및 조합하였다. 생태수문학적 및 지구화학적 모델인 ecosys를 활용 및 보완하여 광릉 시험림에 적용하였다. 본 연구에서는 대기 중 CO₂ 증가가 총일차생산량(GPP)과 순일차생산량(NPP)에 미치는 긍정적인 영향이 강수량과 기온 변화로 인한 부정적인 영향보다 더 큰 것으로 나타났다. 특히, 기준 시나리오와 비교하여 각각 RCP2.6, 4.5, 6.5, 8.5에서 3.79%, 13.44%, 18.26%, 28.91%의 NPP 개선이 모의되었다. 또한, 본 연구에서는 지표하 질소 유출과 지표 N₂O 플럭스가 기후 변화가 심해짐에 따라 소나무 생장 향상 및 토양 수분 저하로 인하여 토양 질소 손실 감소가 모의되었다. 기후변화의 강도가 증가함에 따라 증발산량이 증가하였지만, 기공 감소는 토양에서 흡수하는 물이용 및 광합성 효율 증진을 가져왔다. 이러한 결과는 소나무가 기후 변화를 완화하는 환경 친화적인 선택으로 작용할 수 있는 잠재성을 나타낸다.

• Journal of Environmental Impact Assessment
• /
• v.27 no.3
• /
• pp.291-306
• /
• 2018

This study was designed to predict potential habitat of Japanese evergreen oak (Quercus acuta Thunb.) in Korean Peninsula considering its dispersal ability under climate change. We used a species distribution model (SDM) based on the current species distribution and climatic variables. To reduce the uncertainty of the SDM, we applied nine single-model algorithms and the pre-evaluation weighted ensemble method. Two representative concentration pathways (RCP 4.5 and 8.5) were used to simulate the distribution of Japanese evergreen oak in 2050 and 2070. The final future potential habitat was determined by considering whether it will be dispersed from the current habitat. The dispersal ability was determined using the Migclim by applying three coefficient values (${\theta}=-0.005$, ${\theta}=-0.001$ and ${\theta}=-0.0005$) to the dispersal-limited function and unlimited case. All the projections revealed potential habitat of Japanese evergreen oak will be increased in Korean Peninsula except the RCP 4.5 in 2050. However, the future potential habitat of Japanese evergreen oak was found to be limited considering the dispersal ability of this species. Therefore, estimation of dispersal ability is required to understand the effect of climate change and habitat distribution of the species.

• Ecology and Resilient Infrastructure
• /
• v.5 no.3
• /
• pp.189-198
• /
• 2018

In 21th century, climate change is one of the fundamental issue. Greenhouses gases are pointed as the main cause of climate change. Soil play a vital role of carbon sink and also can be a huge source of greenhouse gases defense on the management. Flux of greenhouse gases is not the only factor can be changed by climate change. Climate change can alter proper management. Temperature change will modify crop planting and harvesting date. Other management skills like fertilizer, manure, irrigation, tillage can also be changed with climate change. In this study, greenhouse gases emission in rice paddy in South Korea is simulated with DNDC model from 2011 - 2100 years. Climate for future is simulated with RCP 8.5 scenario for understanding the effect of climate change to greenhouse gases emission. Various rice paddy flooding techniques were applied to find proper management for future management. With conventional flooding technique, climate change increase greenhouse gases emission highly. Marginal flooding can decrease large amount of greenhouse gases emission and even it still increases with climate change, it has the smallest increasing ratio. If we suppose the flooding technique will change for best grain yield, dominant flooding technique will be different from conventional flooding to marginal flooding. The management change will reduce greenhouse gases emission. The result of study shows the possibility to increase greenhouse gases emission with climate change and climate change adaptation can show apposite result compared without the adaptation.

• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.56 no.6
• /
• pp.381-392
• /
• 2023

Precipitation, runoff, and evapotranspiration are changing worldwide due to climate change and human activities. Because watershed runoff is an important component of the hydrological cycle, it is important to investigate the changes in watershed runoff for water resources management. This study collected observed data of runoff, precipitation, temperature, and evapotranspiration in the Geum River basin as well as their synthetic data according to Representative Concentration Pathways (RCP) scenarios, investigated the trend of hydro-meteorological variables using the Mann-Kendall test, and quantitatively evaluated the effects of climate change and human activities on the watershed runoff using the climate elasticity approach and the Budyko framework. The results indicated that the relative contribution of climate change and human activity to changes in runoff varies from region to region. For example, the watershed with the greatest contribution from climate change and human activity were the Yongdam Dam (#3001) basin and the Daecheong Dam (#3008) basin, respectively. Future climate change showed an increase in precipitation and temperature in both RCP 4.5 and 8.5 scenarios, resulting in changes in runoff in the Geum River basin from 44.8% to 65.5%, respectively. We concluded that the effect on watershed runoff can be separated into climate change and human activities, which will be important information in establishing sustainable water resource management plans.

• Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
• /
• v.15 no.4
• /
• pp.219-233
• /
• 2013

We employed the ecological niche modeling framework using GARP (Genetic Algorithm for Ruleset Production) to model the current and future geographic distribution of Pinus densiflora based on environmental predictor variable datasets such as climate data including the RCP 8.5 emission climate change scenario, geographic and topographic characteristics, soil and geological properties, and MODIS enhanced vegetation index (EVI) at 4 $km^2$ resolution. National Forest Inventory (NFI) derived occurrence and abundance records from about 4,000 survey sites across the whole country were used for response variables. The current and future potential geographic distribution of Pinus densiflora, one of the tree species dominating the present Korean forest was modeled and mapped. Future models under RCP 8.5 scenarios for Pinus densiflora suggest large areas predicted under current climate conditions may be contracted by 2090 showing range shifts northward and to higher altitudes. Area Under Curve (AUC) values of the modeled result was 0.67. Overall, the results of this study were successful in showing the current distribution of major tree species and projecting their future changes. However, there are still many possible limitations and uncertainties arising from the select of the presence-absence data and the environmental predictor variables for model input. Nevertheless, ecological niche modeling can be a useful tool for exploring and mapping the potential response of the tree species to climate change. The final models in this study may be used to identify potential distribution of the tree species based on the future climate scenarios, which can help forest managers to decide where to allocate effort in the management of forest ecosystem under climate change in Korea.

• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
• /
• v.23 no.4
• /
• pp.120-139
• /
• 2020

This study is to assess the future agricultural land use and climate change impacts on irrigation water requirement using CLUE-s(Conversion of Land Use and its Effects at Small regional extent) and RCP(Representative Concentration Pathway) 4.5 and 8.5 HadGEM3-RA(Hadley Centre Global Environmental Model version 3 Regional Atmosphere) scenario. For Nonsan city(55,517.9ha), the rice paddy, upland crop, and greenhouse cultivation were considered for agricultural land uses and DIROM(Daily Irrigation Reservoir Operation Model) was applied to benefited areas of Tapjeong reservoir (5,713.3ha) for Irrigation Water Requirement(IWR) estimation. For future land use change simulation, the CLUE-s used land uses of 2007, 2013, and 2019 from Ministry of Environment(MOE) and 6 classes(water, urban, rice paddy, upland crop, forest, and greenhouse cultivation). In 2100, the rice paddy and upland crop areas decreased 5.0% and 7.6%, and greenhouse cultivation area increased 24.7% compared to 2013. For the future climate change scenario considering agricultural land use change, the RCP 4.5 and RCP 8.5 2090s(2090~2099) IWR decreased 2.1% and 1.0% for rice paddy and upland crops, and increased 11.4% for greenhouse cultivation compared to pure application of future climate change scenario.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2018.05a
• /
• pp.24-24
• /
• 2018

최근 10년간 우리나라에 빈번하게 발생한 가뭄 가운데 2014년과 2015년에 발생한 가장 극심한 가뭄으로 금강유역은 평년의 84.4%의 강수량을 기록하였고, 특히 2015년 6월부터 9월까지의 강수량은 343.1 mm로 평년 대비 38.3% 수준에 머물렀다. 금강유역 내에 위치한 보령댐은 충남 서부지역 8개 시 군에 생활용수와 공업용수를 공급하고 있는 중요한 수원으로 현재 심각한 물 부족으로 저수율이 30%를 밑돌고 있어 대상지역의 현재 및 장래 물 부족 대책이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 보령댐 유역($297.4km^2$)을 대상으로 SWAT(Soil and Water Assessment Tool) 모델과 GCM(General Circulation Model) 기후변화 시나리오를 활용하여 극한 기후변화 사상이 반영된 보령댐의 내한능력을 평가하고자 하였다. 유역의 물수지 분석을 위해 보령댐 유역을 대상으로 기상자료, 보령댐 운영자료를 수집하였으며. SWAT 모형의 신뢰성 있는 유출량 보정을 위해 보령댐의 실측 방류량을 이용하여 댐 운영모의를 고려하였고 유입량 및 방류량 자료를 활용하여 모형의 보정(2005~2009)과 검증(2010~2017)을 실시하였다. 기후변화에 따른 내 저수지 내한능력평가를 위해 APCC의 26개 CMIP5 GCM 자료 중 RCP(Representative Concentration Pathway) 4.5와 RCP 8.5 시나리오 특성을 분석하여 극한 기후 시나리오를 선정하여 Historical 기간(1980~2017)과 미래 기간(2000~2099)을 대상으로 극한 기후변화 사상에 따른 보령댐 유역의 내한능력을 평가하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2018.05a
• /
• pp.419-419
• /
• 2018

기후변화로 인한 홍수피해의 빈도와 규모가 증가함에 따라 미래 홍수취약성은 갈수록 증가할 것으로 전망된다. 이를 대비하기 위해서는 지역별 기후변화를 고려한 홍수취약성 평가를 통해 적절한 적응 정책을 수립하여야 한다. 본 연구에서는 지역별 홍수취약성을 평가하기 위해 홍수취약성지수(Flood Vulnerability Index, FVI)를 새롭게 선정하였다. FVI는 3가지 구성요소의 결합으로 산정되며, 피해의 원인이 되는 압력지수(Pressure Index), 물리적 피해 현황을 나타내는 현상지수(State Index), 대응할 수 있는 능력인 대책지수(Response Index)의 함수로 나타낸다. 압력지수는 기후, 유역, 사회특성에 따라 세부지표를 구분하였고, 현상지수는 홍수피해 비율, 대책지수는 기술 및 사회적 특성을 기준으로 하였다. 따라서, 압력지수 및 현상지수가 클수록 홍수피해에 취약함을 나타내고, 대책지수가 클수록 취약성이 저감되게 된다. 연구 대상 지역은 최근 집중호우로 인해 많은 홍수피해가 발생한 금강유역을 선정하였고, 과거 홍수 피해액 자료를 사용하여 선정된 지수의 적용성을 검토하였다. 또한, 기후변화를 고려하기 위해 27개의 GCMs (Global Climate Models) 중 홍수를 가장 잘 설명하는 5개의 대표시나리오와 2개의 배출시나리오(RCP4.5, RCP8.5)를 사용하였으며, 과거(2010년대) 및 2030년대, 2050년대, 2080년대의 홍수취약성지수를 산정하여 결과를 분석하였다. Spearmans's rank correlation coefficient를 사용하여 과거 10년간 실제 홍수 피해액의 평균값과 FVI를 비교한 결과 선정된 지수가 홍수피해를 적절히 설명하는 것으로 나타났다. 대표시나리오를 사용한 미래 홍수취약성 분석 결과, 용담댐 유역에서 홍수취약성이 증가하는 것으로 나타났으며 지역별 상대적 취약성전망 결과는 대부분 과거와 비슷하였다.

• Atmosphere
• /
• v.25 no.4
• /
• pp.693-706
• /
• 2015

A shift of first fowering date (FFD) of spring blossoms (cherry, peach and pear) over the northest Asia under global warming is investiaged using dynamically downscaled daily temperature data with 12.5 km resolution. For the study, we obatained gridded daily data with Historical (1981~2010), and Representative Concentration Pathway (RCP) (2021~2100) 4.5 and 8.5 scenarios which were produced by WRFv3.4 in conjunction with HadGEM2-AO. A change on FFDs in 21st century is estimated by applying daily outputs of WRFv3.4 to DTS phonological model. Prior to projection on future climate, the performances of both WRFv3.4 and DTS models are evaluated using spatial distribution of climatology and SCR diagram (Normalized standard deviation-Pattern correlation coefficient-Root mean square difference). According to the result, WRFv3.4 and DTS models well simulated a feature of the terrain following characteristics and a general pattern of observation with a marigin of $1.4^{\circ}C$ and 5~6 days. The analysis reveals a projected advance in FFDs of cherry, peach and pear over the northeast Asia by 2100 of 15.4 days (9.4 days). 16.9 days (10.4 days) and 15.2 days (9.5 days), respectively, compared to the Historical simulation due to a increasing early spring (Februrary to April) temperature of about $4.9^{\circ}C$ ($2.9^{\circ}C$) under the RCP 8.5 (RCP 4.5) scenarios. This indicates that the current flowering of the cherry, peach and pear over analysis area in middle or end of April is expected to start blooming in early or middle of April, at the end of this century. The present study shows the dynamically downscaled daily data with high-resolution is helpeful in offering various useful information to end-users as well as in understanding regional climate change.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2018.05a
• /
• pp.362-362
• /
• 2018

본 연구에서는 제주도 서귀포시에 위치한 효돈천 유역(유역면적 $52km^2$)을 대상으로 기후변화로 인한 미래의 수문학적 변화를 전망하였다. 대표적 유역모형인 SWAT (Soil and Water Assessment Tool)을 기반으로, 제주도 지역의 독특한 유출 특성을 잘 모의할 수 있도록 한계유출모의기법(Chung et al., 2011)과 간헐하천 모의기법(Kim et al., 2013)을 적용하였다. 기후변화 영향을 분석하는데 있어 특정 기후모델 적용에 따른 불확실성을 피하기 위해 IPCC (International Panel on Climate Change)에서 제시하는 대순환모델 (General Circulation Model, GCM) 중 SWAT 모형의 기상입력자료(강수량, 온도, 상대습도, 풍속, 일사량)를 모두 제공하는 9개 GCM을 선정하고, 2개 기후변화 시나리오(RCP 4.5, 8.5)에 따른 미래 전망자료를 SWAT 모형의 입력자료로 활용하였다. 과거기간(1992~2013년)에 대해 SWAT 모의결과로부터 분석한 효돈천 유역의 평균 연 강수량은 2,694 mm, 증발산량은 642 mm, 유출량은 534 mm, 지하수 함양량은 1,521 mm로서, 강수량 대비 유출률은 약 19%로 나타났다. 9개 GCM 자료로부터 미래의 수문변화를 기간별(2010~2039, 2040~2069, 2070~2099)로 구분하여 분석한 결과, 연 강수량, 증발산량, 유출량, 함양량, 유출률 모두 미래 후반기로 갈수록 증가폭이 크게 나타났으며, RCP 8.5에서 상대적으로 더 크게 증가할 것으로 전망되었다. 과거기간 대비 강수량은 최대 24%, 증발산량 18%, 유출량 52%, 함양량 16%까지 증가가 예상되었다. 월별로는 8월과 9월의 강수량 증가로 인해 유출량과 함양량도 같이 8월과 9월에 큰 폭으로 증가할 것으로 전망되었다. 증발산량은 1월에서 8월까지는 증가할 것으로 전망되지만, 9월~12월에는 약간의 감소 또는 큰 변화가 없는 것으로 나타났다. GCM 자료에 따른 결과를 보면 증발산량은 월별 차이가 크지 않으나, 강수량을 비롯하여 유출량과 함양량은 여름철을 중심으로 GCM에 따른 차이가 상대적으로 크게 나타났다.