• 제목/요약/키워드: Representative Concentration Pathway

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기후 및 토지이용 변화 시나리오 기반 한반도 미래 수문학적 및 생태학적 가뭄 전망 (Projecting future hydrological and ecological droughts with the climate and land use scenarios over the Korean peninsula)

  • 이재형;김연주;채여라
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제53권6호
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    • pp.427-436
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    • 2020
  • 기후 변화는 한반도 가뭄 특성에 영향을 미칠 것으로 예측되지만 불확실성이 존재한다. 이에, 본 연구는 지면 모델링 시스템 중 하나인 WRF-Hydro 모형에 기후변화와 토지이용 시나리오를 이용하여 한반도 미래 가뭄을 예측하는 것을 목표로 하였다. 기후 변화 자료는 RCP2.6과 RCP8.5 시나리오, 지표면 변화 자료는 공통사회경제경로(Shared Socio-economic Pathway, SSP) 시나리오를 사용하였다. 임계수준 방법을 적용하여 유출량과 순일차 생산량(Net Primary Productivity, NPP)값을 이용한 미래 수문학적 가뭄과 생태학적 가뭄을 정의하였고, 각 시나리오 별 가뭄의 기간과 강도의 특성을 평가하였다. 수문학적 가뭄 기간은 RCP2.6-SSP2 가까운 미래(2031-2050)와 RCP8.5-SSP2 먼 미래(2080-2099) 시나리오에서, 생태학적 가뭄 기간은 RCP2.6-SSP2 먼 미래와 RCP8.5-SSP2 가까운 미래에서 긴 가뭄 기간을 보였다. 가뭄 강도는 가뭄 기간과 다르게, 두 가뭄 모두 RCP2.6-SSP2 먼 미래와 RCP8.5-SSP2 가까운 미래에서 큰 강도를 보였다. 수문학적 가뭄의 경우 RCP2.6-SSP2 먼 미래가 가장 심도가 크고 임계수준의 크기의 영향을 많이 받았다. 그러나 생태학적 가뭄 심도는 RCP2.6-SSP2 가까운 미래와 RCP2.6-SSP2 먼 미래에서 큰 심도를 보이고, 임계수준에 따른 심도 크기의 시나리오 별 차이는 작았다. 이 연구는 기후변화와 토지이용변화에 따른 한반도 미래 수문학적 및 생태학적 가뭄 특성을 이해하고 관리하는데 도움이 될 것으로 기대된다.

Anti-inflammatory Metabolites of Agrimonia pilosa Ledeb. and Their Mechanism

  • Park, Mi Jin;Ryu, Da Hye;Cho, Jwa Yeoung;Kang, Young-Hwa
    • 한국자원식물학회:학술대회논문집
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    • 한국자원식물학회 2018년도 춘계학술발표회
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    • pp.13-13
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    • 2018
  • The anti-inflammatory (INF) compounds (1-15) were isolated from Agrimonia pilosa Ledeb. (APL) by activity-guided isolation technique. The isolated compounds (1-15) were identified as quercetin-7-O-rhanmoside (1), apigenin-7-O-glycoside (2), kaempferol-7-O-glycoside (3), apigenin-7-O-[6"-(butyl)-glycoside] (4), querceitn (5), kaempferol (6), apigenin (7), apigenin-7-O-[6"-(pentyl)-glycoside] (8), agrimonolide (9), agrimonolide-6-O-glucoside (10), desmethylagrimonolide (11), desmethylagrimonolide-6-O-glucoside (12), luteolin (13), vitexin (14) and isovitexin (15). Flavonoids, compound 2, 3, 11, and 14-15 have been found in APL for the first time. Furthermore, two novel flavone derivatives, compound 4 and 8, have been isolated inceptively in plant. In the no cytotoxicity concentration ranges of $0-20{\mu}M$, nitric oxide (NO) production level of 1-15 was estimated in LPS-treated Raw 264.7 macrophage cells. The flavone aglycones, 7 (apigenin, $IC_{50}=3.69{\pm}0.34{\mu}M$), 13 (luteolin, $IC_{50}=4.62{\pm}0.43{\mu}M$), 6 (kaempferol, $IC_{50}=14.43{\pm}0.23{\mu}M$) and 5 (quercetin, $IC_{50}=19.50{\pm}1.71{\mu}M$), exhibited excellent NO inhibitory (NOI) activity in dose-dependent manner. In the structure activity relationship (SAR) study of apigenin-derivatives (APD), apigenin; Api, apigenin-7-O-glucoside; Api-G, apignenin-7-O-[6"-(butyl)-glycoside]; Api-BG and apignenin-7-O-[6"-(pentyl)-glycoside]; Api-P, from APL on INF activity was investigated. The INF mediators level such as NO, INF-cytokines, NF-KB proteins, iNOS and COX-2 were sharply increased in Raw 264.7 cells by LPS. When pretreatment with APD in INF induced macrophages, NOI activity of Api was most effective than other APD with $IC_{50}$ values of $3.69{\pm}0.77{\mu}M$. And the NOI activity was declined in the following order: Api-BG ($IC_{50}=8.91{\pm}1.18{\mu}M$), Api-PG ($IC_{50}=13.52{\pm}0.85{\mu}M$) and API-G ($IC_{50}=17.30{\pm}0.66{\mu}M$). The NOI activity of two novel compounds, Api-PG and Api-BG were lower than their aglycone; Api, but more effective than Api-G (NOI: Api-PG and Api-BG). And their suppression ability on INF cytokines such as $TNF-{\alpha}$, $IL-1{\beta}$ and IL-6 mRNA showed the similar tendency. Therefore, the anti-INF mechanism study of Api-PG and Api-BG on nuclear factor-kappa B ($NF-{\kappa}B$) pathway, representative INF mechanism, was investigated and Api was used as positive control. Api-BF was more effectively prevent the than phosphorylation of $pI{\kappa}B$ kinase (p-IKK) and p65 than Api-PG in Raw 264.7 cells. In contrast, Api-PG and Api-BG were not reduced the phosphorylation of inhibitor of kappa B alpha ($I{\kappa}B{\alpha}$). Moreover, pretreatment with Api-PG and Api-BG, dose-dependently inhibited LPS-induced expression of inducible nitric oxide synthase (iNOS) and cyclooxygenase-2 (COX-2) mRNAs and proteins in macrophage cells, and their expression were correlated with their NOI activity. Therefore, APL can be utilized to health promote agent associated with their AIN metabolites.

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재배기간 동안 이상고온 발생에 따른 콩의 수량반응 탐색 (Responses of Soybean Yield to High Temperature Stress during Growing Season: A Case Study of the Korean Soybean)

  • 정유란;조현숙;김준환;상완규;신평;서명철;정우석
    • 한국농림기상학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.188-198
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    • 2016
  • 본 연구는 콩 생육모형을 활용하여 우리나라에서 콩 재배기간 동안 발생할 수 있는 이상고온에서 파종일 이동에 따른 콩의 수량반응과 그 영향을 탐색하였다. 또한 미래 기후변화 시나리오(2041-2070년)에서도 파종일 이동이 잠재수량(yield potential)의 변화에 미칠 수 있는 영향을 분석하였다. 1981-2010년 동안 전주와 밀양 두 지점에서, 6월 10일의 파종일을 기준으로 5월 25일과 30일의 파종일 단축에 의한 상대적 잠재수량의 변화는 증가보다는 감소 경향으로 나타난 반면, 6월 5일의 파종일 단축에 의한 잠재수량은 증가(평균 +3%)하는 것으로 나타났다. 그러나, 6월 15일과 20일의 파종일 지연에 의한 잠재수량의 감소(평균 -5%)가 증가(평균 +2%)보다 큰 것으로 나타났다. 또한 두 지점의 최근 2003년부터 2010년 동안 정상온도의 해에서, 6월 10일의 파종일을 기준으로 전주의 5월 25일을 제외하고 파종일 이동에 의한 상대적 잠재수량의 변화에 큰 차이가 나타나지 않았다. 그러나 이상 고온의 해에서, 밀양의 경우 파종일 단축에 의한 상대적 잠재수량이 모두 증가하였지만 전주는 6월 5일의 파종일 단축을 제외하고 파종일 단축에서도 상대적 잠재수량의 감소가 나타났다. 파종일 지연에서는 두 지점 모두에서 상대적 잠재수량이 감소하는 것으로 나타났다. 두 지점에서 2041-2070년의 미래 기후변화 시나리오 전망에서 파종일 단축에 따른 잠재수량의 증감효과는 RCP 4.5에서 +7%/-13%(전주)와 +14%/-10%(밀양)로 나타났고, RCP 8.5에서 +10%/-9%(전주)와 +14%/-9%(밀양)로 나타났다. 또한 파종일 지연에 따른 잠재수량의 증감효과는 RCP 4.5에서 +5%/-13%(전주)와 +11%/-16%(밀양)로 나타났고, RCP 8.5에서는 +10%/-17%(전주)와 +10%/-29%(밀양)로 나타났다. 절대적인 값의 차이는 작지만 상대적 잠재수량의 변화에서 파종일 이동에 의한 영향이 RCP 8.5에서 더 반영된 것으로 판단된다.

SWAT을 이용한 기후변화에 따른 보령댐의 물부족 평가 (Water shortage assessment by applying future climate change for boryeong dam using SWAT)

  • 김원진;정충길;김진욱;김성준
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제51권12호
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    • pp.1195-1205
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    • 2018
  • 본 연구에서는 보령댐 유역($163.6km^2$)을 대상으로 SWAT (Soil and Water Assessment Tool) 모델, GCM (General Circulation Model) 기후변화 시나리오와 다중회귀분석으로 산정한 미래 방류량을 활용하여 극한 기후변화 사상이 반영된 보령댐의 물부족을 평가하였다. 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(2007~2010)과 검증(2010~2016)을 실시하였다. 기후변화를 반영하기 위해 APCC의 26개 CMIP5 GCM 자료 중 RCP (Representative Concentration Pathway)4.5와 RCP 8.5 시나리오를 SPI와 극한 가뭄지수로 분석하여 RCP 8.5 BCC-CSM1-1-M을 극한 가뭄 시나리오로 선정하였다. 2005년부터 2016년까지의 일별 관측자료로 다중회귀분석하여 월별 방류량 추정식을 만들었고, 1월부터 12월까지 각 식들의 결정계수 $R^2$는 0.57 이상으로 나타났다. 선정된 극한 가뭄 시나리오 기상자료를 방류량 추정식에 대입하여 미래기간 일별 방류량을 구축하였다. SWAT 수문평가 결과, S3 (2037~2046) 기간 봄철 저수량이 34.0% 감소하는 것으로 분석되었다. Runs 이론을 바탕으로 물부족의 심도를 구한 다음 재현기간에 따른 빈도해석을 하였다. 5~10년 빈도의 심도로 발생하는 물부족이 미래기간에 발생하는 빈도로 보령댐의 물부족을 평가하였다. 물부족 평가 결과, S3 (2037~2046) 기간에서 5~10년 빈도의 심도를 가지는 물부족이 기준기간(2007~2016) 보다 2회 더 발생하였으며 S3 (2037~2046)에 물부족 계획 수립이 필요하다고 판단하였다.

기계학습모델을 이용한 이상기상에 따른 사일리지용 옥수수 생산량에 미치는 피해 산정 (Calculation of Damage to Whole Crop Corn Yield by Abnormal Climate Using Machine Learning)

  • 김지융;최재성;조현욱;김문주;김병완;성경일
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제43권1호
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    • pp.11-21
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    • 2023
  • 본 연구는 기계학습을 기반으로 제작한 수량예측모델을 이용하여 PCR 4.5 시나리오에 따른 사일리지용 옥수수(WCC)의 피해량 산정 및 전자지도를 작성할 목적으로 수행하였다. WCC 데이터는 수입적응성 시험보고서(n=1,219), 국립축산과학원 시험연구보고서(n=1,294), 한국축산학회지(n=8), 한국초지조사료학회지(n=707) 및 학위논문(n=4)에서 총 3,232점을 수집하였으며, 기상데이터는 기상청의 기상자료개방포털에서 수집하였다. 본 연구에서 이상기상에 따른 WCC의 피해량은 RCP 4.5 시나리오에 따른 월평균기온 및 강수량을 시간단위로 환산하여 준용하여 산정하였다. 정상기상에서 DMY 예측값은 13,845~19,347 kg/ha 범위로 나타났다. 이상기상에 따른 피해량은 이상기온 2050 및 2100년 각각 -263~360 및-1,023~92 kg/ha, 이상강수량 2050 및 2100년 각각 -17~-2 및-12~2 kg/ha였다. 월평균기온이 증가함에 따라서 WCC의 DMY는 증가하는 경향으로 나타났다. RCP 4.5 시나리오를 통해 산정한 WCC의 피해량은 QGIS를 이용하여 전자지도로 제시하였다. 본 연구는 온실가스 저감이 진행된 시나리오를 이용했지만, 추가 연구는 온실가스 저감이 되지 않은 RCP 시나리오를 이용한 연구를 수행할 필요가 있다.